PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應(yīng)用案例，現(xiàn)在介紹PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力在正常的焦?fàn)t加熱生產(chǎn)中，焦?fàn)t煤氣主管為焦?fàn)t供氣分為焦側(cè)供氣和機側(cè)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(xù)30s左右。每次換向過程中，當(dāng)關(guān)閉煤氣時，焦?fàn)t煤氣主管壓力迅速上升，可達4kPa以上，當(dāng)打開煤氣時，焦?fàn)t煤氣主管壓力又迅速下降至1.6kPa左右、在這么短的時間內(nèi)主管壓力發(fā)生了很人的變化，在換向結(jié)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?fàn)t煤氣主管壓力產(chǎn)生周期性波動，特別是由于各焦?fàn)t煤氣主管相距較近，相鄰主管換向產(chǎn)生的周期性快速強烈波動必然會通過焦?fàn)t煤氣總管影響到木焦?fàn)t的壓力值穩(wěn)定，造成焦?fàn)t煤氣的大量浪費。
 1 PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力調(diào)節(jié)閥煤氣穩(wěn)壓系統(tǒng)原理
    圖1為調(diào)節(jié)閥煤氣穩(wěn)壓系統(tǒng)原理圖。調(diào)節(jié)閥穩(wěn)壓系統(tǒng)工作時，首先啟動液壓泵2，并使電磁溢流閥10的電磁鐵通電，此時整個電液系統(tǒng)工作在調(diào)定的壓力下，調(diào)節(jié)溢流閥可以改變液壓系統(tǒng)的工作壓力。PC機根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置，以模擬信號的形式輸出控制信號，使伺服閥8左端電磁鐵通電。液壓泵打出的液壓油經(jīng)過伺服閥8的左位進入液壓缸的左腔，推動活塞向右移動，調(diào)節(jié)閥的閥門17打開。壓力傳感器實時檢測煤氣的壓力，并將壓力信號輸入PC機控制器中。經(jīng)過與設(shè)定值進行比較處理后，控制器又將信號輸出給伺服閥。伺服閥根據(jù)傳來的信號符號與大小確定活塞的移動方向和位移量，調(diào)整調(diào)節(jié)閥開口的大小，直至煤氣壓力達到設(shè)定值。煤氣蝶閥廣泛應(yīng)用于煤氣、化工、石油、水處理等工業(yè)上，還可以應(yīng)用于熱電站的冷卻系統(tǒng)。工業(yè)專業(yè)煤氣蝶閥具有耐高溫，適用范圍廣，壓力大，公稱通徑大，密封性能好等諸多優(yōu)點。有關(guān)安裝煤氣蝶閥的詳細介紹說明；
需要調(diào)節(jié)管網(wǎng)煤氣壓力,

現(xiàn)有壓力反饋信號 4-20ma對應(yīng)0-500Kpa

調(diào)節(jié)閥反饋信號4-20ma對應(yīng)閥門開度0-99%

調(diào)節(jié)閥開度設(shè)置信號4-20ma對應(yīng)閥門開度0-99%

需要實現(xiàn)功能當(dāng)管網(wǎng)反饋壓力大于設(shè)定壓力時,閥門需要增加開度,反之當(dāng)管網(wǎng)反饋壓力小于設(shè)定時閥門需要減小閥門開度.請問這種類型是屬于正反饋類型還是屬于負反饋類型.比例系數(shù)是否需要設(shè)置成負數(shù),或在程序中把設(shè)定和反饋對調(diào)一下
    1，煤氣蝶閥箭頭方向表示為介質(zhì)方向，
    2，安裝前應(yīng)清洗管道內(nèi)腔和密封面，
    3，安裝時應(yīng)預(yù)先調(diào)整管道上的連接件，
    4，閥門與管道連接需要使用煤氣蝶閥法蘭，
    5，電動、電液動出廠時已將控制機械的啟閉行程調(diào)好，用戶次接通電源前要先手啟開45°位置，再按電動開關(guān)，查看指示盤方向一致即可。
    6，要求墊片（圈）內(nèi)孔與管道法蘭孔一樣尺寸，保證把蝶閥端面的內(nèi)六角螺絲全部封住，以免平面泄漏。 　


　1.2PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力蝶閥流量特性測量 　
　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(shè)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(xù)改變閥門開度，采用同樣的方法測量10%一99%的蝶閥后壓。 焦?fàn)t煤氣壓力控制系統(tǒng)采用PID的控制方式對蝶閥進行開度調(diào)節(jié)以達到穩(wěn)定壓力的目的，而傳統(tǒng)PID控制是典型的線性調(diào)節(jié)，但蝶閥實際工作狀態(tài)的特性為快開特性，蝶閥的主要工作范圍為10%}50%，在此區(qū)段蝶閥開度變化40，壓力相對變化63%，這會導(dǎo)致控制系統(tǒng)的超調(diào)，使控制系統(tǒng)的輸出變得不可預(yù)計。總管壓力在不同的壓力范圍時，蝶閥對應(yīng)的開度范圍不同，閥位調(diào)節(jié)靈敏度不同，導(dǎo)致整個壓力控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)不穩(wěn)定。 　

　
2PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力變參數(shù)PID控制系統(tǒng) 　
　上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,為了消除各種因素對焦?fàn)t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(shù)PID控制。木系統(tǒng)的功能主要是按照焦?fàn)t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(jù)現(xiàn)場工況計算相應(yīng)的PID參數(shù)進行控制，根據(jù)蝶閥開度反饋、偏差e和偏差變化率e。自行調(diào)整PID控制器的參數(shù)，當(dāng)發(fā)生異常情況時，系統(tǒng)可以進行手動/自動切換，控制系統(tǒng)原理圖。
鋼廠在生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量的焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣。為了減小環(huán)境污染，有些鋼廠將焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣混合，利用混合煤氣作為燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的燃料。燃氣輪機對混合煤氣的壓力控制要求比較高，目前各鋼廠均通過調(diào)節(jié)閥對混合煤氣的壓力進行控制。選擇何種控制方法對調(diào)節(jié)閥進行控制關(guān)系到調(diào)節(jié)閥的壓力控制性能。PID控制的算法簡單、可靠性較高，被廣泛應(yīng)用于過程控制和運動控制中。然而實踐表明，由于混合煤氣的壓力控制過程具有非線性和時變不確定性等，應(yīng)用常規(guī)PID控制器不能達到理想的控制效果[1-4]。為此，本文設(shè)計出一種適用于混合煤氣壓力控制場合的模糊PID控制器。
三偏心煤氣蝶閥主要由填料壓板、填料壓蓋、填料、導(dǎo)套、閥體、蝶板組件、閥桿、下端蓋組成，當(dāng)閥板在開啟和關(guān)閉時，由于蝶板密封面設(shè)計成相對蝶板軸心為一斜面（閥座與閥體為整體式）既保證了一定的接觸角，同時又實現(xiàn)閥板360°密封面在整個關(guān)閉、開啟過程中午擠卡現(xiàn)象，采用金屬加石墨輔助密封，改變蝶板的偏轉(zhuǎn)角度，即可控制介質(zhì)的流量。
PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力     
    三偏心煤氣蝶閥廣泛應(yīng)用于冶金、電力、市政、石油化工、煤氣及給排水系統(tǒng)，是大管徑大流量調(diào)節(jié)和切斷的裝置。為滿足各種工況要求，煤氣蝶閥先后經(jīng)歷了傳統(tǒng)的中線型蝶閥，單偏心，雙偏心，和三偏心的演變。煤氣蝶閥是很多工況企業(yè)使用較為頻繁的閥門之一，其中電動煤氣蝶閥比普通手動煤氣蝶閥更為省人力與精力，配合DOS等操作更為簡單。因為煤氣蝶閥使用的頻繁，所以導(dǎo)致很多企業(yè)的電動煤氣蝶閥會經(jīng)常出現(xiàn)故障，導(dǎo)致出現(xiàn)故障的原因除了工況導(dǎo)致，還有可能是沒有及時保養(yǎng)維護電動煤氣蝶閥。而電動煤氣蝶閥的驅(qū)動裝置電動執(zhí)行器，也有必要做好維護工作。

　　
3PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力系統(tǒng)實現(xiàn) 　　
(1)硬件實現(xiàn) 　　
由安裝在蝶閥后壓處的壓力變送器將蝶閥后壓壓力值轉(zhuǎn)換成4}20mA的電流信號，經(jīng)信號線傳送到DCS，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的工程量，作為壓力反饋值，蝶閥開度反饋信號也經(jīng)信號線輸送至DCS，主控根據(jù)蝶閥后壓設(shè)定值和壓力反饋值計算偏差和偏差變化率，再結(jié)合實時的蝶閥開度反饋信號，由變參數(shù)PID控制程序計算PID參數(shù)，并由AO模塊輸出蝶閥開度控制信號，經(jīng)信號線輸送至電氣轉(zhuǎn)換器，驅(qū)動蝶閥動作，進而實現(xiàn)焦?fàn)t煤氣壓力的調(diào)節(jié)。 　　
(2)軟件實現(xiàn) 　　
系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)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(jù)焦?fàn)t煤氣蝶閥后壓設(shè)定值和實測值計算偏差和偏差變化率;后，依據(jù)閥門開度反饋、偏差和偏差變化率來計算PID控制器參數(shù)由此實現(xiàn)蝶閥后壓的穩(wěn)定控制。 　
　4PID控制電動焦?fàn)t煤氣蝶閥壓力數(shù)據(jù)分析 　　
沙鋼全液壓壓平機系統(tǒng)中采用ibaPDA高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊，采樣周期為0.01 m s ,采樣的數(shù)據(jù)類型為實數(shù)。現(xiàn)場調(diào)試階段試驗鋼板寬度為1250m，厚度為2000m m)數(shù)據(jù)分析軟件采用ibaAnalyzer，可對采集來的數(shù)據(jù)信號進行處理、合并、計算和創(chuàng)建新的信號。 　

  電動裝置的日常維護工作，一般情況下每月不少于一次。維護的內(nèi)容有：外表清潔，無粉塵沾積；裝置不受汽、水、油的沾染。電動裝置密封良好，各密封面、點應(yīng)完整牢固、嚴(yán)密、無泄漏。首先，你要弄清楚什么是正作用，什么是反作用。當(dāng)反饋信號乘以比例系數(shù)輸出時候，產(chǎn)生的效果是使得反饋值變大還是變小，變大就是正作用，反之就是反作用。



而壓力控制系統(tǒng)，正反作用一般會是在壓力控制中出現(xiàn)，因為壓力控制的閥門有兩種情況，一種是氣閉閥，一種是氣開閥，就是閥門開大，有的是使得氣壓變大，有的是使得氣壓變小。如果是閥門開大，氣壓變大，這個就是我們平時常見的情況，這時，將反饋值減去設(shè)定值產(chǎn)生正作用。  電動裝置應(yīng)潤滑良好，按時按規(guī)定加油，閥桿螺母應(yīng)加潤滑脂。電氣部分應(yīng)完好，切忌潮濕與灰塵的侵蝕；

  如果受潮，需用500V兆歐表測量所有載流部分和殼間的絕緣電阻，其值不低于o.38兆歐姆，否則應(yīng)對有關(guān)部件作干燥處理。自動開關(guān)和熱繼電器不應(yīng)脫扣，指示燈顯示正確，無缺相、短路、斷路故障。電動裝置的工作狀態(tài)正常，開、關(guān)靈活?！?br />本文主要研究的內(nèi)容是壓平機壓頭機電禍合系統(tǒng)的無沖擊壓下的控制，將現(xiàn)場調(diào)試階段采集回的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理。橫軸表示公用的時間軸，縱軸根據(jù)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(shù)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(shù)值越大表示提供的壓力越大。 　　通過對生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)走向的分析，本文提出的無沖擊控制策略得到了印證。 　　
在現(xiàn)有的焦?fàn)t煤氣主管壓力控制系統(tǒng)中，影響壓力穩(wěn)定的因素有很多，主要影響因素是焦?fàn)t換向造成的周期性壓力干擾和相鄰焦?fàn)t換向造成的周期性快速壓力干擾，應(yīng)用一般的控制方法難以實現(xiàn)控制日標(biāo)。由于外界干擾人，且該干擾有時具有突然性，偏差信號較人，這時常規(guī)PID控制就難以實現(xiàn)預(yù)設(shè)的控制效果。雖然人部分焦化廠都配備了PID壓力控制系統(tǒng)，由于控制效果小理想，仍以人工手動控制為主。針對以上情況，木文采用了變參數(shù)PID控制系統(tǒng)對焦?fàn)t煤氣主管壓力進行調(diào)節(jié)，在減小工人勞動強度的同時，控制效果也得到很人提局。與本產(chǎn)品相關(guān)論文禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護