PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應用案例，現(xiàn)在介紹PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力在正常的焦爐加熱生產(chǎn)中，焦爐煤氣主管為焦爐供氣分為焦側供氣和機側供氣。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，當關閉煤氣時，焦爐煤氣主管壓力迅速上升，可達4kPa以上，當打開煤氣時，焦爐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，使得焦爐煤氣主管壓力產(chǎn)生周期性波動，特別是由于各焦爐煤氣主管相距較近，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爐煤氣總管影響到木焦爐的壓力值穩(wěn)定，造成焦爐煤氣的大量浪費。
 1 PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力調(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定值。煤氣蝶閥廣泛應用于煤氣、化工、石油、水處理等工業(yè)上，還可以應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0-500Kpa

調(diào)節(jié)閥反饋信號4-20ma對應閥門開度0-99%

調(diào)節(jié)閥開度設置信號4-20ma對應閥門開度0-99%

需要實現(xiàn)功能當管網(wǎng)反饋壓力大于設定壓力時,閥門需要增加開度,反之當管網(wǎng)反饋壓力小于設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)是否需要設置成負數(shù),或在程序中把設定和反饋對調(diào)一下
    1，煤氣蝶閥箭頭方向表示為介質方向，
    2，安裝前應清洗管道內(nèi)腔和密封面，
    3，安裝時應預先調(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，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控制電動焦爐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。 焦爐煤氣壓力控制系統(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%，這會導致控制系統(tǒng)的超調(diào)，使控制系統(tǒng)的輸出變得不可預計?？偣軌毫υ诓煌膲毫Ψ秶鷷r，蝶閥對應的開度范圍不同，閥位調(diào)節(jié)靈敏度不同，導致整個壓力控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)不穩(wěn)定。 　

　
2PID控制電動焦爐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爐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爐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)生了大量的焦爐煤氣和高爐煤氣。為了減小環(huán)境污染，有些鋼廠將焦爐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、導套、閥體、蝶板組件、閥桿、下端蓋組成，當閥板在開啟和關閉時，由于蝶板密封面設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，改變蝶板的偏轉角度，即可控制介質的流量。
PID控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力     
    三偏心煤氣蝶閥廣泛應用于冶金、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，所以導致很多企業(yè)的電動煤氣蝶閥會經(jīng)常出現(xiàn)故障，導致出現(xiàn)故障的原因除了工況導致，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控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力系統(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換成4}20mA的電流信號，經(jīng)信號線傳送到DCS，并轉換成相應的工程量，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)蝶閥后壓設定值和壓力反饋值計算偏差和偏差變化率，再結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換器，驅動蝶閥動作，進而實現(xiàn)焦爐煤氣壓力的調(diào)節(jié)。 　　
(2)軟件實現(xiàn) 　　
系統(tǒng)程序結構框，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)焦爐煤氣蝶閥后壓設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控制電動焦爐煤氣蝶閥壓力數(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)?，F(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、點應完整牢固、嚴密、無泄漏。首先，你要弄清楚什么是正作用，什么是反作用。當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，將反饋值減去設定值產(chǎn)生正作用。  電動裝置應潤滑良好，按時按規(guī)定加油，閥桿螺母應加潤滑脂。電氣部分應完好，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，否則應對有關部件作干燥處理。自動開關和熱繼電器不應脫扣，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)有的焦爐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，主要影響因素是焦爐換向造成的周期性壓力干擾和相鄰焦爐換向造成的周期性快速壓力干擾，應用一般的控制方法難以實現(xiàn)控制日標。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)預設的控制效果。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)對焦爐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)品相關論文禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護