釜体1内腔相连通的抽真空管9和晶种进料管11，抽 真空管9伸出釜体1的一端与真空栗10相连，釜体1的底部设置有与其内腔相连通的出料管 5,所述的原料进料管、晶种进料管11和出料管5上均设置有阀门，阀门分别为启闭原料进料 管的第一阀门6a、启闭晶种进料管11的第二阀门6b和启闭出料管5的第三阀门6c，爸体1的 底部设置有用于检测溶液温度的第二温度传感器14b和搅拌器16,搅拌器16伸出釜体1的一 端与第二电机15b相连，釜体1的外壁设有夹套4,夹套4上分别设置有介质进口和介质出口， 所述的介质进口和介质出口分别为热介质进口 12a、热介质出口 13a、冷介质进口 12b、冷介 质出口 13b，所述的热介质进口 12a设置有用于检测热介质流量的第二流量传感器17b和控 制热介质流量的热介质电磁阀18a;所述冷介质进口 12b上设置有用于检测冷介质流量的第 三流量传感器17c和控制冷介质流量的冷介质电磁阀18b。
[0033] 第一流量传感器17a、第二流量传感器17b、第三流量传感器17c、第一温度传感器 14a、第二温度传感器14b均与PLC电连接;热介质电磁阀18a和冷介质电磁阀18b均与PLC电 连接;PLC连接有报警器;PLC通过以太网与上位机连接。
[0034] 参考图3-5,本实用新型反应釜利用传感器检测反应釜的进料流量、冷介质阀门开 度、热介质阀门开度、冷介质流量、热介质流量及反应釜内温度，并将检测值传送给PLC，PLC 将检测值通过以太网传送到上位机，在上位机中通过组态软件将反应釜的进料流量、冷介 质阀门开度、热介质阀门开度、冷介质流量、热介质流量及反应釜内温度实时显示，上位机 中的报警画面有报警指示灯，PLC连接有报警器，当反应釜温度不在正常范围内时，上位机 中的报警指示灯和PLC同时报警。
[0035] 反应釜所用的基于模糊神经网络的反应釜温度控制算法，包括以下步骤：
[0036] (1)确定模糊神经网络控制器的输入量和输出量，输入量为反应釜的温度误差和 温度误差变化率，输出量为反应釜的冷介质阀门开度和热介质阀门开度。
[0037] (2)确定模糊神经网络的结构，上位机根据用户在实际生产过程中积累的经验数 据，构造模糊神经网络控制器的初始模糊模型，经验数据包括反应釜的进料流量、冷介质阀 门开度、热介质阀门开度、冷介质流量、热介质流量及反应釜内温度;模糊神经网络控制器 的输入隶属度函数选取高斯函数。
[0038] (3)模糊神经网络的结构确定后，进行参数辨识;模糊神经网络控制器采用现场采 集来的反应爸的进料流量、冷介质阀门开度、热介质阀门开度、冷介质流量、热介质流量及 反应釜内温度对模糊神经网络控制器进行参数学习训练。
[0039] (4)将训练好的模糊神经网络控制器内置到PLC中，模糊神经网络控制器调整隶属 度函数参数的中心值、宽度值，PLC根据模糊神经网络控制器控制执行机构来调节被控对 象，从而实现对反应釜内温度的精准控制。执行机构为热介质电磁阀18a及冷介质电磁阀 18b，被控对象为反应釜内的反应物。
[0040] 基于模糊神经网络的反应釜温度控制算法由结构学习和参数学习两部分组成。首 先，通过结构学习确定网络的初始结构，然后再利用参数学习确定网络的参数。若模糊神经 网络各输入分量的模糊分割数已事先确定好，那么需要学习的参数主要是最后一层的连接 权WuS第二层的隶属度函数的中心值Cij和宽度δ^。模糊神经网络的学习算法采用误差反 传算法、一阶梯度寻优算法，调整网络的连接权值及隶属函数的中心和宽度。
[0041 ]模糊神经网络控制器的结构，该结构由5层组成，其中：
[0042] 第一层是输入层，输入向量的各分量xi直接与各个节点连接，该层的作用是将输 入值X= [XI，X2, ...，Χη]传送到第二层。输入变量的个数即为节点数:该控制器的输入节点 数η = 2,分别为温度误差和温度误差的变化率；
[0043] 第二层中，语言变量值由各个节点代表，作用是计算每个输入分量的隶属度函数 ，其中< =1,2,···/?;_/_ = 1,2,…输入变量的维数为η，输入变量Xi的模糊分割 数为nu。采用高斯函数作为隶属度函数，BP
[0045] 其中，3ij、cij分别表示隶属函数的宽度和中心。该层的节点数
[0046] 第三层中的每个节点代表一条模糊规则，作用是与模糊规则的前件匹配，把每条 规则的适用度计算出来，即
。该层的 节点数m个。给定的输入在输入点附近的语言变量值的隶属度较大，远离输入点的语言变量 值的隶属度很小或为〇。当隶属度函数很小(如小于0.05)时，该值近似取为O，因此，在α中大 多数节点的输出值为〇。
[0049]第四层的作用是实现归一化计算，节点数与上一层的节点数相同，计算公式为：
[0051]第五层是输出层，实现清晰化计算，即
[0053]其中，Wlj表示yi的第j个语言值隶属函数的中心。
【主权项】
1. 一种具有温度控制系统的反应釜，包括釜体，其特征在于，所述釜体（1)内顶部设置 有溶解槽(2 )，釜体（1)上设置有与溶解槽(2 )内腔相连通的原料进料管，溶解槽(2 )的底面 (2a)开有均布的过滤孔，溶解槽(2)底面(2a)的下表面覆盖有翻转式的密封板(8)，釜体(1) 上设置有伸出釜体（1)外部且与釜体（1)内腔相连通的抽真空管(9)和晶种进料管（11)，抽 真空管(9)伸出釜体（1)的一端与真空栗（10)相连，釜体（1)的底部设置有与其内腔相连通 的出料管（5)和搅拌器（16)，搅拌器（16)伸出爸体（1)的一端与第二电机（15b)相连，爸体 (1)的外壁设有夹套(4)，夹套(4)上分别设置有介质进口和介质出口。2. 根据权利要求1所述的具有温度控制系统的反应釜，其特征在于，所述的密封板(8) 经转轴(7)装在溶解槽(2)的底面(2a)的下方，转轴(7)的一端与第一电机（15a)相连，构成 过滤孔的翻转式启闭结构。3. 根据权利要求1所述的具有温度控制系统的反应釜，其特征在于，所述的原料进料 管、晶种进料管（11)和出料管(5)上均设置有阀门，阀门分别为启闭原料进料管的第一阀门 (6a)、启闭晶种进料管（11)的第二阀门（6b)和启闭出料管(5)的第三阀门（6c)。4. 根据权利要求1所述的具有温度控制系统的反应釜，其特征在于，所述的原料进料管 有3根，分别为用于麦芽糖醇进料的第一进料管(3a)，用于山梨醇进料的第二进料管(3b)和 用于加水的第三进料管（3c)，原料进料管上设置有用于检测进料流量的第一流量传感器 (17a)〇5. 根据权利要求1所述的具有温度控制系统的反应釜，其特征在于，所述的溶解槽(2) 腔体的底部设置有用于检测溶液温度的第一温度传感器（14a);所述的釜体（1)腔体的底部 设置有用于检测溶液温度的第二温度传感器(14b)。6. 根据权利要求1所述的具有温度控制系统的反应釜，其特征在于，所述的介质进口和 介质出口分别为热介质进口（12a)、热介质出口（13a)、冷介质进口（12b)、冷介质出口 (13b)〇7. 根据权利要求6所述的具有温度控制系统的反应釜，其特征在于，所述的热介质进口 (12a)设置有用于检测热介质流量的第二流量传感器（17b)和控制热介质流量的热介质电 磁阀（18a);所述冷介质进口（12b)上设置有用于检测冷介质流量的第三流量传感器（17c) 和控制冷介质流量的冷介质电磁阀（18b)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有温度控制系统的反应釜，特别是一种用于制备共晶体麦芽糖醇和山梨醇的具有温度控制系统的反应釜。本实用新型的反应釜将过滤与结晶的操作集成在一个反应釜内，大大提高了反应釜的利用效率，简化了生产设备。本实用新型采用抽真空过滤，有效去除了原料中的杂质，同时，过滤抽真空后熬糖也是在真空状态下，因此反应釜连接真空泵能够达到连续使用的效果。
【IPC分类】B01J19/18, C07H15/04, C07H1/00, C07C29/00, C07C31/26
【公开号】CN205269650
【申请号】CN201521060504
【发明人】郑晓茜, 李连荣, 王徽, 甄亚, 冯艳平, 邵帅飞
【申请人】郑州职业技术学院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月19日