PID技術在氧化鋁焙燒爐上的應用

芮鐵明

（云南建投機械制造安裝工程有限公司，云南 昆明 650032）

灼燒溫度是氧化鋁焙燒工藝中的一項重要指標，其能夠對氧化鋁出廠質量產生直接影響。實際工藝操作中，要對氧化鋁灼燒溫度進行靈活控制，提高氧化鋁的性能及生產質量。氧化鋁焙燒爐的使用過程中，多通過人工方式對燃料閥門進行調節。該方式可靠性差，且缺乏穩定性。本次研究借助PID溫度自動控制系統對人工手動調節方式進行替代，穩定性強，各項指標穩定。

1 PID技術概述

PID控制指的是比例、積分、微積分控制。這一調節器控制規律應用相對比較普遍?，F階段該技術在我國取得了突破性發展，表現出自動化、智能化特征。在氧化鋁焙燒爐上推廣應用該技術，能夠靈活控制溫度、壓力等各項性能和指標。當前社會背景下，無論計算機網絡技術還是自動化技術，發展速度都比較快，這使得PID技術極具優勢，可以進行編程控制，降低了現代工業發展過程中的各類技術控制難度，使焙燒、加熱等過程控制更便捷，使生產過程保持溫度適宜，從根本上實現了工業生產水平的提高和質量優化。

2 氧化鋁焙燒溫度要求

在氧化鋁焙燒工藝中，溫度控制非常關鍵。執行氧化鋁焙燒工作時，無論氧化鋁質量還是性能，都受焙燒溫度影響，其直接關系氧化鋁使用流程、方法及相關情況。以前氧化鋁焙燒的實現方法為人工調節燃燒閥門，溫度控制效果并不是太好，氧化鋁焙燒過程中，溫度不夠穩定，導致氧化鋁焙燒質量低、性能差。相關技術的快速發展和工藝水平的提高，使PID控制技術得到了普及應用，能夠科學地控制氧化鋁焙燒爐溫度。實際操作過程中，采用專業方法運算PID控制技術的模塊設計參數，將其作為氧化鋁焙燒過程溫度控制參照指標，實現生產過程優化，不斷地提高氧化鋁生產質量，使其與工業使用要求相符。

3 PID技術在氧化鋁焙燒爐上的應用

氧化鋁焙燒工作具備很強的技術性，如果采用傳統人工控制方法，很難使爐內溫度滿足生產要求，該過程中的工藝、技術要求都非常高。PID技術有其獨特的優勢，把該技術應用到氧化鋁焙燒爐中，溫度控制效果非常好。在氧化鋁焙燒爐中應用PID技術，要對該應用過程中的一系列技術要求具備清晰的認識，熟悉溫度傳感器、PID模塊等各模塊功能，并且依據實際工藝要求，合理地選擇溫度傳感器和執行機構，對PID控制系統進行科學的設置，使其與溫度、生產要求等吻合，具備強大的工藝性能。

3.1 技術要求

拜耳法經常被應用到氧化鋁制作中，實施過程相對比較嚴格。由圖1可知，借助拜耳法制作氧化鋁，氧化鋁焙燒過程相對比較復雜，而且系統性強。在該過程中，精確控制焙燒爐溫度，才能夠達到良好的熱量控制效果。氧化鋁焙燒系統結構復雜、專業性強，具體生產實踐中，對溫度控制提出了很高的要求，有助于促進鋁礦氧化。PID技術在氧化鋁焙燒爐溫度調節工藝中的價值在于能夠依托參數設置，使氧化鋁燃燒溫度符合實際生產要求，確保氧化鋁制作工藝更加科學、合理、有效，為后續各項工序的開展和實施奠定良好的基礎。

3.2 溫度傳感器

PID溫度控制系統的主要構成指標包括溫度傳感器、執行機構、利時模塊。該背景下，溫度傳感器的功能和作用在于靈活控制氧化鋁焙燒溫度，其本質為一種監測裝置，將現場采集到的運算信號發送至系統中。無論是電動調節閥還是排料閥，都屬于PID系統執行機構范疇，該執行機構主要被用來對自動調節工作進行執行。在PID調節工作中，利時模塊具備核心價值和作用，它的程序模塊能夠實現PID控制，而且具備采集傳感器、轉換信號、傳輸數據等一系列運算功能。無論該系統溫度信息采集，還是信號發送，都離不開這一技術。在氧化鋁焙燒爐中，溫度傳感器的選擇非常講究，需要嚴格考量生產工藝和溫度情況等，對耐高溫、抗磨性強的溫度傳感器進行優先選擇，有效地規避傳感器失效問題。

圖1 拜耳法氧化鋁生產流程

3.3 PID模塊

PID控制技術具備自動化、智能化特征。該過程中PID的控制運算非常重要。現在多在已完成設計的PID模塊執行PID控制運算工作，具體操作過程是依據PID控制運行的數學公式，合理地控制、調節氧化鋁焙燒溫度。圖2為PID控制模塊圖。PID溫度控制過程相對比較復雜，而且專業性強，需要根據氧化鋁焙燒過程及要求，對各類技術參數進行靈活設定，確保氧化鋁焙燒溫度符合具體要求，使焙燒爐內溫度始終保持穩定，確保氧化鋁質量和性能兼備，圖3為控制原理圖。

圖2 PID控制模塊圖

圖3 控制原理圖

3.4 科學地設置PID控制系統

氧化鋁焙燒過程相對比較復雜，技術要求高，執行難度大。采用PID技術控制氧化鋁焙燒溫度時，要對該控制系統進行全面的考量，通過該種方式使焙燒爐溫度更加穩定。PID溫度控制系統設置一定要科學、合理，以免焙燒爐溫度不穩定，影響氧化鋁焙燒效果。該過程結合焙燒環境，對焙燒溫度進行靈活切換和控制，并使用專業方法，對燃氣流量和氧化鋁存量進行自動調節，使焙燒爐內部溫度始終保持穩定，保障整體生產過程及效果，圖4為PID控制系統。

依據氧化鋁焙燒爐實際工作要求，對PID控制系統進行靈活設置，以此為前提使溫度傳感器熱電偶能夠對氧化鋁焙燒爐內部溫度進行準確測量，并實現溫度信息轉化，使之以溫度信號形式存在，圖5為PID整定前后燃燒爐溫度曲線對比圖。該過程還要采用D/A方式進行信號轉換。PID運算模塊的功能在于通過對當前焙燒爐溫度和PID系統設置溫度進行科學對比，對焙燒爐內部的溫度差異情況具備清晰的認識，繼而在氧化鋁焙燒過程中，依據實際情況和具體要求，分別調整氧化鋁、燃氣，使氧化鋁焙燒爐內溫度符合生產工作要求，并且具備較強的穩定性。

圖4 PID控制系統

圖5 PID整定前后燃燒爐溫度曲線對比圖

4 技術前景

氧化鋁的性能特征決定了其物料特性比較靈活，具備變動性，而且工藝指標存在很大的波動性。因此要依據實際生產情況，對氧化鋁的灼燒溫度進行靈活設置和控制。具體實踐過程需要采用專業方法，對神經網絡數學模型進行構建，也可以建立模糊控制數學模型等，依據各項工藝要求，將該模型與PID模塊充分結合起來，實現PID技術的功能拓展和延伸。

5 結語

我國工業發展速度比較快，氧化鋁焙燒作為關鍵工藝和技術，生產過程中的溫度調節非常重要，會對氧化鋁性能、質量等產生直接影響。相關技術部門要依據氧化鋁焙燒爐實際生產情況和工藝要求，把PID技術應用到氧化鋁焙燒爐中，采用精確的方法靈活調整焙燒爐溫度，不斷地提高氧化鋁生產水平，使其在我國工業生產過程中得到廣泛的應用，為各項生產工作的開展奠定良好的基礎，提高整體工業生產質量。