关于PID自动控制技术在工业炉自动化中的应用

关于PID自动控制技术在工业炉自动化中的应用

曾中荣

广东世创金属科技股份有限公司528313

摘要：在工业炉自动化中把PID自动控制技术应用其中，对炼钢的效率起到很好的帮助。基于此，本文首先阐述了PID的工作原理和特点，然后分析了PID自动控制技术在工业炉自动化的具体应用，最后对PID自动控制技术的应用效果进行探述。

关键词：PID自动控制技术；工业炉；自动化；应用

引言：由于我国工业自动化控制技术也趋向成熟，PID技术作为工业生产中最常用的一个控制形式，它在工业自动控制中的作用非常关键。

1、PID的工作原理和特点

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。

1.1比例控制规律

采用P控制规律能较快地克服扰动的影响，它的作用于输出值较快，但不能很好地稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现。它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。

1.2比例积分控制规律

在工程中比例积分控制规律是应用最广泛的一种控制规律。积分能在比例的基础上消除余差，它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。

1.3比例微分控制规律

微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果。因此，对于控制通道的时间常数或容量滞后较大的场合，为了提高系统的稳定性，减小动态偏差等可选用比例微分控制规律。

1.4例积分微分控制规律

PID控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。它适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。如温度控制等。

2、PID自动控制技术在工业炉自动化的具体应用

在炼钢过程中，对自动化技术有着更高的要求。传统炼钢工作中，工业炉自动化水平相对较低，且在生产过程中难以有效控制。随着PID自动控制技术水平的不断提升，有效应用于工业炉自动化中，使炼钢工厂实现良好的自动化控制，进而提高生产效率。然而，随着我国科学技术的不断发展，PID自动控制技术水平得以提升，且在工业炉自动化中有着进一步的应用（见图一）。

图一PID自动控制技术在工业炉自动化应用流程图

2.1PID自动控制技术的具体应用

炼钢过程中，其生产流程相对较为复杂，现场设备较多，因而对自动化技术有着更高的要求。将PID自动控制技术广泛应用于工业炉炉自动化中，能够满足炼钢过程对自动化技术的实际需求，实现精确控制，可以适应多种恶劣环境。基于此，有关人员加强对PID自动控制技术在工业炉自动化中应用问题进行研究具有必要性。

2.2PID自动控制技术应用于生产现场中

在工业炉自动控制系统中，要确保控制效率，必须对氧气压力与流量、氮气压力与流量等方面的参数值加以合理设置，以确保控制系统能够正确输出相关数值，为操作人员提供工作依据。在控制系统中，如若设定值不同，则氧气或氮气的压力及流量值则会随之改变，信号输出模块的信号也具有差异性。基于PID自动控制技术的生产现场，相关人员能够对相关参数值进行PID控制计算，并合理设定，有利于提升控制系统的控制效率。调节控制系统主要由内部信号和外部信号进行初始值定值，相关工作人员通过对定值进行处理，能够识别误差信号，而PID技术此时发挥着数值处理的调节作用。基于此，工作人员可以对生产中的手动工作状态与自动工作状态加以判定。由此可见，将PID自动控制技术应用于现场中，能够对相关参数值加以确定和合理设置，进而自动控制对象，并随着调节阀的开度变化而有效变化。

2.3PID自动控制技术应用于编程中

PID自动控制技术在编程中有一定程度的应用。例如：在氧枪吹氧量编程中，编程人员需要根据现场环境而对氧气流量加以有效调节，主要分为远程操控、手动操控和自动操控三种方式。基于传统技术条件下的编程虽然能够为相关工作人员提供借鉴，但数据精确度不够，在一定程度上降低生产效率。然而，在PID自动控制技术的影响下，氧气调节阀的开度通常为50%，并以50为技术，向上调节。在吹炼中，氧枪吹氧量值为1500m3/h。在编程条件下，能够输出精确数值，为工作人员提供有力参考。

3、PID自动控制技术的应用效果

将PID自动控制技术有效应用于工业炉自动化系统中，能够进一步加强生产现场的控制能力，因而该技术具有一定的应用效果。尤其工业炉氧枪系统对PID自动控制技术的应用，能够满足生产阶段对氧气压力、流量、氮气流量与压力等方面的实际需求。相关工作人员通过PID控制算法对工业炉自动化的开度值进行明确计算，且在炼钢应用过程中，直接对数值调整为精确值，进而实现自动化控制。通过将PID自动控制技术应用于工业炉炉自动化中，能够对工业炉加以有效控制，充分发挥自动化控制系统的积极作用，对生产实现控制。随着我国技术水平的不断提升，PID自动化控制技术将不断精进，且进一步扩大应用范围，为炼钢企业提供优质的服务。

结束语

综上所述，炼钢行业是推动我国经济发展的重要动力，提高其生产效率，能够满足国家发展与建设的需求。随着PID自动控制技术水平的不断提升，对炼钢生产的控制能力逐渐增强，有助于提高生产效率。

参考文献

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[2]邹小爽.张玉奎.倪鹏敏等.浅析PID自动控制技术在工业炉自动化中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017

[3]马月颖.刍议工业自动控制系统中PID技术的应用[J].科技与创新，2014