（宝钢集团八钢公司炼铁分公司烧结分厂 新疆乌鲁木齐 830022）
摘要：烧结点火器调火控制是通过手动操作现场煤气球阀和空气球阀开度控制，为了降低现场操作人员劳动强度以及降低煤气消耗所采取的自动控制。煤气流量自动调节是基于PID参数的整定，以达到煤气流量调节的稳定控制，减少煤气流量的波动。根据煤气的热值按照空气和煤气比列关系自动调节，以达到煤气充分燃烧。
关键词：死区；PID；空燃比；整定
1 引言
烧结分厂1#、2#265烧结机工程期都安装煤气调节阀，但都已损坏无法修复，煤气流量误差较大且波动较大，主要是流量计设计流量为10000m3/h，而实际使用的煤气流量只有2000 m3/h左右，不能实现自动调节。点火器温度控制都是通过现场手动扳动2个煤气球阀和2个空气球阀来控制煤气流量，操作人员点火器旁实时观察操作，环境温度高，劳动强度大。为减少劳动强度必须改为自动控制，自动控制采用西门子300PLC的FB41功能块进行死区PID控制。
2 设备选型
2.1流量计选型：由于煤气流量计量程10000m3/h，而实际使用的煤气流量只有2100 m3/h左右，且波动较大（±300m3/h左右）易造成调节阀频繁动作，致使调节阀损坏。所以流量计重新选型，订货参数表（表1），A265烧结煤气节流装置计算书（表2），B265烧结煤气节流装置计算书（表3）。煤气调节阀选用防爆型，直径DN350，精度1%的调节阀。
3.2 PID控制器各校正环节的主要控制作用
比例环节及时成比例地反映控制系统的偏差信号e（t），偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。比例系数Kp的作用在于加快系统的响应速度，提高系统调节精度。Kp越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，也就是对偏差的分辨率（重视程度）越高，但将产生超调，甚至导致系统不稳定。Kp取值过小，则会降低调节精度，尤其是使响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静态、动态特性变坏。
（2）积分环节主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数τ，τ越大，积分作用越弱，反之则越强。积分作用系数越大，系统静态误差消除越大，但积分作用过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。若积分作用系数过小，将使系统静差难以消除，影响系统的调节精度。
（3）微分环节能反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
煤气流量自动调节应用西门子FB41功能块，采取死区PID调节方法进行煤气调节，FB41功能块的输入输出管脚定义见表4。为了避免煤气调节阀和空气调节阀频繁动作造成设备损坏，煤气流量死区设定为50m3/h，空气流量死区设定为100m3/h，为避免煤气和空气调节阀在自动调节过程中关闭造成煤气爆炸和中毒将操作下限设定为5%和10%。煤气流量和空气流量PID参数整定采用凑试法进行整定，其整定参数见表5，空气和煤气配比根据煤气热值进行调节，空煤比和煤气的热值关系见表6。
3.3 PID参数整定小结
参数整定找最佳，从小到大顺序查；先是比例后积分，最后再把微分加；曲线振荡很频繁，放大倍数要放小；曲线漂浮绕大湾，放大倍数往大扳；曲线偏离回复慢，积分时间往下降；曲线波动周期长，积分时间再加长；曲线振荡频率快，先把微分降下来；动差大来波动慢，微分时间应加长；理想曲线两个波，前高后低4比1；一看二调多分析，调节质量不会低。
4 结语
PID控制是比例、积分、微分的简称。PID控制具有原理简单，适应性强。调节器是控制系统中的控制器，它根据被控量的偏差大小和正负，通过一凑试法整定PID参数，调节控制量的输出实现对被控量的控制实现了煤气流量自动调节功能。
参考文献：
[1]宋伯生.PLC编程理论•算法及技巧（第2版）.北京：机械工业出版社，2009.3
[2]杨友良.自动控制原理（第1版）.北京：电子工业出版社，2011.3
论文作者:何蛟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/8
标签：煤气论文; 流量论文; 积分论文; 死区论文; 系统论文; 偏差论文; 调节阀论文; 《电力设备》2018年第2期论文;