PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節 淺談變參數PID在焦爐煤氣主管壓力控制中的應用。
之前介紹自力式壓力調節閥在化工行業應用，現在介紹針對一次性整定得到的PID控制參數難以保證系統控制效果始終處于優化狀態的問題,探討了一種基于參數自整定的模糊PID控制器.該控制器將模糊控制與經典PID控制技術相結合,借助對控制器參數的在線模糊自整定,在系統性能發生改變并超出了一定范圍后,自動啟動PID控制參數的整定過程,實時地修改PID的控制參數.重新整定的PID控制參數可以使系統始終保持在優化狀態,取得良好的控制效果.以煙廠生產工藝對環境溫度的中央空調控制為例進行研究.實際系統仿真測試數據說明,基于參數自整定的模糊PID控制器提高了系統的控制精度與穩定性.研究表明該控制器可滿足實際系統的強魯棒性與高精度控制的工況需求.電動煤氣蝶閥屬于煤氣蝶閥的一種，一般廣泛應用于石油、煤氣、化工、水處理等工業，還應用于熱電站的冷卻水系統，主要適用文檔在300℃以下，可見這種閥門產品的使用多么的廣泛了吧！如果要求煤氣蝶閥作為流量控制使用，主要的是正確選擇閥門的類型和尺寸。蝶閥的結構原理尤其適合制作大口徑閥門。 電動煤氣蝶閥的啟閉件是一中圓形的閥板，其適合使用在各種的管道的液料的控制，同時這種閥門具有許多種類的尺寸，我們可以根據管道尺寸選擇合理的煤氣閥門。蝶閥的蝶片是橢圓形的，分別連接在閥片兩端，然后閥門工作的時候閥片就會根據這個連接為中心然后旋轉，當閥門被*打開的時候具有大的流體通過量，這個時候閥片就和閥體的框架呈現九十度的夾角。
工業用電動煤氣蝶閥的大特點可以耐受高溫，閥板的密封圈采用的是金屬環替代了傳統的橡膠環，這樣保證了密封的質量。
煤氣蝶閥具有良好的流體控制特性。它處于*開啟位置時，蝶板厚度是介質流經閥體時的阻力，因此通過該閥門所產生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。它有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長，但很難做到*密封。金屬密封能適應較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。 
1PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節系統特性分析
1.1焦爐煤氣供應系統
在正常的焦爐加熱生產中，焦爐煤氣主管為焦爐供氣分為焦側供氣和機側供氣。由交換機自動控制每30min交換一次方向，其中每次換向過程持續30s左右。每次換向過程中，當關閉煤氣時，焦爐煤氣主管壓力迅速上升，可達4kPa以上，當打開煤氣時，焦爐煤氣主管壓力又迅速下降至1.6kPa左右、在這么短的時間內主管壓力發生了很人的變化，在換向結束時，由于慣性的作用，壓力哲時小會停留在給定值上。換向的存在，使得焦爐煤氣主管壓力產生周期性波動，特別是由于各焦爐煤氣主管相距較近，相鄰主管換向產生的周期性快速強烈波動必然會通過焦爐煤氣總管影響到木焦爐的壓力值穩定，造成焦爐煤氣的大量浪費。
一、PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節文件的查驗
煤氣閥門安裝前必須查驗質量證明文件，煤氣閥門上應有生產廠家銘牌，銘牌和閥體上應有制造廠名稱、閥門型號、公稱壓力、公稱通徑等標識，且應符合《通用閥門標志》GB 12220的規定。
二、PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節外觀檢查
煤氣閥門安裝前必須進行外觀檢查
1、閥門運輸時的開閉位置應符合下列要求
·閥門、截止閥、節流閥、調節閥、蝶閥、底閥等閥門應處于全關閉位置
·旋塞閥、球閥的關閉件均應處于全開啟位置
·隔膜閥應處于關閉位置，且不可關得過緊，以防止損壞隔膜
·PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節止回閥的閥瓣應關閉并予以固定
2、閥門不得有損壞、缺件、腐蝕、銘牌脫落等現象，且閥體內不得有臟污
3、閥門兩端應有保護。手柄或手輪操作應靈活輕便，不得有卡澀現象
4、閥體為鑄件時，其表面應平整光滑，無裂紋、鎖孔、砂眼、氣孔、毛刺等缺陷；閥體外鍛件時，其表面應無裂紋、夾層、重皮、斑疤等缺陷
5、止回閥的閥瓣或閥芯動作靈活準確，無偏心、位移或歪斜現象
6、彈簧式安全閥應具有鉛封，杠桿式安全閥應有重錘的定位裝置
7、襯膠、襯搪瓷及襯塑料的閥體內表面應平整光滑，襯層與基體結合牢固，無裂痕、鼓泡等缺陷，用高頻電火花發生器逐個檢查襯層表面，以未發現襯層被擊穿（產生白色閃光現象）為合格
8、閥門法蘭密封面應符合要求，且不得有徑向劃痕 
1.2PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節蝶閥流量特性測量
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥為了解蝶閥在實際使用中的流量特性，實地測定了安裝后蝶閥的流量特性曲線。首先通過定位器將閥門的開度設定在某一值(如5%)，測量并記錄蝶閥后壓，將閥門開度增加5%，再次記錄蝶閥后壓。然后繼續改變閥門開度，采用同樣的方法測量10%一100%的蝶閥后壓。 焦爐煤氣壓力控制系統采用PID的控制方式對蝶閥進行開度調節以達到穩定壓力的目的，而傳統PID控制是典型的線性調節，但蝶閥實際工作狀態的特性為快開特性，蝶閥的主要工作范圍為10%}50%，在此區段蝶閥開度變化40，壓力相對變化63%，這會導致控制系統的超調，使控制系統的輸出變得不可預計。總管壓力在不同的壓力范圍時，蝶閥對應的開度范圍不同，閥位調節靈敏度不同，導致整個壓力控制系統的調節不穩定。
2變參數PID控制系統
為了消除各種因素對焦爐煤氣主管壓力的影響，達到改善控制效果的目的，我們采用變參數PID控制。木系統的功能主要是按照焦爐煤氣壓力在不同工況下的變化特點把控制過程細分，運行時根據現場工況計算相應的PID參數進行控制，根據蝶閥開度反饋、偏差e和偏差變化率e。自行調整PID控制器的參數，當發生異常情況時，系統可以進行手動/自動切換，控制系統原理圖。
PID調試一般原則 ：
a.在輸出不振蕩時，增大比例增益P。
b.在輸出不振蕩時，減小積分時間常數Ti。
c.在輸出不振蕩時，增大微分時間常數Td。
PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節PID參數設置及調節方法
方法一：
PID參數的設定：是靠經驗及工藝的熟悉,參考測量值跟蹤與設定值曲線,從而調整P\I\D的大小。
PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照：
溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。 PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節方法二：
1．PID調試一般原則
a.在輸出不振蕩時，增大比例增益P。
b.在輸出不振蕩時，減小積分時間常數Ti。
c.在輸出不振蕩時，增大微分時間常數Td。 
2．PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節一般步驟
a.確定比例增益P 確定比例增益P 時，首先去掉PID的積分項和微分項，一般是令Ti=0、Td=0（具體見PID的參數設定說明），使PID為純比例調節。輸入設定為系統允許的大值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益P，直至系統出現振蕩；再反過來，從此時的比例增益P逐漸減小，直至系統振蕩消失，記錄此時的比例增益P，設定PID的比例增益P為當前值的60%~70%。比例增益P調試完成。 b.確定積分時間常數Ti
比例增益P確定后，設定一個較大的積分時間常數Ti的初值，然后逐漸減小Ti，直至系統出現振蕩，之后在反過來，逐漸加大Ti，直至系統振蕩消失。記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150%~180%。積分時間常數Ti調試完成。
c.確定積分時間常數Td
積分時間常數Td一般不用設定，為0即可。若要設定，與確定 P和Ti的方法相同，取不振蕩時的30%。
d.系統空載、帶載聯調，再對PID參數進行微調，直至滿足要求
3PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節系統實現
(1)硬件實現
由安裝在蝶閥后壓處的壓力變送器將蝶閥后壓壓力值轉換成4}20mA的電流信號，經信號線傳送到DCS，并轉換成相應的工程量，作為壓力反饋值，蝶閥開度反饋信號也經信號線輸送至DCS，主控根據蝶閥后壓設定值和壓力反饋值計算偏差和偏差變化率，再結合實時的蝶閥開度反饋信號，由變參數PID控制程序計算PID參數，并由AO模塊輸出蝶閥開度控制信號，經信號線輸送至電氣轉換器，驅動蝶閥動作，進而實現焦爐煤氣壓力的調節。
(2)軟件實現
系統程序結構框，DCS實時采集蝶閥后壓，閥位開度反饋信號。首先判斷是否有異常情況，確定是否需要進行手/自動切換;然后根據焦爐煤氣蝶閥后壓設定值和實測值計算偏差和偏差變化率;后，依據閥門開度反饋、偏差和偏差變化率來計算PID控制器參數由此實現蝶閥后壓的穩定控制。
4PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調節數據分析
沙鋼全液壓壓平機系統中采用ibaPDA高速數據采集系統模塊，采樣周期為0.01 m s ,采樣的數據類型為實數。現場調試階段試驗鋼板寬度為1250m，厚度為2000m m)數據分析軟件采用ibaAnalyzer，可對采集來的數據信號進行處理、合并、計算和創建新的信號。
本文主要研究的內容是壓平機壓頭機電禍合系統的無沖擊壓下的控制，將現場調試階段采集回的數據經過處理。橫軸表示公用的時間軸，縱軸根據不同的變量采用不同的量程和單位。條曲線為壓頭的位置曲線，單位為mm，數值越大表示壓頭所處的位置越遠離上橫梁(初始位置);第二條曲線為壓平機壓平工作過程中壓頭的位置曲線，存在的上下波動表示在工作過程中存在一定范圍的震動;第三條曲線為壓平機為壓頭提供的壓力曲線，單位為kN，數值越大表示提供的壓力越大。與本文相關的論文：自力式煤氣調壓閥組
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