轉(zhuǎn)爐自動化中的PID技術(shù)研究

陳珂 李娟娟

摘 要：轉(zhuǎn)爐自動化控制系統(tǒng)中運用了PID技術(shù)，提高了煉鋼效率。將轉(zhuǎn)爐自動化中的PID技術(shù)充分運用，需要結(jié)合煉鋼廠的實際情況設(shè)計控制系統(tǒng)。而自動化控制的優(yōu)勢就在于整個操作過程無需人工插手，轉(zhuǎn)爐能夠按照預(yù)先設(shè)置好的自動操作步驟進行工作，實現(xiàn)煉鋼現(xiàn)場設(shè)備自動化。本文通過分析轉(zhuǎn)爐自動化中PID技術(shù)的控制方式，進一步探討PID技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐自動化；PID技術(shù)；煉鋼；控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.011

在煉鋼工廠運轉(zhuǎn)過程中，需要對很多設(shè)備進行設(shè)置與控制。在轉(zhuǎn)爐自動化控制系統(tǒng)中，PID技術(shù)屬于較為常見的控制方法。在轉(zhuǎn)爐自動化PID技術(shù)應(yīng)用中，均要求被操控的煉鋼設(shè)備需要按照預(yù)先設(shè)定的步驟工作[1]。若控制系統(tǒng)設(shè)置出現(xiàn)差錯，不僅可能造成工廠的損失，嚴(yán)重時還有可能出現(xiàn)安全事故。

1 轉(zhuǎn)爐自動化系統(tǒng)中PID技術(shù)的調(diào)控分析

在轉(zhuǎn)爐自動化中PID技術(shù)的控制方式主要是通過采用積分調(diào)節(jié)、比例調(diào)節(jié)以及微分調(diào)節(jié)方式對設(shè)備進行控制。而積分、比例與微分調(diào)節(jié)又是相輔相成的，不可分離使用。在使用PID技術(shù)進行調(diào)控時，既可以單獨對積分、比例以及微分進行單獨設(shè)置，也可以通過更改其中某一個設(shè)置來改變另外兩個參數(shù)。轉(zhuǎn)爐自動化中PID技術(shù)還具有設(shè)置簡單，易于調(diào)整的優(yōu)勢。我國的煉鋼工作已經(jīng)持續(xù)了很多年，在這些年中對PID技術(shù)的了解與掌控已經(jīng)有了較多經(jīng)驗。并且，經(jīng)過多年的應(yīng)用，PID控制技術(shù)已經(jīng)有了很大改善。目前，PID技術(shù)多用于參數(shù)常發(fā)生變化的設(shè)備中，PID參數(shù)可以通過計算機進行遠程設(shè)置，提高了使用方便性，可顯著提升工廠工作效率[2]。

2 轉(zhuǎn)爐自動化中的PID技術(shù)應(yīng)用

2.1 轉(zhuǎn)爐自動化PID技術(shù)在現(xiàn)場的應(yīng)用

煉鋼工廠或其他工廠的現(xiàn)場均具有設(shè)備多、環(huán)境復(fù)雜的特點，都能夠?qū)刂葡到y(tǒng)產(chǎn)生干擾。其中在現(xiàn)場環(huán)境中，尤其對氧氣的壓力控制與流量控制需要穩(wěn)定、準(zhǔn)確的參數(shù)設(shè)置。但氣體的壓力與流量數(shù)值常常處于變化狀態(tài)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)必須能夠隨環(huán)境變化即時改變。而PID技術(shù)在現(xiàn)場的應(yīng)用可以顯著提高對氣體介質(zhì)控制的效率與質(zhì)量。在PID技術(shù)控制系統(tǒng)中，通常會存在兩種信號，即內(nèi)部或外部信號。當(dāng)出現(xiàn)信號后，會經(jīng)過定值和過程值處理，經(jīng)過PID技術(shù)系統(tǒng)的運算后，會將最終的控制值確定，進行參數(shù)設(shè)置。而PID技術(shù)控制系統(tǒng)有兩種操作模式，一是手動操作。當(dāng)PID技術(shù)控制系統(tǒng)處于手動操作模式時，可以人工對控制值進行設(shè)置；另一是自動操作。當(dāng)PID技術(shù)控制系統(tǒng)處于自動操作模式時，系統(tǒng)會通過所收集的信號，自動進行調(diào)節(jié)運算，得出最終控制值，按照控制值開展工作，大大降低人工費用，還能提高準(zhǔn)確性與靈敏性。

2.2 轉(zhuǎn)爐自動化中PID技術(shù)在編程中的應(yīng)用

在編程應(yīng)用方面，通常工廠會選擇專業(yè)的編程人員根據(jù)現(xiàn)場施工所需具體工藝流程對氧氣流量調(diào)節(jié)閥進設(shè)計。轉(zhuǎn)爐自動化中，利用PID技術(shù)能夠?qū)⒕幊谈`活的應(yīng)用于控制系統(tǒng)中[3]。在傳統(tǒng)的編程設(shè)計中，通常只能按照編程人員所設(shè)計的內(nèi)容進行操作，而不具備靈活調(diào)節(jié)的作用。在選擇了PID技術(shù)后，可以選擇三種控制方式，分別為遠程控制、自動控制和手動控制。其中，遠程控制是指可以利用計算機等方式對氧氣流量進行遠程調(diào)控，自動控制則是指PID技術(shù)控制系統(tǒng)可以根據(jù)所收集到的氧氣流量進行自動調(diào)控，人工控制則是指專業(yè)操作人員根據(jù)需要手動輸入?yún)?shù)的調(diào)控過程。在選擇PID技術(shù)應(yīng)用模式過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際需要進行選擇，每種模式都有自己的應(yīng)用特點。將PID技術(shù)應(yīng)用在編程當(dāng)中，可以顯著提升編程系統(tǒng)的靈活性，能夠根據(jù)設(shè)備、現(xiàn)場環(huán)境以及人為需要進行調(diào)整。編程人員可以在編程時，設(shè)置安全參數(shù)范圍，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)置參數(shù)出現(xiàn)明顯錯誤時，可以實施安全停止措施，在保證靈活性的前提下還能保證工廠安全，減少事故發(fā)生的可能性。

2.3 PID技術(shù)在煉鋼中的作用

在煉鋼生產(chǎn)中應(yīng)用PID技術(shù)，有顯著的應(yīng)用效果。特別是在轉(zhuǎn)爐氧槍控制系統(tǒng)與底吹控制系統(tǒng)中，能夠起到靈活控制、準(zhǔn)確控制與穩(wěn)定控制的效果。將PID技術(shù)實際應(yīng)用在煉鋼現(xiàn)場中，可以顯著縮短人為調(diào)控時間，能夠讓煉鋼設(shè)備穩(wěn)定、安全工作。除此之外，為了提高煉鋼生產(chǎn)自動化控制效率，在選擇PID技術(shù)時，不僅僅可以利用自動控制模式，還可以根據(jù)煉鋼實際需要選擇遠程控制或人工控制方式，只有這樣才能為煉鋼現(xiàn)場提供更多便利，保證轉(zhuǎn)爐自動化高校運轉(zhuǎn)，提供效率更高的生產(chǎn)服務(wù)。

3 結(jié)束語

轉(zhuǎn)爐自動化生產(chǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)代工廠生產(chǎn)的重要方式，為了能夠提高自動化效率，PID技術(shù)已經(jīng)充分應(yīng)用于其中。PID技術(shù)能夠根據(jù)現(xiàn)場需求隨時更改控制值，確?？刂茢?shù)據(jù)能夠符合現(xiàn)場需要。傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)只能根據(jù)某一編程進行工作，不具有調(diào)控性，應(yīng)用性較低；而PID技術(shù)控制系統(tǒng)能夠選擇自動調(diào)控、遠程調(diào)控與人工調(diào)控三種方式，應(yīng)用人員可以根據(jù)自我需求選擇相應(yīng)的調(diào)控方式，大大提升了轉(zhuǎn)爐自動化的應(yīng)用性[4]。同時，PID技術(shù)控制系統(tǒng)還能提高控制精度，降低人工成本，是一種優(yōu)質(zhì)控制系統(tǒng)，值得加大宣傳與研究力度。

參考文獻：

[1]李信.轉(zhuǎn)爐自動化中PID技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2013，06（10）：116.

[2]張國棟，肖景國，商桂梅，高曉光，董再勝.濟鋼25t轉(zhuǎn)爐自動化控制系統(tǒng)改進[J].山東冶金，2003，05（17）：44-47.

[3]翟寶鵬，王明林.260噸轉(zhuǎn)爐自動化煉鋼模型開發(fā)與應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，12（26）：9.

[4]穆群.淺析轉(zhuǎn)爐冶煉自動化控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，09（11）：101.

作者簡介：陳珂（1977-），男，河南安陽人，本科，研究方向：100噸轉(zhuǎn)爐配料系統(tǒng)自動控制。