PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节 浅谈变参数PID在焦炉煤气主管压力控制中的应用。
之前介绍自力式压力调节阀在化工行业应用，现在介绍针对一次性整定得到的PID控制参数难以保证系统控制效果始终处于优化状态的问题,探讨了一种基于参数自整定的模糊PID控制器.该控制器将模糊控制与经典PID控制技术相结合,借助对控制器参数的在线模糊自整定,在系统性能发生改变并超出了一定范围后,自动启动PID控制参数的整定过程,实时地修改PID的控制参数.重新整定的PID控制参数可以使系统始终保持在优化状态,取得良好的控制效果.以烟厂生产工艺对环境温度的中央空调控制为例进行研究.实际系统仿真测试数据说明,基于参数自整定的模糊PID控制器提高了系统的控制精度与稳定性.研究表明该控制器可满足实际系统的强鲁棒性与高精度控制的工况需求.电动煤气蝶阀属于煤气蝶阀的一种，一般广泛应用于石油、煤气、化工、水处理等工业，还应用于热电站的冷却水系统，主要适用文档在300℃以下，可见这种阀门产品的使用多么的广泛了吧！如果要求煤气蝶阀作为流量控制使用，主要的是正确选择阀门的类型和尺寸。蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。 电动煤气蝶阀的启闭件是一中圆形的阀板，其适合使用在各种的管道的液料的控制，同时这种阀门具有许多种类的尺寸，我们可以根据管道尺寸选择合理的煤气阀门。蝶阀的蝶片是椭圆形的，分别连接在阀片两端，然后阀门工作的时候阀片就会根据这个连接为中心然后旋转，当阀门被*打开的时候具有大的流体通过量，这个时候阀片就和阀体的框架呈现九十度的夹角。
工业用电动煤气蝶阀的大特点可以耐受高温，阀板的密封圈采用的是金属环替代了传统的橡胶环，这样保证了密封的质量。
煤气蝶阀具有良好的流体控制特性。它处于*开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。它有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长，但很难做到*密封。金属密封能适应较高的工作温度，弹性密封则具有受温度限制的缺陷。 
1PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节系统特性分析
1.1焦炉煤气供应系统
在正常的焦炉加热生产中，焦炉煤气主管为焦炉供气分为焦侧供气和机侧供气。由交换机自动控制每30min交换一次方向，其中每次换向过程持续30s左右。每次换向过程中，当关闭煤气时，焦炉煤气主管压力迅速上升，可达4kPa以上，当打开煤气时，焦炉煤气主管压力又迅速下降至1.6kPa左右、在这么短的时间内主管压力发生了很人的变化，在换向结束时，由于惯性的作用，压力哲时小会停留在给定值上?；幌虻拇嬖?，使得焦炉煤气主管压力产生周期性波动，特别是由于各焦炉煤气主管相距较近，相邻主管换向产生的周期性快速强烈波动必然会通过焦炉煤气总管影响到木焦炉的压力值稳定，造成焦炉煤气的大量浪费。
一、PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节文件的查验
煤气阀门安装前必须查验质量证明文件，煤气阀门上应有生产厂家铭牌，铭牌和阀体上应有制造厂名称、阀门型号、公称压力、公称通径等标识，且应符合《通用阀门标志》GB 12220的规定。
二、PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节外观检查
煤气阀门安装前必须进行外观检查
1、阀门运输时的开闭位置应符合下列要求
·阀门、截止阀、节流阀、调节阀、蝶阀、底阀等阀门应处于全关闭位置
·旋塞阀、球阀的关闭件均应处于全开启位置
·隔膜阀应处于关闭位置，且不可关得过紧，以防止损坏隔膜
·PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节止回阀的阀瓣应关闭并予以固定
2、阀门不得有损坏、缺件、腐蚀、铭牌脱落等现象，且阀体内不得有脏污
3、阀门两端应有保护。手柄或手轮操作应灵活轻便，不得有卡涩现象
4、阀体为铸件时，其表面应平整光滑，无裂纹、锁孔、砂眼、气孔、毛刺等缺陷；阀体外锻件时，其表面应无裂纹、夹层、重皮、斑疤等缺陷
5、止回阀的阀瓣或阀芯动作灵活准确，无偏心、位移或歪斜现象
6、弹簧式安全阀应具有铅封，杠杆式安全阀应有重锤的定位装置
7、衬胶、衬搪瓷及衬塑料的阀体内表面应平整光滑，衬层与基体结合牢固，无裂痕、鼓泡等缺陷，用高频电火花发生器逐个检查衬层表面，以未发现衬层被击穿（产生白色闪光现象）为合格
8、阀门法兰密封面应符合要求，且不得有径向划痕 
1.2PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节蝶阀流量特性测量
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀为了解蝶阀在实际使用中的流量特性，实地测定了安装后蝶阀的流量特性曲线。首先通过定位器将阀门的开度设定在某一值(如5%)，测量并记录蝶阀后压，将阀门开度增加5%，再次记录蝶阀后压。然后继续改变阀门开度，采用同样的方法测量10%一100%的蝶阀后压。 焦炉煤气压力控制系统采用PID的控制方式对蝶阀进行开度调节以达到稳定压力的目的，而传统PID控制是典型的线性调节，但蝶阀实际工作状态的特性为快开特性，蝶阀的主要工作范围为10%}50%，在此区段蝶阀开度变化40，压力相对变化63%，这会导致控制系统的超调，使控制系统的输出变得不可预计。总管压力在不同的压力范围时，蝶阀对应的开度范围不同，阀位调节灵敏度不同，导致整个压力控制系统的调节不稳定。
2变参数PID控制系统
为了消除各种因素对焦炉煤气主管压力的影响，达到改善控制效果的目的，我们采用变参数PID控制。木系统的功能主要是按照焦炉煤气压力在不同工况下的变化特点把控制过程细分，运行时根据现场工况计算相应的PID参数进行控制，根据蝶阀开度反馈、偏差e和偏差变化率e。自行调整PID控制器的参数，当发生异常情况时，系统可以进行手动/自动切换，控制系统原理图。
PID调试一般原则 ：
a.在输出不振荡时，增大比例增益P。
b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。
PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节PID参数设置及调节方法
方法一：
PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整P\I\D的大小。
PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
压力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控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节方法二：
1．PID调试一般原则
a.在输出不振荡时，增大比例增益P。
b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。 
2．PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节一般步骤
a.确定比例增益P 确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 b.确定积分时间常数Ti
比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%?；质奔涑Ｊ齌i调试完成。
c.确定积分时间常数Td
积分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定 P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。
d.系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求
3PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节系统实现
(1)硬件实现
由安装在蝶阀后压处的压力变送器将蝶阀后压压力值转换成4}20mA的电流信号，经信号线传送到DCS，并转换成相应的工程量，作为压力反馈值，蝶阀开度反馈信号也经信号线输送至DCS，主控根据蝶阀后压设定值和压力反馈值计算偏差和偏差变化率，再结合实时的蝶阀开度反馈信号，由变参数PID控制程序计算PID参数，并由AO?？槭涑龅Э瓤刂菩藕?，经信号线输送至电气转换器，驱动蝶阀动作，进而实现焦炉煤气压力的调节。
(2)软件实现
系统程序结构框，DCS实时采集蝶阀后压，阀位开度反馈信号。首先判断是否有异常情况，确定是否需要进行手/自动切换;然后根据焦炉煤气蝶阀后压设定值和实测值计算偏差和偏差变化率;后，依据阀门开度反馈、偏差和偏差变化率来计算PID控制器参数由此实现蝶阀后压的稳定控制。
4PID控制电动焦炉煤气蝶阀压力调节数据分析
沙钢全液压压平机系统中采用ibaPDA高速数据采集系统模块，采样周期为0.01 m s ,采样的数据类型为实数。现场调试阶段试验钢板宽度为1250m，厚度为2000m m)数据分析软件采用ibaAnalyzer，可对采集来的数据信号进行处理、合并、计算和创建新的信号。
本文主要研究的内容是压平机压头机电祸合系统的无冲击压下的控制，将现场调试阶段采集回的数据经过处理。横轴表示公用的时间轴，纵轴根据不同的变量采用不同的量程和单位。条曲线为压头的位置曲线，单位为mm，数值越大表示压头所处的位置越远离上横梁(初始位置);第二条曲线为压平机压平工作过程中压头的位置曲线，存在的上下波动表示在工作过程中存在一定范围的震动;第三条曲线为压平机为压头提供的压力曲线，单位为kN，数值越大表示提供的压力越大。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组
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