浅析PID自动控制技术在转炉自动化中的应用

李二刚

摘要：将PID自动控制技术充分运用于转炉自动化中，能够更好的提高炼钢效率。但是，就目前PID自动控制技术的应用现状来看，相关人员有必要对其应用问题进行研究，以分析其应用效果，进而对PID自动控制技术的积极作用加以深刻分析。鉴于此，本文对转炉自动化中PID自动控制技术的应用进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：PID自动控制技术 转炉自动化 应用

一、PID控制原理

ID控制器发展至今已经走过了约70年的历程，它之所以能够成为工业自动控制的主要技术之一，主要在于其自身所具备的结构简单、稳定性能强、调节方便、可靠等优点。在工业自动控制过程中，一旦出现无法完全掌控被控制对象的结构以及参数的情况，此时应用便利的PID控制技术可以对系统控制器的结构及参数进行判断，而判断的主要依据则是经验和现场调解。PID控制和PID调节是目前国内外工业自动控制中使用最为普遍的调节器控制规律，它们也被称之为比例、积分和微分控制。

PID自动控制技术主要有三种控制方式，包括开环、闭环、复合等方式，各种控制方式具有其一定的优势特点，并且能够在不同生产现场中有所应用。目前，以闭环自动控制方式最为普遍。基于PID自动控制技术的控制原理是：系统输入定值之后，系统能够自动输出差值，并将数据传递会控制器中，进而作用于受控对象，以确定合理的数值。在闭环控制方式作用下，能够提升控制系统的控制性能，进而反应更为精确的控制数据。PID自动控制技术的调节方式主要有比例调节、积分调节、微分调节三种。相关操作人员根据生产实际而设定合理的参数值，进而使控制系统充分发挥调节性作用。

二、选择控制器P、I、D项

在进行具体过程控制时，确定并选用恰当合理的控制或控制组合能够满足现场控制的需要，同时也能够让现场过程值在较为理想的时间内跟定SP值。下面笔者将对PID各种控制规律的控制特点进行简单的归纳与总结。

1、比例控制规律（P）

比例控制规律（P）的优点在于能够较快地克服其他因素对过程控制的影响，它的作用对于输出值来说比较快，但无法很好地稳定在一个理想的数值。比例控制规律（P）也会造成一些不良的结果，即在有效克服扰动影响的同时会出现余差，正因为如此，其不适合应用于控制通道滞后较大、负荷变化较大、控制要求较高以及不允许被控参数有余差的场合。

2、比例积分控制规律（PI）

比例积分控制规律（PI）是目前工业自动控制中应用最为广泛的一种控制规律，它能够在比例的基础上将余差消除，但其与比例控制规律（P）一样，比较适用于控制通道之后较小、负荷变化不大的场合。

3、比例微分控制规律（PD）

比例微分控制规律（PD）比较适用于容量滞后或时间常数较大的控制通道，在微分项设置得到的情况下将微分引入并参与控制能够有效促进系统动态性能指标的提高。比例微分控制规律（PD）还可以促进整个控制系统稳定性的提高与动态偏差的减小。

4、比例积分微分控制规律（PID）

相较于以上三种控制规律，比例积分微分控制规律（PID）是一种较为理想的控制规律，它既能够在比例的基础上引入积分，进而实现消除余差的目的，同时还能够加入能够促进系统稳定性提高的微分作用。例积分微分控制规律（PID）比较适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合，如工业生产中的温度控制等。

三、PID自动控制技术的具体应用及效果

在炼钢过程中， 对自动化技术有着更高的要求。传统炼钢工作中， 转炉自动化水平相对较低， 且在生产过程中难以有效控制。随着PID自动控制技术水平的不断提升， 有效应用于转炉自动化中， 使炼钢工厂实现良好的自动化控制， 进而提高生产效率。然而， 随着我国科学技术的不断发展， PID自动控制技术水平得以提升， 且在转炉自动化中有着进一步的应用。

1、PID自动控制技术的具体应用

炼钢过程中，其生产流程相对较为复杂，现场设备较多，因而对自动化技术有着更高的要求。将PID自动控制技术广泛应用于转炉自动化中，能够满足炼钢过程对自动化技术的实际需求，实现精确控制，可以适应多种恶劣环境。基于此，有关人员加强对PID自动控制技术在转炉自动化中应用问题进行研究具有必要性。

1.1 PID自动控制技术应用于生产现场中

在转炉自动控制系统中，要确保控制效率，必须对氧气压力与流量、氮气压力与流量等方面的参数值加以合理设置，以确保控制系统能够正确输出相关数值，为操作人员提供工作依据。在控制系统中，如若设定值不同，则氧气或氮气的压力及流量值则会随之改变，信号输出模块的信号也具有差异性。基于PID自动控制技术的生产现场，相关人员能够对相关参数值进行PID控制计算，并合理设定，有利于提升控制系统的控制效率。调节控制系统主要由内部信号和外部信号进行初始值定值，相关工作人员通过对定值进行处理，能够识别误差信号，而PID技术此时发挥着数值处理的调节作用。基于此，工作人员可以对生产中的手动工作状态与自动工作状态加以判定。由此可见，将PID自动控制技术应用于现场中，能够对相关参数值加以确定和合理设置，进而自动控制对象，并随着调节阀的开度变化而有效变化。

1.2 PID自动控制技术应用于编程中

PID自动控制技术在编程中有一定程度的应用。例如：在氧枪吹氧量编程中，编程人员需要根据现场环境而对氧气流量加以有效调节，主要分为远程操控、手动操控和自动操控三种方式。基于传统技术条件下的编程虽然能够为相关工作人员提供借鉴，但数据精确度不够，在一定程度上降低生产效率。然而，在PID自动控制技术的影响下，氧气调节阀的开度通常为50%，并以50为技术，向上调节。在吹炼中，氧枪吹氧量值为1500m3/h。在编程条件下，能够输出精确数值，为工作人员提供有力参考。

2、PID自动控制技术的应用效果

将PID自动控制技术有效应用于转炉自动化系统中，能够进一步加强生产现场的控制能力，因而该技术具有一定的应用效果。尤其转炉氧枪系统对PID自动控制技术的应用，能够满足生产阶段对氧气压力、流量、氮气流量与压力等方面的实际需求。相关工作人员通过PID控制算法对转炉自动化的开度值进行明确计算，且在炼钢应用过程中，直接对数值调整为精确值，进而实现自动化控制。通过将PID自动控制技术应用于转炉自动化中，能够对转炉加以有效控制，充分发挥自动化控制系统的积极作用，对生产实现控制。随着我国技术水平的不断提升，PID自动化控制技术将不断精进，且进一步扩大应用范围，为炼钢企业提供优质的服务。

结束语

综上所述，炼钢行业是推动我国经济发展的重要动力，提高其生产效率，能够满足国家发展与建设的需求。随着PID自动控制技术水平的不断提升，对炼钢生产的控制能力逐渐增强，有助于提高生产效率。

参考文献

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