PID立磨热风系统中应用.docVIP

PID立磨热风系统中应用 　　【摘要】本文介绍了热风系统对整个矿渣微粉立磨生产工艺起到很重要的作用，但由于常常由于煤气管道压力波动，对磨机生产造成了很大的生产困难和中控人员操作困难，引入（PIDProportion Integration Differentiation）自动控制系统，取得了良好的运行效果，提高了磨机运转率。 　　【关键词】热风；压力；PID；运转率 　　前言： 　　矿渣微粉立磨生产工艺是由矿渣输送，热风系统，物料粉磨系统，选粉收集系统以及微粉输送系统。其中热风系统对矿渣起到烘干，使立磨在斜向导风环作用下气流以气旋方式更好的输送物料，可以说在对粉磨系统起到很更好的作用。 　　1 问题 　　我厂自2008年引进德国莱歇矿渣微粉磨，立磨热风系统使用的是焦炉煤气点火，主要利用炼铁厂产生的高炉煤气燃烧产生的热量加兑冷风来实现对整个系统的烘干与输送物料，整个粉磨输送过程对热风温度需求较高。由于生产过程中，除受物料水分不均衡影响外，同时也受高炉煤气流量不稳定，整个煤气管道压力波动大，煤气流量的不稳定，热量忽高忽低，对立磨整个热风系统造成了很大的影响，导致中控人员频繁调整流量阀门，有时因调整不及时磨机因热风问题造成停机频繁，加之断开高炉煤气操作具有危险性，不仅给生产造成了严重阻碍，也对整个系统的安全造成了威胁，长期的频繁直接断开高炉煤气，炉内耐火砖急剧受凉，造成2#磨机热风炉发生了严重的事故。后计划引入煤气加压站项目，以稳定高炉煤气压力，但由于成本，施工场地，人员配备等因素成了后期困难，人员技术知识缺乏，最终，项目终止。引入PID调节作为辅助调节，弥补不足。本文阐述如何在生产中设置PID调节参数，以达到了稳定煤气流量的效果。 　　2 PID 　　PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个给定值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在给定值。 　　在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器（如图1）。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单、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。 　　2.1比例（P）控制 　　比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。在整个PID系统自动控制中是必不可少的一项。 　　2.2积分（I）控制 　　在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 　　2.3微分（D）控制 　　微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。这个导数的控制会对系统的改变作出反应。导数的结果越大，那么控制系统就对输出结果作出更快速的反应。而对于D值在实际应用中对于的速度变化缓慢的系统可以不需要D参数。 　　3 PID参数选定 　　由于我厂高炉煤气压力的波动变化，中控人员为稳定磨机温度，需要频繁调整热风阀门，来调整磨机所需煤气流量，稳定出磨温度。之前使用过PID调节是对出磨机温度的变化来调节高炉煤气阀门的开度，经过实际的使用来看，效果并不理想，由于高炉煤气管道压力变化波动较大，PID对阀门的反应速度大大小于高炉煤气燃烧后产生的热量对出磨温度的变化，最终采用另一种方法一以通过稳定煤气流量的方法。中控人员根据物料的水分，磨机运行状况来确定磨机需要的热风风量和温度，设定磨机所需的高炉煤气流量，引入PID调节对煤气流量的进行监控，通过PID自动调整高炉煤气流量阀门开度，来稳定煤气流量。 　　PID由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成，在设定控制器参数按照步骤：（1）首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作，若煤气管道压力波动比较大可以适当减少采样周期。（2）加入比例控制环节，根据高炉煤气的流量变化，当热风阀门出现变