关于PID控制技术在工业自动控制中的应用研究

2018年09月24日 12:19来源于:科学与财富

PID自动控制技术在转炉自动化中的应用

邢微

摘 要:近几年随着我国经济的增长,工业方面也取得了飞跃式的发展进步,而我国的工业自动化控制技术应用的也已经较为普遍,有效的提高了工业生产的速率,这项技术在不断成熟的同时。也使得企业获取了一定的经济效益,所以在企业中具有重要的应用价值。而在这项技术应用的过程中,PID技术的使用功不可没,这是在企业生产环节经常用到的一种控制形式,对于实现工业自动控制而言具有十分重要的作用,可以说它是整个技术应用中最为关键的部分。因此,具有极大的应用价值和研究价值。

关键词:PID控制技术;工业自动控制;应用

随着科技的发展,很多技术在得到了应用的同时还在不断的进行研究和改进。自动化技术对于人们而言并不陌生,也是时代发展的产物,信息自动化、工业自动化等众多概念不断的出现在人们的耳中,而这是科技进步的一个重要的里程碑。尤其在工业的生产环节中,自动化技术具有很大的应用价值和影响,是先进的生产力,一定程度上提高了我国的现代化水平。而在工业自动化控制系统中PID控制技术的应用就显得尤为重要,这是一个至关重要的技术,它的应用目前已经比较普遍,而且在未来还具有极大的应用以及推广价值。

一、PID工作的原理

在工业自动化控制系统中,PID技术的应用是很重要的一部分,这是维持系统运行的关键,具有一定的工作原理,这就需要工作人员能够进行一定程度的掌握,从而能够对此技术加深理解,在应用上效果更好,更方便。而其主要的原理就是对于控制对象的数据和结构等方面进行调解,从而满足人们工作的需要。这种技术又称为调节器或是控制器,主要应用在对比例、微分控制的工程项目中,当然在其他领域也有其具体的应用,所以PID技术的应用范围较广。这项技术的起源在上世纪,具有一定的稳定性、可靠性,并且还有结构简单,操作便捷等优点,所以这项技术如今也就成为了工业自动化控制系统中主要应用的技术。在实际操作时,如果应用传统的技术无法掌握控制对象的数据、结构等关键要素,或者其他控制技术无效时,就可以应用PID技术,这项技术能够及时有效的解决这一问题,结合工作现场的实际情况,能够通过经验和这种控制技术来调解控制对象的参数等,最终使得工业自动化控制系统能够平稳运行。因此,這是一项极其重要的技术,在企业生产环节具有极大的调解作用和影响,应该得到有关人员的重视,加大推广力度,针对不足的地方也要进行相应的改进,从而让这项技术更好的为人们服务。

二、选定PID被控参数

在控制方案设计中,选择被控参数极为关键,面对稳定生产、提升产品产量、质量起到了决定性的因素。在真正的应用当中,PID参数的选择并非唯一,也不是任意的,需要经由过程的特殊性不断进行分析,才可以给出正确的选择。

以下为选取被控参数的普遍原则:

首先,应选择出对产品的质量、产量、安全生产等有着决定性作用、能够直接测量的工艺参数当做被控参数;

其次,如果无法通过直接参数作为被控参数时,应当选择一个同直接参数具有线性单值函数对应关系的间接参数当做被控参数;

再次,被控参数一定要具备充分的灵敏性;

最后,被控参数的抉择,要考量工艺过程的合理性以及使用仪表的性能。

三、PID调节参数对自动控制过程造成的影响

在企业生产环节中,应用技术是必然的要求,这样才能促进工作效率的提高以及经济的增长。所以工业自动化控制系统的运用就显得至关重要,而对生产环节进行自动控制的过程中,PID技术的调节作用就逐渐的显现了出来,进而对于企业的生产流程产生了重要的影响。而其作用主要体现在其自动控制过程中。

对于比例调节而言,随着调节比例值的上升会令曲线的变化逐渐迟缓,也可以说,调节作用在持续降低。它的震荡周期越久,衰减也就越严重。假如比例调节只是纯比例作用,那么系统稳定后的余差也会较大。反之,一旦比例值过小,震荡周期也会随之缩短,曲线波动明显,衰减比会向着小的方向变动。

就积分调节来讲,积分时间尤为重要,积分作用会随着积分时间的延长而逐渐变弱,也会随着积分时间的缩短逐渐变强。在这个过程里,曲线震荡越发明显,系统震荡周期逐渐降低。可是,一旦积分时间过短,曲线震荡就会较为强烈,从而使得系统操作无法稳定。如果积分时间过长,调节器就只能具有比例调节的功能。

对于微分调节来讲,最为重要的是微分时间,微分调节作用随着微分时间的延长而越发明显,震荡也会在这个时间里变得越发模糊,周期也会随着缩短。可是,一旦微分时间过长,就会引发振幅过渡增大,因此会令调节器的作用过于模糊。

在工业自动控制过程中,调解方式不会都进行应用,这与实际情况有关,要根据实际情况进行选定,只有合适的并且达标的调节技术才能得到选用,而选择结果也往往也在两种方式以内。使用后通过参数的变化和对比就能看出来,在运用技术调节的过程中是有一定的规律的,在没有利用积分进行调节时,积分时间的设定就能够无穷大;而没有利用微分进行调节时,微分时间的设定就可以改为零;而如果没有比例调节的环节,PID回路增益就可以设置为0,通过这些规律也就对控制目标实现了最终的控制,人们也就能利用PID调节参数进而对自动控制的过程造成影响,进而更有利于生产环节中进行有效合理的控制,帮助企业人员加快生产相率,获得经济上的创收。

四、设定PID调节最终参数

通常PID的调节作用想要实现最优态,就要对积分时间、微分时间乃至PID回路增益设定最佳值。在生产时间当中使用了经验整定法,这是由于现场经验整定法是当前应用最强、最普遍的工程整定方式,在这个过程里,整定调节方式是比例调节、积分调节和微分调节。并且,在整个调节的过程当中随时对曲线的变动进行观察,逐渐转变参数取值,直到实现产品质量的设计要求。

五、结束语

一个生产企业的发展动力就在于对技术的使用和把握,要能找准时机,通过技术提高生产力是提高生产力的关键。而在企业生产环节,这就少不了工业自动化控制系统的使用,自动化技术是人们经常能够使用的一项新型技术,被人们应用在了各个行业中,在生产领域同样也具有极高的价值。而要想实现工业自动化控制系统的完美运行就要重视其中PID技术的应用,这项技术具有其一定的工作原理,通过这层原理能够对生产环节加以控制。虽然这项技术还不是很完善,但是依然具有极大的应用价值和推广价值,对于科研人员而言,还应该加强对于技术的改进工作,从而让其更适合人类生产的需要,为企业获得经济效益的同时也加快了我国的工业化建设的步伐。

参考文献:

[1]赵政. PID在工业自动控制中的应用[J]. 中小企业管理与科技旬刊, 2016(5):131-132.

[2]李宁. 浅谈工业自动控制系统中PID技术的应用[J]. 化工管理, 2017(33).

[3]田苗, 史玉琴. 基于PID技术的工业自动控制系统的优化改进研究[J]. 现代电子技术, 2015(13):132-133.

 
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