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关于发酵罐的控制系统关于发酵罐的控制系统一 参数控制参数控制1温度控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-150℃温度℃温度b 输出温度需通过校对调整，输出温度需通过校对调整，可编在程序内，可编在程序内，可编在程序内，也可以做个人机界面，也可以做个人机界面，也可以做个人机界面，使用人调整使用人调整（a+bx ）c 工作温度设定，通过人机界面由使用人输入工作温度设定，通过人机界面由使用人输入d 控制温度设定，分上限和下限，可采用工作温度加偏差温度（如0.5℃、1℃等）由使用人设定，也可以采用直接的温度值由使用人设定，也可以以0.50.5℃的偏℃的偏差直接写入程序差直接写入程序e 控制方式：控制方式：低于下限温度自动启动加热，低于下限温度自动启动加热，低于下限温度自动启动加热，高于上限温度自动启动冷却；高于上限温度自动启动冷却；高于上限温度自动启动冷却；加热和加热和冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：参数为：参数为：加热时间加热时间加热时间（热水阀（热水阀开启的时间，范围0-5分钟）和加热间隔时间（可设置为两次加热的间隔时间，也可以设置为热水阀关闭的时间，可以0-10分钟，由于加热过程中，热水进入发酵罐夹套后，入发酵罐夹套后，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，所以，所以，所以，关闭热水阀后要关闭热水阀后要等一段时间，避免频繁启动而温度波动过大；同理，冷却过程也需要设置“冷却时间”和“冷却间隔时间”却时间”和“冷却间隔时间”2 酸碱度（pH ）控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-14的pH 值b 输出pH 需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx ）c pH 值设定，通过人机界面由使用人输入值设定，通过人机界面由使用人输入d 控制pH 值设定，分上限和下限，分上限和下限，可采用工作可采用工作pH 值加偏差pH 值（如0.1、0.2等）由使用人设定，也可以采用直接的pH 值由使用人设定，值由使用人设定，e 控制方式：低于下限pH 值自动启动加碱，高于上限温度自动启动加酸；加碱和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：参数为：参数为：加碱时间加碱时间加碱时间（加碱（加碱蠕动泵开启的时间，蠕动泵开启的时间，范围范围0-5分钟）分钟）和加碱间隔时间和加碱间隔时间和加碱间隔时间（可设置为两次加碱的间（可设置为两次加碱的间隔时间，隔时间，也可以设置为加碱蠕动泵也可以设置为加碱蠕动泵也可以设置为加碱蠕动泵 关闭的时间，关闭的时间，可以可以0-10分钟，由于加碱过程中，氨水进入发酵罐后，发酵罐的pH 值上升要滞后一段时间，所以，关闭加碱蠕动泵后要等一段时间，避免频繁启动而pH 值波动过大；同理，加酸过程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”3 溶氧值（Do ）控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-100的Do 值b 输出Do 需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx ）c Do 值设定，通过人机界面由使用人输入值设定，通过人机界面由使用人输入d 控制Do 值设定，分上限和下限，可以采用直接的Do 值由使用人设定，值由使用人设定，e 搅拌电机的转速可设定为手动和自动，手动时由使用人通过人机界面直接输入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（Do Do Do）相关联）相关联）相关联f 控制方式：低于下限Do 值自动启动搅拌电机加速，高于上限Do 值自动启动搅拌电机减速；加速和减速过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：加速的速度值（范围可50转/分钟）和加速间隔时间（可设置为0-5分钟，由于加速过后，溶氧的提高要滞后一段时间，所以，关闭加速后要等一段时间，如Do 值符合要求则维持在调整后的转速工作，如Do 值仍偏低，则继续提高一档转速，直至达到最高转速，避免频繁启动而Do 值波动过大）；同理，减速过程也需要设置“减速的速度值”（也可以50转/分钟一档）和“减速间隔时间”，转速减到最低值就不再减速，转速减到最低值就不再减速4 消泡控制a 信号为开关量信号为开关量b 控制参数为自动状态下的消泡剂添加量（以毫升显示，实际对应为1毫升/秒种）和间隔时间（0-5分钟）分钟）c 控制方式为手动/自动切换，手动时钮子开关人工确定添加量，自动时控制蠕动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间 5 补料控制补料控制全部为人工设定，设定参数两个：补料的时间（按绝对时间，即×月×日×时×分）和补料量（以毫升显示，按1毫升/秒种控制），每次可设定3个时间点（即每次进入补料的人机界面可预设定3次补料）次补料）二 报警报警报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值 三 记录记录采用表格和曲线两种方式，查询和输出的时间段由使用人选择，表格的输出还需要使用人确定时间间隔，默认时间间隔为10分钟，消泡和补料控制不需要曲线输出要曲线输出。
题目：发酵罐温度控制系统设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：Array注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算摘要本题要设计的是温度控制系统，发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响。
因此，对发酵过程中的温度进行检测和控制就显得十分重要。
本课题设计了发酵罐温度控制系统，选择的传感器为Cu100，由于信号很小，所以就需要通过差动放大电路进行放大并且经过了滤波电路滤波，然后将处理后的电压信号经过V/I转换，输出4~20mA的电流信号，最后进行仿真分析以及参数的计算，以达到通过对冷水阀开度的控制对发酵罐温度控制的目的。
本系统应用温度控制系统，有助于提高发酵效率，有助于提高工厂产值，并且可以使资源得到更充分的作用。
关键词：温度控制；PID控制器；V/I转换；比较机构目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成总体结构 (2)2.3 传感器选择 (2)第3章电路设计 (4)3.1 传感器电路 (4)3.2 比较机构电路 (7)3.3 PID调节器并联实现电路 (7)3.4 V/I转换电路 (8)3.5 直流稳压电源电路 (9)第4章仿真与分析 (10)4.1 传感器电路仿真 (10)4.2 PID控制器电路 (11)4.3 V/I转换电路 (12)第5章课程设计总结 (14)参考文献 (15)附录Ⅰ (16)附录Ⅱ (18)附录Ⅲ (20)第1章绪论在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉、发酵罐和锅炉中的温度进行检测和控制。
本次课设要求设计发酵罐的温度控制系统。
发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响：它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制，除这些直接影响外；温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度；基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率。
啤酒发酵过程计算机控制系统1.啤酒发酵工艺及控制要求麦汁发酵过程是啤酒生产的重要环节。
发酵是一个复杂的生物化学反应过程，通常在锥形发酵罐中进行。
大型啤酒锥形发酵罐在发酵各工艺段对温度的要求是不同的。
在20多天的发酵期间，根据酵母的活动能力和生长繁殖的快慢，确定发酵给定温度曲线，如图1-1所示。
图1-1发酵过程温度工艺曲线图罐内麦汁温度分布只要各工艺段保持在工艺给定温度的±5℃范围内就能保证啤酒的质量。
发酵罐装置上、中、下三个冷却带进口调节阀。
在啤酒发酵期间，当罐内温度低于给定温度时，则要关闭冷却带的阀门，使之自然发酵升温；当罐内温度高于给定温度时，则要求接通冷却带的阀门，自动地将冷酒精打入冷却带循环使之降温。
除温度控制外，还要对罐内压力、液位等实施控制。
2.系统总体方案的设计（1）发酵罐的测控点分布及管线结构罐上有5个检测点:上段温度TTa、中段温度TTb、下段温度TTc、罐内上部气体压力PT、液位LT;3个控制点：上端冷却带调节阀TVa、中段冷却带调节阀TVb、下段冷却带调节阀TVc。
检测点与控制点的分布如图2-1所示。
图2-1发酵罐的测控点分布及管线图（2）检测装置和执行机构检测装置中，温度检测采用WZP-231铂热电阻（Pt100）和RTTB-EKT温度变送器，其输入量程为-20~+50℃，输出为4~20mA；压力检测采用CECY-150G 电容式压力变送器，其输入量程（压差）为0~0.25MPa，输出为4~20mA；液位检测采用CECU-341G电容式液位变送器，输入量程（压差）为0~0.2MPa，输出为4~20mA。
执行机构采用ZDLP-6B电动调节阀，通径为DG50，流通能力为CG32，并配有操作器DFQ-2100。
（3）对象特性的描述啤酒发酵过程的数学模型是随发酵深度而变的，通常人们把它归为一类常见的工业对象模型：θ（s）/Qv(s)=Ke-τs/(Ts+1)但是，实际的啤酒发酵对象应该是开环不稳定的，为了简化对象模型的推导过程，可作以下假设：①忽略热交换过程中的热量损失；②不考虑罐壁、冷媒、麦汁的温度梯度。
发酵罐的温度控制
发酵罐的温度控制分为人工控制和自动控制。
人工控制是指操作人员根据发酵罐温度表的变化，随时开关冷带进口阀门控制冷媒进出量达到降温目的。
而自动控制是在发酵罐体适当高度处安装温度传感器，在冷带进口处安装电磁阀，并设定控温参数。
当测量值高于设定值时，说明罐温高需要降温，控制器发出开阀信号,发酵罐冷媒电磁阀打开,冷媒从发酵罐冷带低端进入环绕一圈从高端流出,此时冷媒在冷带的流动过程中,将罐内的热量带出;反之,当检测值低于设定值时,控制器发出关闭信号,发酵罐冷媒电磁阀关闭,冷带冷媒停止流动。
同时冷带与罐内物料的热交换停止。
原理图如图1。
图1 发酵罐温控系统图。
基于ECS700的发酵系统控制--发酵温度的控制摘要：温度过低会导致酵母菌这样的发酵菌群反应缓慢，从而降低生产效率；温度过高会导致菌群繁殖过量，更高的温度会导致菌群死亡。
因此，精准有效的控制发酵温度非常重要。
ECS700是浙江中控公司生产的一套集散控制系统，它的软件部分包括“系统结构组态组态软件”和“组态管理软件”两部分关键词：温度、串级分程控制、集散控制系统一、控制方案的构想 在这里讨论酒精发酵的过程。
经过网络查询知道发酵前期的温度约为15-18度。
这个温度比室温略低，然而考虑到发酵过程本身是放热的，所以温度的波动不是很大。
而发酵液中水分含量比较大，比热容较大，因此可以用比热容较大的物质控制温度，因此选用水。
受热的不均匀，会导致菌种的死亡或者生产效率降低。
夹套式的换热，选用水做传热介质，温度连续变化且传热比较均匀。
要控制水的温度，不止要实现降温，还要实现升温的控制。
因为要充分考虑到各种外界条件的影响。
我们知道，夹套中的水温受阀门开度的直接影响，相应较快，然而最终控制质量的参数是发酵液的温度。
受传热速率的限制，发酵液变化有较大延迟。
因此要采用串级控制，将变化快的夹套温度T e 放在副控制器中，将主要控制的变量内部温度T i 放在主控制器中。
这样构成串级。
冷热水要用两个阀门控制，因此要采用分程控制。
因为安全的需要，因此尽量把热水阀设置为气开式，此时冷水阀不得不设置为气开式。
随着温度的升高，冷水阀开度加大，随着温度的降低，热水阀开大。
二、分程控制的具体设想在温度控制中必须考虑的是，在控制点的附近，要防止温度的波动造成阀门的反复开闭。
因此具体做法是在设置温度点附近设置一个死区，使得该温度范围内的控制器响应不那么灵敏。
例如，设置温度T i 为17度，在16-18度内设置一个死区，使得温度大致控制在这个区间内，即使温度在17度左右波动也不会使阀门打开。
如图所示，假设阀门开度从0-100变化，0为全关，100为全开，随着温度的升高，温度变送器信号变大，热水阀门逐渐关小，进入死区后两个阀门都关闭；温度仍然上升，冷水阀门逐渐打开，待温度逐渐降回控制范围内。
发酵罐说明书一、概述该系统发酵罐是通用型机械搅拌罐，采用无级变速调节搅拌转速。
广泛用于有机酸、酵母、酶制剂、维生素等生物制品的生产。
二、系统组成该系统发酵罐可由种子罐、发酵罐、补料罐、碱罐、泡敌罐、空气除菌过滤系统、蒸汽灭菌系统、温度控制系统、PH测量系统、溶解氧测量系统、微机控制系统等部分组成。
各系统的流程及工作参数如下：1. 空气除菌过滤系统无油空气压缩机(0.5～0.6 Mpa)贮气罐有油空气压缩机(0.5～0.6 Mpa)→油水分离器一级预过滤→冷干机→二级预过滤→三级预过滤→减压阀(0.25 ～0.3Mpa)→除菌过滤器1→种子罐总除菌过滤器除菌过滤器2→发酵罐2. 蒸汽灭菌系统种子罐、发酵罐灭菌（0.3MPa）蒸汽锅炉减压阀(≤0.13Mpa)→蒸汽过滤器除菌过滤器1除菌过滤器23. 温度控制系统种子罐夹套控温水箱→循环水泵→发酵罐夹套4. PH测量系统发酵罐PH电极→仪表显示→微机采集→数据查询、曲线分析5. 溶解氧测量系统发酵罐溶解氧电极→仪表显示→微机采集→数据查询、曲线分析6. 消泡系统发酵罐泡沫传感器→反馈给微机→报警三、主要技术参数1. 种子罐：灭菌压力≤0.15Mpa：工作压力：0.05～0.07Mpa灭菌温度：121℃～125℃2. 发酵罐：灭菌压力≤0.15 Mpa：工作压力：0.05～0.07Mpa灭菌温度：121℃～125℃3. 碱罐：灭菌压力≤0.15 Mpa：工作压力：0.05～0.07Mpa灭菌温度：121℃～125℃4. 消泡罐：灭菌压力≤0.15 Mpa：工作压力：0.05～0.07Mpa灭菌温度：121℃～125℃5. 进罐空气压力：种子罐、发酵罐、0.25MPa。
6. 空压机：容积排气量＞ m3/min(无油) 排气压力 0.6Mpa7. 控温水箱电功率： Kw8. 水循环泵：功率 Kw ；流量 m3/h9. 转速：无级调速～ rpm10. PH值：仪表显示并记录11. 溶解氧值：仪表显示并记录12. 罐温：仪表显示并记录四、使用前的技术准备1. 上岗前的技术培训：SFM—2000L等发酵罐是机电一体化的设备，因此；操作人员上岗前必须进行技术培训，使他们熟悉整个系统的工作原理、管路、阀门的操作程序，并对空压机，蒸汽锅炉、变频电机等设备，能正确操作使用。
一、被控对象工作原理及结构特点等发酵工程是应用生物（主要是微生物）为工业大规模生产服务的一门工程技术，也称微生物工程。
发酵工程是包括微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。
现代发酵工程不但应用于生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且还可以生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。
发酵反应器（发酵罐）是发酵企业中最重要的设备。
发酵罐式必须具有适宜于微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低消耗下获得较高产量。
例如，发酵罐的结构应尽可能简单，便于灭菌和清洗；循环冷却装置维持适宜的培养温度；由于发酵时采用的菌种不同、产物不同或发酵类型不同，培养或发酵条件又各有不同，还要根据发酵工程的特点和要求来设计和选择发酵罐的类型和结构。
通风发酵设备要将空气不断通入发酵液中，供给微生物所需的氧，气泡越小，气泡的表面积越大，氧的溶解速率越快，氧的利用率也越高，产品的产率就越高。
通风发酵罐有鼓泡式、气升式、机械搅拌式、溢流喷射自吸式等多种类型。
机械搅拌通风发酵罐是发酵工厂常用的类型之一，它是利用机械搅拌器的作用，使空气和賿液充分混合促使氧在賿液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气，同时强化热量传递。
无论是微生物发酵、酶催化或动物植物细胞培养的微生物工程工厂都应用此类设备，占目前发酵罐总数的70%～80%，常用语抗生素、氨基酸、有机酸和酶的发酵生产。
机械搅拌通风发酵罐是属于一种搅拌釜式反应器，除用作化学反应和生物反应器外搅拌反应器还大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸传热等操作。
搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
加班容器包括筒体、换热原件及内构件、搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。
1.1温度对发酵的影响微生物药品发酵所用的菌体绝大多数十中温菌，如丝状真菌、放线菌和一般细菌。
它们的最适生长温度一般在20～40摄氏度。
在发酵过程中，应维持适当温度，以使微生物生长代谢顺利进行。
由于微生物的种类不同，所具有的酶系及其性质也不同，因此所要求的温度也不同，如细菌的生长温度大多比霉菌高。
有些微生物在生长、繁殖和合成代谢产物等各个阶段的最适温度是不同的。
因此，要想获得最高的发酵单位，在发酵的各个阶段要调整发酵温度。
处于迟缓期的菌体对温度十分敏感，因此，最好在其最适生长温度范围内对其进行培养，这样可以缩短延滞期和包子萌发时间。
通常情况下，在最适温度范围内提高对数生长期的温度，有利于菌体的生长。
例如，提高枯草杆菌前期的最适温度，对该菌的生长产生了明显的促进作用。
温度变化对发酵过程可产生两方面的影响：一方面是影响各种酶反应的速率和蛋白质的）性质；另一方面是影响发酵液的物理性质。
温度对化学反应速度的影响常用温度系数（Q10（每增加10摄氏度，化学反应速度增加的倍数）来表示，在不同温度范围内，Q的数值是不10同的，一般是2～3，而酶反应速度与温度变化的关系也完全符合此规律，也就是说，在一定范围内，随着温度的升高，酶反应速率也增加，但有一个最适温度，超过这个温度，酶的催化活力就下降。
温度对菌体生长的酶反应和代谢产物合成的酶反应的影响往往是不同的。
1.2发酵热的产生发酵热的产生是产生热能的散失热能的综合结果，是引起发酵温度变化的原因。
发酵过程中产生的净热量称为发酵热。
发酵过程中的菌体对培养基德利用，氧化分解有机物质，机械搅拌，发酵罐壁向外散热，水分蒸发等都会产生热量交换，综合起来就是发酵热。
现将这些产热和放热的因素分述如下。
1.生物热产生菌在生长繁殖过程中产生的热量，称为生物热。
这些产生的生物热一部分用来合成高能化合物，供微生物合成和代谢活动需要，一部分用来合成代谢产物，其余部分已热量形式，散发出来。
生物热的大小随培养基成分和菌种的变化而变化；随培养时间的不同而不同；与菌体的呼吸强度有对应关系，呼吸强度越大产生的生物热越大。
2.搅拌热搅拌器转动锁引起的液体之间、液体与设备之间的摩擦所产生的热量，即搅拌热。
3.蒸发热空气进入发酵罐与发酵液广泛接触后，引起水分蒸发所需的热能，称为蒸发热。
这部分热量在发酵过程中先以蒸汽形式散发到发酵罐液面，再由排气管带走。
4.辐射热由于管外壁和大气间的温度差异而使发酵液中的部分热能通过罐体向大气辐射的能量，即辐射热。
辐射热的大小取决于罐内外温度差。
发酵热在整个发酵过程中随时间而变化，引起发酵温度发生波动，为了使发酵能在一定温度下进行，一定要控制发酵温度。
1.3发酵罐的动态数学模型机械搅拌通风发酵罐的动态数学模型与基本的化学反应器的动态数学模型基本一样，所以在此将以如图1所示的非绝热连续搅拌釜式液相反应器为例，来说明反应器激励模型的建模思路。
图 1 发酵罐反应器（1）基本动态方程式（1）基本假设①两侧流体均呈活塞流状流动，无轴向混合；②径向热传导可用集中参数表示，即同一截面上各点温度相同；③传热系数U和比热Ca、Cb恒定不变；④管壁热容忽略不计；⑤外部绝热良好，即不考虑热损失。
（2）系统基本方程式的建立对内管流体A列写微元dτ的热量衡算式：(,)[(,)(,)](,)(,)(,)∂=-+∂∂⎡⎤-+⎢⎥∂⎣⎦Aa a B A a a AAa a AT tM C d UAd T t T t C T ttT tC T t dτττττωττωτττ式中：同理可得外管流体B 的热量衡算式： 式中：（2）偏微分方程的求解：在化工过程中，有很多典型操作单元如套管式和列管式换热器、填充式精馏塔和吸收塔、管式和固定床式反应器等都属于分布参数对象，它们的动态方程为偏微分方程。
偏微分方程的求解方法主要有传递函数法、分段集总化处理方法、正交配置法和数值解法。
对于较简单的（自变量不大于两个，线性定常）偏微分方程，一般可以通过传递函数法求解。
①首先进行由时间域t 到复域S 的拉氏变换，在TA 、TB 取增量形式时，初始条件为0，由式可得：②进行由距离域τ到复域Ｐ的拉氏变换，边界条件如下：11(,)(,)[(,)(,)]∂∂⇒+=-∂∂A A B A T t T t T a T t T t t τττττ11==a a a a M UA T a C ωω22(,)(,)[(,)(,)]∂∂+=-∂∂B B A B T t T t T a T t T t t τττττ22==bbb bM UAT a C ωω1122(,)(,)[(,)(,)](,)(,)[(,)(,)]+=-+=-A A B A B B A B dT S T ST S a T S T S d dT S T ST S a T S T S d ττττττττττ01100110(,)()(,)()(,)()(,)()========A A A A B B B B T S T S T S T S T S T S T S T S ττττττττ111212(,)(,)()[(,)(,)](,)(,)()[(,)(,)]+-=-+-=-A A A B A B B B A B T ST P S PT P S T S a T P S T P S T ST P S PT P S T S a T P S T P S令AP=(Φ1-Φ2)2+4a1a2，则式(4.42)右端分母可写为：（2）.非线性模型的线性化 有此整理得被控对象传函为：111()1psP P P K e G s T s τ=+；222()1D D D K G s T s =+ 二、控制方案设计2.1被控变量和控制变量的选择1.被控变量的选择如前面所说，温度对化学反应速度的影响常用温度系数（Q 10）（每增加10摄氏度，化学反应速度增加的倍数）来表示，在不同温度范围内，Q 10的数值是不同的，一般是2～3，而酶反应速度与温度变化的关系也完全符合此规律。
而机械搅拌通风发酵罐是一种通用化学反应器，所以把化学反应器的普遍特性来代表发酵罐的特性。
化学反应器的控制指标主要是反应的转化率、产量、收率、主要产品的含量和产物分布等，用这些变量直接作为被控变量，反应要求就能够直接得到保证。
但是，这些指标大多数是综合性指标，还是无法测量。
有些是成分指标，也缺少测量手段，或者测量滞后大、精度差，不宜作为被控变量。
目前，化学反应器的过程控制中，由于温度和上述指标关系密切，又容易测量，所以大多用温度作为反应器控制中的被控变量。
2.操纵变量的选择温度作为反应质量的控制指标是有一定条件的，只有在其他许多参数不变的条件下，才能2121212222221212121212122212()22422442+Φ+Φ+ΦΦ-Φ+ΦΦ+Φ+ΦΦΦ+Φ-ΦΦ+=+⨯+-Φ+Φ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭P P a a a a P PP 2110101212()sinh 2()()()()2sinh(⎤+Φ-Φ⎥⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦+Φ-Φ⎣A A B B a T S T S T S T S a正确地反映反应情况。
因此，在温度作为反应器控制指标时，要尽可能保证物料量、进料浓度等其他参数的恒定。
所以选择冷却剂流量为操纵变量。
2.2控制方案在保证物料量、进料浓度等其他参数一定的条件下，发酵罐内温度作为主被控变量，发酵罐的夹套温度为副被控变量，冷却剂流量为操纵变量，组建一控制系统，控制系统流程图如下。
图2系统控制流程图2.3现场仪表选型1.测温元件及变送器被控温度在100℃以下，选用代号为WZC,分度号为Cu100铜电阻温度计，量程为-50～150℃，并配用DDZ —Ⅲ型热电阻温度变送器，信号为DC4～20mA 或DC1～5V ，温度测量环节可用以下的一阶环节来近似1)(1+=s T K s G TT ，(惯性环节)式中，TM K 与测量仪表的量程有关；测量环节的时间常数1T =1min ，仪表经输出归一后均为0～100％，。
因而有=--=minmax min,max ,Q Q Q Q K M M T 1％/℃，式中，max ,M Q 和min ,M Q 分别为测量仪表输出信号的上下限；max Q 和min Q 分别为测量仪表 量程的上下限。
2.执行器根据工艺要求安全考虑，执行器选DDZ —Ⅲ型电动调节阀，假设调节阀为近似线性阀，其动态滞后忽略不计，而且，V V V K s u s f s G ==)()()(，式中，为调节阀的流通面积，通常在一定范围内变，这里假设=（0.5～1.0）％/％(即控制器的输出变化1％，调节阀的相对流通面积变化0.5％～1.0％)。
三、系统仿真及参数整定3.1控制系统方框图图3控制系统方框图图中，Tsp 为温度给定值，TC 为温度控制器，FC 为流量控制器，GV 为调节阀传递函数，GP2为流量对象传递函数，Gp1为温度对象传递函数，Gqm 为流量计传递函数，GTM 为温度检测环节传递函数，Gd2为副回路干扰传递函数，Gd1为主回路干扰传递函数。
