过热蒸汽温度控制系统分析ppt-过热蒸汽控制系统的被控量

　　温度是一种十分普遍又很重要的热工参数过热蒸汽温度控制系统分析ppt，在经典控制理论中的PID调节控制就是一种十分重要的过程控制方式。发展至今过热蒸汽温度控制系统分析ppt，虽然越来越多的模拟调节器被微机替代过热蒸汽温度控制系统分析ppt，但是PID调节在控制系统中仍然占据比较大的比重。经典的PID调节和现代控制理论最优控制对被控制对象依赖性比较大，在被控制对象出现变化时，PID的3个调节参数需要重新设定。自适应控制和最优控制器的设计相比能够更好地计算出被控制对象的参数，应用效果良好。

　　1.涂布机干燥箱基本概述

　　干燥箱是一种常用的仪器设备形式，一般被用来干燥样品，也可以为一系列实验操作提供一种理想的温度环境，因而被人们广泛应用到各个行业中。干燥箱一般分为不锈钢内胆干燥箱和镀锌钢板，其中所设定的一系列参数和指数十分明显，自然对流风和鼓风循环运作。干燥箱是印刷机涂布设备中的一个能源消耗比较大的单元，且在使用时往往存在比较大的节能空间。从实际应用操作上来看，涂布机干燥箱温度是影响涂布机生产加工的重要参数，干燥箱中的温度变化比较大，总体上会呈现出滞后、非线性、强烈耦合性的特点，对涂布纸水分的安全性和稳定性会产生比较大的影响。以往系统的参数设定比较困难，在具体实施操作时设计者的经验很难被精准地描述出来。控制过程中各个信号量和评价指标也不容易被设定，因而很难建立起完善的对象模型。加上施工现场外界环境的变化也会让控制系统的各个参数信息最终偏离实际工作点的要求，由此加工出来的产品质量达不到规定的标准要求。模糊自适应整定PID操作控制算法在使用时能够有效解决锅炉过热蒸汽温度控制系统延迟性长、变通性差、性能难以控制的问题。

　　本文试验研究选择西门子S7-300LC型号的控制器，控制器温度采用干燥箱温度，在温度的流淌作用下会形成一种闭环控制系统。在应用温度控制模块PID控制器的基础上在其中引入过热蒸汽温度控制系统分析ppt了自适应的PID控制算法，在具体操作时能够根据干燥箱的实际应用情况来自动调节FB58的比例、积分参数、温度、湿度，从而能够达到理想的控制效果。

　　2.常规性PID控制器应用特点分析

　　常规PID的比例设定、积分、微分控制原理比较简单，使用操作比较简单，适合应用到各种类型的数字控制器，比如PLC控制器、单片机编程管理等，在使用时会呈现出良好的动态性特点和静态性特点，因而被人们广泛地应用到工业生产加工领域。但是从实际应用操作上来看，常规意义上的PID控制模式存在参数精准确定困难、对技术性人员要求高、参数确定后不好修改、应用适应能力差、无法在线控制等应用缺点。

　　3.模糊自适应PID控制器的基本设计分析

　　3.1模糊控制器

　　从以往的设计角度来看，传统意义上的控制器设计需要建立在对被控制对象的精准分析上，需要通过对一系列参数的分析打造出精准的数学分析模型，不然就很难实现预期控制目标，程序操作控制也比较困难。模糊控制器设计的根基是模糊数学理论技术和以往实践操作的经验总结，在设计时不需要提前过热蒸汽温度控制系统分析ppt了解被控制对象的模型情况，也不需要打造出精准的模型，应用前景广泛。模糊自适应PID控制器的设计包含以下3个部分：①模糊化处理。将设定好的数值和反馈数值差值x1和差值变化率x2进行模拟化综合分析，在经过一系列的分析之后得到模糊输入量X1和X2，打造出三角隶属的关系函数。②获取模糊输出量。根据以往的生产操作经验来打造出对应的控制表格，得到最终的模糊输出量U。③反模糊化处理。将模糊输出量U进行处理，在经过精准的处理之后得到输出量数值，实现对蒸汽阀门开关的控制。

　　3.2模糊自适应PID控制器

　　参数输入值=PID控制器参数初始设定数值+系数×模糊控制器输出数值。

　　4.仿真实验分析

　　4.1被控制对象的传递函数

　　模糊控制规则如表1~表3所示。

表1 Kp模糊控制规则表

表2 Ki模糊控制规则表

表3 Kd模糊控制规则表

　　4.2模拟自适应PID控制器和PID控制器仿真模拟分析

　　在所选择的西门子PLC可编程软件上打造出PC仿真系统，在这个仿真系统的作用下能够实现对软件模块和界面操作平台的仿真模拟分析，最终发现实际效果和实际应用相同。

　　经过对常规PID控制器和模糊自适应PID控制结果分析发现，和常规PID控制器相比，模拟自适应PID控制器的整体变化程度比较小，在使用的过程中达到了精准控制的要求，控制效果良好。

　　5.结语

　　传统PID控制系统的参数设定比较困难，在具体实施操作的时候设计者的经验很难被精准地描述出来。控制过程中各个信号量和评价指标也不容易被设定，因而很难建立起完善的对象模型。加上施工现场外界环境的变化也会让控制系统的各个参数信息最终偏离实际工作点的要求。因此，本文设计以西门子S7-300PLC为控制器，用PT100热电阻采集干燥箱温度，形成闭环控制系统。在西门子S7-300控制器中断模块中插入模糊自适应PID程序块和温度模块，假设中断时间为100ms，在实际运行中干燥箱温度波动区间基本设定在3℃的范围内，超过了10℃上下比例的控制范围。经过仿真及实用结果表明，模糊自适应PID控制器比常规PD控制器在干燥箱温度控制中具有更好的效果。

　　作者：郭峰

　　本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第22期

　　（转载请注明来源）