PID自动控制技术的应用

德愿羧黎　ＰＩＤ￣ｉ动控制技术的应用　李韬　华菱湘钢炼铁厂湖南湘潭４１１１０１　【摘娶ｌ烧结５６ｏｍ　烧结机点火炉＇基于ＰＩＤ自动控制技术，利用点火　炉膛检测的点火温度，通过对煤气、空气管道改造，实现烧结机点火炉温　度控制模型，达到降低煤气消耗的节能减排目标。　【关键词】节能减排；ＰｌＤ控制；点火炉；快截阀；调节阀；点火模型；　施耐德ＰＬｃ　１．篱言　在国家“十二五”规划中，把能源消耗降低和主要污染物排放总　量减少确定为国民经济和社会发展的约束性指标，节能减排作为调整　经济结构、加快转变经济发展方式的重要方向和突破口。为确保实现　“十二五”节能减排约束性目标，促进经济发展方式转变，建设资源节　约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力，企业必须采取有效措　施，保证国家节能减排目标的实现。　近几年，国内外烧结点火技术发展迅速，点火热耗大幅度降低，全　国各钢铁企业对烧结点火炉不仅在结构上，而且在控制上都采用了新　技术，这些技术的应用，对降低点火炉煤气消耗起到了积极地作用。　２．ＰＩＤ控制器　２．１ＰＩＤ控制原理　ＰＩＤ控制应用范围广＇使用灵活，已有系列化产品，虽然很多工业过　程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性　不随时间变化的系统，这样ＰＩＤ就可控制了ａ其次，ＰＩＤ参数较易整定，　其参数Ｋｐ，Ｔｉ和Ｔｄ可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动　态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，ＰＩＤ参数　就可以重新整定。　典型的ＰＩＤ模型控制系统如图１所示。　圈Ｉ　图中ｓｐ（ｔ）是给定值，ｐｖ（ｔ）为反馈量，Ｃ（ｔ）为系统的输出量，ＰＩＤ　控制器的输入输出关系式为：　Ｍ（（ｔ＝ＩＣｃ（ｃ＋　ｄ＋Ｔｎ矗｜ｄｒ）＋Ｍ　即输出：比例项＋积分项＋微分项＋输出的初始值，式中，Ｍ　（ｔ）是控制器的输出，误差信号ｅ（ｔ）＝ｓｐ（ｔ）—ｐｖ（ｔ），　是回路输　出的初始值，Ｋｃ是ＰＩＤ回路的增益，ＴＩ和ＴＤ分别是积分时间常数和微　分时间常数。　式中等号右边前３项分别是比例、积分，微分部分，它们分别与误　差、误差的积水和微分成正比。如果取其中的一项或两项，可以组成Ｐ、　ＰＤ或ＰＩ控制器。需要较好的动态品质和较高的稳态精度时，可以选用ＰＩ　控制方式。控制对象的惯性滞后较大时，应选择ＰＩＤ控制方式。　２．２ＰＩＤ控制模式　可编程序控制器对模拟量进行ＰＩＤ控制时，可以采用以下三种方　法：ＰＩＤ过程控制模块、自编的程序实现ＰＩＤ闭环控制和ＰＩＤ功能指令。　烧结３６０Ｍ　烧结机点火炉系统采用施耐德ＰＬＣ的ＰＩＤ功能指令，　它们实际上是用于ＰＩＤ控制的子程序，与模拟量输入／输出模块一起使　用，可以得到类似于使用ＰＩＤ过程控制模块的效果，而且价格便宜得　多。　３，点火炉　３．１点火炉作用　烧结是在含铁原料中加入熔剂（白云石、白灰、石灰石）和燃料（焦　粉或无烟煤粉）经点火炉点火，在抽风的作用下’生成一定的液相，把各　种颗粒粘接在一起，冷却后生成烧结矿的过程。　烧结点火炉有两个作用：一是将台车表面混合料中的燃料点燃，并　在抽风的作用下继续往下燃烧产生高温，使烧结过程得以正常进行，二　是向烧结料层表面补充一定热量，以利产生熔融液相，使之粘结成具有　一定强度的烧结矿，点火参数包括点火温度、点火时间、点火热量、点　火深度等，这些参数合适与否对烧结生产来说至关重要。　３．２点火炉控制模型　３．２．１国内点火炉燃烧控制普遍采用以下三种控制模式：基于炉膛　温度的煤空比例串级控制模式；单位时间单位面积所提供热量的点火　强度控制模式，基于煤气量设定值的煤空比例控制模式，这些控制均在　上位机上实现调节控制。　３．２．２点火温度控制，即台车单位面积燃烧所需热量，其对应的煤　气耗量作为煤气流量调节单元的煤气流量设定值进行点火燃烧控制。　Ｆｓ＝ＴｋｘＰ５ｘＰｗｘ６０　ＦＳ：煤气流量设定值（ｍ　ｈ）　Ｔｋ：点火强度设定值（ｍ３／ｈ）　Ｐ５：台车速度（ｍ／ｍｉｎ）　Ｐｗ：台车宽度（ｍ）　３．２．３点火温度煤空气比例串级控制　操作人员在ＣＲＴ画面上设定点火炉温度控制的指标值，ＰＬＣ根据　该设定值和点火炉温度的测量值进行ＰＩＤ控制运算，其控制输出作为煤　气流量调节单元的设定值。空气流量调节单元的设定值由煤气流量设　定值经比例环节的控制运算后得到，再与空气流量测景值进行比较，经　过ＰＩ运算，输出控制信号给空气流量调节阀，调节空气流量。　暖懑衰　医　鼋　《篡　圉２　点火炉温度设计参数标准＜１４００＂（２，实际控制范围１０５０＋１００￣，实　际温度与设定温度相比小于２Ｏ度，ＰＩＤ￣Ｌ例调节系数Ｐ为０．０１，ＰＩＤ比例　调节系数为０．１，ＰｌＤ调节阀门开度，其中ＳＰ为温度设定值，　ｂ温度测　量值，该控制过程就是将煤气、空气调节阀门进行控制。其系统控制如　图２：　４，基于ＰＩＤ控制的点火炉系统改造　４．１点火炉本体设备改造　点火炉系统的设备主要有：点火炉、保温炉、煤气调节阀、煤气的　快速截断阀门、空气调节阀、测温仪器和测量压力仪器等。一烧结点　火炉改造后设备采用：煤气管道ｓ３５０ｍｍ，调节阀Ｗ１２２２０Ｋ　快截阀　Ｗ７３２２０、检测压力点２个Ｉ空气管￣ｓ５ＯＯｍｍ，快截阀Ｗ７３２２０、检测压　（＞＞下转第９９页）