摘要：本文作者结合自身实践就PID控制在火电厂自动控制中的应用和相关内容进行分析，希望能够为火电厂自动化控制系统设计提供一定的参考价值，其中不足之处，希望同行多加指正。
关键词：火电厂；蒸汽温度自动调节系统；自控系统：PID控制；锅炉汽包液位调节系统；
1.智能PID控制器概述
PID控制器（比例-积分-微分控制器）是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。PID（比例（proportion）、积分（integral）、微分（derivative））控制器作为最早实用化的控制器已有近百年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需 精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
智能控制主要是由模糊控制和遗传算法、神经网络构成，每一种方式都有自身的优缺点，但是各有劣势。因此为了进一步探讨每一种方式的优越性，有必要对各种方式的优劣性实施分析，并加以融合，有效提高控制系统的性能，以便在实际应用中更好解决问题。目前，基于遗传算法法模糊系统和神经网络系统都得到了很好的应用，随着上述几个方向的融合，给智能PID控制的发展提供更加广阔的发展空间，因此如何完善智能PID控制系统，发挥其优越性能，是目前需要解决的重点。
2 PID控制在火电厂自动控制中的应用分析
由于火电厂自动化控制系统本身复杂，且操作环境多变，因此创建数学模型较为困难，因此如何实现火电厂发电的自动化控制难以实现。同时加上控制器参数设置将可能对控制系统的正常运行产生较大的影响。因此如果在火电厂自动化控制中引入计算机技术就可以保证火电厂控制系统朝着智能化和自动化的方向发展。然而我们需要认识到，但是就现在的火力发电厂来说，最常用的控制系统就是分散控制系统，但是由于分散控制系统本身有较强的管理功能和过程控制性，因此可以使用其模型来进行现金控制算法，同时还可以实现解耦和超越功能，利用先进的控制算法例如前馈系统，TREMPERMME的预测算法，MAX-1000中的自适应算法功能，滚动预测控制软件等来实现。但是事实上，无论是使用哪种算法，在分布式控制系统中，仍然是，PID占主导地位。如何实现PID控制和调节是接下来需要思考的重点。一般来说，实现是以数学模型来进行参数调整是PID控制。但是将参数设置到控制器中去对于理论知识和经验的要求较高，尤其是在噪声和负载的影响下，模型的结构会产生变化，因此模型的参数也会发生变化。如果在设置的过程中没有对上述进行充分考虑，可能会设定的结果产生一定的影响。针对此，可以使用自整定技术逐步调整PID控制器的参数。基于模糊理论的PID控制器能够实现对参数的模糊控制。且此种方式的控制精度较高，控制结构简单。能够有效调整PID控制器的参数，并通过对其进行参数调整来实现对参数偏差的控制。通过对参数偏差的控制实现对模型的控制。
3 对锅炉汽包液位调节系统的分析
由于汽包液体会对锅炉的安全运行产生一定的影响，当汽包液体如果超过零界线，可能会引起锅炉爆炸，进而对水循环的正常运行产生影响，甚至还会干锅现象。当蒸汽过饱和时，它会使液态水进入蒸汽系统，而不仅仅是蒸汽的质量。它会产生一定的影响，也会加速锅炉结垢。可以看出，汽包水位是否过高或过低都会产生不利影响甚至引发事故。同时，如果锅炉的负荷增加，也会诱发产生化学反应，进而在化学反应中产生更多的热量，由于锅炉沸点的高低和受压力大小正相关，压力越高，沸点越高。压力越低，沸点越低。锅炉中的液体会剧烈沸腾，导致锅炉水位上升，影响锅炉水循环。普通手术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，为了使锅炉的进水和储水容量处于相对平衡的状态，应合理调节汽包的液位，并且蒸汽液位应始终在中性线附近浮动。
蒸汽量调节过程也称之为汽包液位条件系统，其主要是由汽包液体调节和供水量共同组成。
能够有效加剧汽包液体产生的误差问题。当锅炉的负荷增加，汽包液位将错误上升，同时F蒸汽和L液体将增加，调节控制能有效实现液体误差现象。因此当水蒸发时，蒸汽水平可能随着水蒸气的增加而降低，根据公式表示，PID调节节点将增加，供水增加，能够有效实现水和输出的平衡，有效保证滚筒始终保证平衡状态。
4 对蒸汽温度自动调节系统实施分析
蒸汽温度的高低也会在一定程度上影响燃料的燃烧情况，进而对电能的产生效率产生影响，如果蒸汽的温度低于特定的值，这时驱动涡轮的功率也会受到影响，进而对火电厂的发电过程产生影响，如果不加以控制，将可能产生更加严重的安全事故。因此在火力发电厂中，需在调节蒸汽的温度时，要采取合适的方法，利用PID控制技术是非常有效的。影响蒸汽温度的因素很多，主要包括温度、压力以及主蒸汽流，同时这些都会随着负荷的增加而不断的进行相应的增加。随着蒸汽流量的增加，时间常数以及物体的性能都会随着发生一定的改变，因此，由此可见，主蒸汽温度系统是复杂的多模型的系统。
多模型系统的创建过程如下：将主蒸汽温度系统当作工作变量对象，包含输出、输入以及状态变量、将其空间分解成多个操作的自空间，且保证子空间的数据适宜，不能过少或者过多。并为每个子空间创造一个对应的数学模型，通过加权处理将局部模型加权为全局的模型。我们借助公式来进行表达，假设Y是全局工作空间，Yi表示本地工作空间。即通过局部模型的加权和，获得全局多模型。
文章以某锅炉为例，创建5个局部工作点（负荷介于30%～100%）的主蒸汽温度对象模型，其动态特性数学模型参数表现为：负荷30%，导前区的动态特性参数为8.07/（1+24s）2，惰性区的动态特性参数为1.48/（1+46.6s）4；负荷44%，导前区的动态特性参数为6.65/（1+21s）2；惰性区的动态特性参数为1.66/（1+39.5s）4，负荷62%，导前区的动态特性参数为4.35/（1+19s）2，惰性区的动态特性参数为1.83/（1+28.2s）4；负荷88%，导前区的动态特性参数为2.01/（1+16s）2，惰性区的动态参数为2.09/（1+22.3s）4；负荷100%，导前区的动态参数为1.58/（1+14s）2，惰性区的动态参数为2.45/（1+15.8s）4。PID控制器控制回路的固定参数KI为0.04，KP为1.1。
结语：
在火电厂实际运城过程中，可能受到诸多影响的影响，因此有必要采取措施来降低系统产生影响，有效提高整个系统的性能，在保证系统效率的同时有效降低生产成本。
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论文作者:郭晓敏,焦鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：蒸汽论文; 汽包论文; 参数论文; 火电厂论文; 系统论文; 控制器论文; 锅炉论文; 《电力设备》2018年第24期论文;