淺析PID自動控制技術在轉爐自動化中的應用

李二剛

摘要：將PID自動控制技術充分運用于轉爐自動化中，能夠更好的提高煉鋼效率。但是，就目前PID自動控制技術的應用現狀來看，相關人員有必要對其應用問題進行研究，以分析其應用效果，進而對PID自動控制技術的積極作用加以深刻分析。鑒于此，本文對轉爐自動化中PID自動控制技術的應用進行了分析探討，僅供參考。

關鍵詞：PID自動控制技術 轉爐自動化 應用

一、PID控制原理

ID控制器發展至今已經走過了約70年的歷程，它之所以能夠成為工業自動控制的主要技術之一，主要在于其自身所具備的結構簡單、穩定性能強、調節方便、可靠等優點。在工業自動控制過程中，一旦出現無法完全掌控被控制對象的結構以及參數的情況，此時應用便利的PID控制技術可以對系統控制器的結構及參數進行判斷，而判斷的主要依據則是經驗和現場調解。PID控制和PID調節是目前國內外工業自動控制中使用最為普遍的調節器控制規律，它們也被稱之為比例、積分和微分控制。

PID自動控制技術主要有三種控制方式，包括開環、閉環、復合等方式，各種控制方式具有其一定的優勢特點，并且能夠在不同生產現場中有所應用。目前，以閉環自動控制方式最為普遍。基于PID自動控制技術的控制原理是：系統輸入定值之后，系統能夠自動輸出差值，并將數據傳遞會控制器中，進而作用于受控對象，以確定合理的數值。在閉環控制方式作用下，能夠提升控制系統的控制性能，進而反應更為精確的控制數據。PID自動控制技術的調節方式主要有比例調節、積分調節、微分調節三種。相關操作人員根據生產實際而設定合理的參數值，進而使控制系統充分發揮調節性作用。

二、選擇控制器P、I、D項

在進行具體過程控制時，確定并選用恰當合理的控制或控制組合能夠滿足現場控制的需要，同時也能夠讓現場過程值在較為理想的時間內跟定SP值。下面筆者將對PID各種控制規律的控制特點進行簡單的歸納與總結。

1、比例控制規律（P）

比例控制規律（P）的優點在于能夠較快地克服其他因素對過程控制的影響，它的作用對于輸出值來說比較快，但無法很好地穩定在一個理想的數值。比例控制規律（P）也會造成一些不良的結果，即在有效克服擾動影響的同時會出現余差，正因為如此，其不適合應用于控制通道滯后較大、負荷變化較大、控制要求較高以及不允許被控參數有余差的場合。

2、比例積分控制規律（PI）

比例積分控制規律（PI）是目前工業自動控制中應用最為廣泛的一種控制規律，它能夠在比例的基礎上將余差消除，但其與比例控制規律（P）一樣，比較適用于控制通道之后較小、負荷變化不大的場合。

3、比例微分控制規律（PD）

比例微分控制規律（PD）比較適用于容量滯后或時間常數較大的控制通道，在微分項設置得到的情況下將微分引入并參與控制能夠有效促進系統動態性能指標的提高。比例微分控制規律（PD）還可以促進整個控制系統穩定性的提高與動態偏差的減小。

4、比例積分微分控制規律（PID）

相較于以上三種控制規律，比例積分微分控制規律（PID）是一種較為理想的控制規律，它既能夠在比例的基礎上引入積分，進而實現消除余差的目的，同時還能夠加入能夠促進系統穩定性提高的微分作用。例積分微分控制規律（PID）比較適用于控制通道時間常數或容量滯后較大、控制要求較高的場合，如工業生產中的溫度控制等。

三、PID自動控制技術的具體應用及效果

在煉鋼過程中， 對自動化技術有著更高的要求。傳統煉鋼工作中， 轉爐自動化水平相對較低， 且在生產過程中難以有效控制。隨著PID自動控制技術水平的不斷提升， 有效應用于轉爐自動化中， 使煉鋼工廠實現良好的自動化控制， 進而提高生產效率。然而， 隨著我國科學技術的不斷發展， PID自動控制技術水平得以提升， 且在轉爐自動化中有著進一步的應用。

1、PID自動控制技術的具體應用

煉鋼過程中，其生產流程相對較為復雜，現場設備較多，因而對自動化技術有著更高的要求。將PID自動控制技術廣泛應用于轉爐自動化中，能夠滿足煉鋼過程對自動化技術的實際需求，實現精確控制，可以適應多種惡劣環境。基于此，有關人員加強對PID自動控制技術在轉爐自動化中應用問題進行研究具有必要性。

1.1 PID自動控制技術應用于生產現場中

在轉爐自動控制系統中，要確保控制效率，必須對氧氣壓力與流量、氮氣壓力與流量等方面的參數值加以合理設置，以確保控制系統能夠正確輸出相關數值，為操作人員提供工作依據。在控制系統中，如若設定值不同，則氧氣或氮氣的壓力及流量值則會隨之改變，信號輸出模塊的信號也具有差異性。基于PID自動控制技術的生產現場，相關人員能夠對相關參數值進行PID控制計算，并合理設定，有利于提升控制系統的控制效率。調節控制系統主要由內部信號和外部信號進行初始值定值，相關工作人員通過對定值進行處理，能夠識別誤差信號，而PID技術此時發揮著數值處理的調節作用。基于此，工作人員可以對生產中的手動工作狀態與自動工作狀態加以判定。由此可見，將PID自動控制技術應用于現場中，能夠對相關參數值加以確定和合理設置，進而自動控制對象，并隨著調節閥的開度變化而有效變化。

1.2 PID自動控制技術應用于編程中

PID自動控制技術在編程中有一定程度的應用。例如：在氧槍吹氧量編程中，編程人員需要根據現場環境而對氧氣流量加以有效調節，主要分為遠程操控、手動操控和自動操控三種方式。基于傳統技術條件下的編程雖然能夠為相關工作人員提供借鑒，但數據精確度不夠，在一定程度上降低生產效率。然而，在PID自動控制技術的影響下，氧氣調節閥的開度通常為50%，并以50為技術，向上調節。在吹煉中，氧槍吹氧量值為1500m3/h。在編程條件下，能夠輸出精確數值，為工作人員提供有力參考。

2、PID自動控制技術的應用效果

將PID自動控制技術有效應用于轉爐自動化系統中，能夠進一步加強生產現場的控制能力，因而該技術具有一定的應用效果。尤其轉爐氧槍系統對PID自動控制技術的應用，能夠滿足生產階段對氧氣壓力、流量、氮氣流量與壓力等方面的實際需求。相關工作人員通過PID控制算法對轉爐自動化的開度值進行明確計算，且在煉鋼應用過程中，直接對數值調整為精確值，進而實現自動化控制。通過將PID自動控制技術應用于轉爐自動化中，能夠對轉爐加以有效控制，充分發揮自動化控制系統的積極作用，對生產實現控制。隨著我國技術水平的不斷提升，PID自動化控制技術將不斷精進，且進一步擴大應用范圍，為煉鋼企業提供優質的服務。

結束語

綜上所述，煉鋼行業是推動我國經濟發展的重要動力，提高其生產效率，能夠滿足國家發展與建設的需求。隨著PID自動控制技術水平的不斷提升，對煉鋼生產的控制能力逐漸增強，有助于提高生產效率。

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