贾俊刚
科斐凯博线缆(天津)有限公司 天津市 301700
摘要：伴随着冶金工业领域中自动化控制系统的广泛应用和不断发展，自动化控制系统在应用中的重要性不断提高，逐渐无法替代。在冶金工业生产中，自动化控制系统可以起到及时、准确、高效的控制效果，能够应用在多个生产流程中，对于生产效益有直接性的推动效果。近些年，关于PID技术的研究非常多。基于此，本文详细分析了冶金工业自动控制系统中PID技术的应用。
关键词：冶金工业；自动控制；PID技术；应用
Abstract: With the widespread application and continuous development of automation control systems in the metallurgical industry, the importance of automation control systems in applications continues to increase, and it is gradually irreplaceable. In the production of metallurgical industry, the automation control system can play a timely, accurate and efficient control effect, can be applied in multiple production processes, and has a direct effect on the production efficiency. In recent years, there has been a lot of research on PID technology. Based on this, this paper analyzes the application of PID technology in the automatic control system of the metallurgical industry in detail.
Keywords: metallurgical industry; automatic control; PID technology; application
1选定PID被控参数
选择被控参数在设计控制方案的过程中是尤为重要的一环，对于冶金工业企业生产的稳定、产品产量与质量的提升都起着决定性的作用，在自动控制的过程中，不管选用哪一种先进过程检测控制设备，也不管构成哪一种控制系统，只要没有正确选择被控参数，控制方案中所提出的控制成果都无法得到实现。影响控制参数值变化的因素比较多，但并不需要控制所有影响因素，精确地选定被控参数在这一系列过程中至关重要。在选择被控参数时，技术人员需深入分析生产工艺要求与过程，进而找出能够决定产品质量、产量、安全生产并能够将工艺生产状态较好体现出来的参数，这些被控参数一般而言难以通过人工控制来满足要求。在实际应用过程中，PID参数的选择并不是唯一的，当然也不是任意的，只有对生产工艺过程的特殊性进行深入地分析，才能够选定正确的PID参数。选定PID被控参数的普遍原则如下：
①在选择过程中，需选择能够决定产品产量、质量、安全生产的参数，同时这些参数还需具备可直接测量的特点。
②如果在选择过程中出现无法将直接参数作为被控参数的情况，技术人员此时可选择一个与直接参数有线性单值函数对应关系的间接参数作为PID被控参数。
③PID被控参数一定要具备足够高的灵敏度。
④在选取过程中一定要对生产工艺过程的合理性和所用仪表的性能进行充分的考虑。
2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。
2.1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。
2.2比例积分控制规律（PI）
比例积分控制规律（PI）是目前冶金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。
2.3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。
2.4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，如冶金工业生产中的温度控制等。
3选定PID的最佳整定参数
正确地选定PID的最佳整定参数决定着PID控制器能否发挥有效功用，而Kc、TI、TD是PID最佳整定参数所常用的三个控制参数，如何在实际生产中找到这些合适参数一直是国内外冶金工业应用PID的关键问题。经历过长期工作工程实践的技术人员通过定性分析各种控制规律对系统控制质量的影响而得出来的现场经验整定法在使用过程中十分有效，且已经得到了较为广泛的应用。在进行现场整定时，需保持PID参数按先比例、后积分、最后微分的顺序进行，在对现场过程值PV的趋势曲线进行观察的同时需对PID参数加以慢慢的改变，直到控制质量与生产要求相符为止。一般而言，需在具体整定中将积分项和微分项先行关闭，再将TI控制参数的数值设置为无穷大，同时将TD控制参数的数值设置为零，在这一过程中所使用的纯粹是比例调节。在整定初期可按照经验数据设定，之后再依据PV曲线的变化慢慢对比例及比例度进行整定与控制。当系统达到4:1衰减震荡的PV曲线时可先将比例度加大为原来的1.2倍左右之后再加积分作用，主要操作手段就是将TI由大到小进行调整。在必要的场合可能需要将微分作用引入，技术人员可将比例度调整至原来数值或更小，此时再将微分时间由小到大进行调整即可将PV的趋势曲线变化至满意状态。
4结语
综上所述，在冶金工业生产过程中，合理的应用PID技术能够显著提升控制实效性，尤其是提升冶金工业生产的节能效果与生产性能。PID调节对于控制系统的应用非常明显，但是PID调节至今，其可应用的范围并不是非常广泛，仍然是给予重温度控制方面。PID调节的持续发展促使人们的生活、生产水平得到提升，伴随着冶金工业生产技术的不断发展，在今后实际工作中，相关的技术研发以及生产操作人员，需要提高对PID技术的应用，结合自身实际情况，不断的改进和优化PID技术，从而展现冶金工业自动控制系统中PID技术的应用价值，确保冶金工业生产效益最大化。
参考文献：
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