[發明專利]一種電石爐爐壓自適應PID控制方法

在審

• 申請號: 202211295519.8
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115598964A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 康朔;張帥杰;臧春華;臧博豐;蘇寶玉;孔慶儒;馬傳山;孟慶鑫;陳香歸
• 申請（專利權）人: 沈陽華控科技發展有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 沈陽新科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21117
• 代理人: 鄒琳

1.一種電石爐爐壓自適應PID控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S01：建立凈氣風機頻率(JQ_MV)與爐壓(LY_PV)數學模型：

穩定運行工況、爐壓小幅度突變工況、爐壓中等幅度突變工況、爐壓大幅度突變工況下JQ_MV與LY_PV的數學模型，即傳遞函數模型

代表模型的增益，

θ：施加ΔMV時刻至PV值開始有響應時刻所用時間，代表時間滯后。

T:PV值開始響應時刻至PV值為(PV1+0.632*ΔPV)所用時間，代表模型的時間常數。

e^-θs整體表征模型的滯后項。

s為系統時域狀態下的傳遞函數標志區別于離散型傳遞函數；

步驟S02：凈氣風機及粗氣風機參數設計：包括建立凈氣風機及粗氣風機頻率之間的差值；凈氣風機頻率步幅限制、頻率調節區間限制、頻率調節上、下限限制；

步驟S03：依據步驟S01設計自適應PID控制器；

步驟S04：凈氣風機頻率穩態工作點修正。

2.根據權利要求1所述的一種電石爐爐壓自適應PID控制方法，其特征在于，所述步驟S01包括如下步驟：

S101：DCS采集數據預處理；

對DCS系統采集的爐壓(LY_PV)、凈氣風機頻率(JQ_MV)進行缺失值插值法處理，缺失值插值利用歷史數據(process_value(k-2),process_value(k-1),[缺失值],process_value(k+1))進行插值：

Case1：過程值同向增或同向減

Case2：過程值震蕩

sample_t為采樣時間；

S102：數學模型提??；

對步驟S101處理后的數據依據工況特性進行分類，分為穩定運行工況、爐壓小幅度突變工況、爐壓中等幅度突變工況、爐壓大幅度突變工況；對4種工況分別建立傳遞函數數學模型：

θ：施加ΔMV時刻至PV值開始有響應時刻所用時間；

T:PV值開始響應時刻至PV值為(PV1+0.632*ΔPV)所用時間。

3.根據權利要求1所述的一種電石爐爐壓自適應PID控制方法，其特征在于，所述步驟S02包括如下步驟：

S201：凈氣風機及粗氣風機頻率差設定；

以凈氣風機頻率為第一操縱變量，粗氣風機頻率跟隨凈氣風機頻率為第二操縱變量，當要求兩個風機頻率存在差值時，建立凈氣風機及粗氣風機頻率之間的差值ΔCQ_JQ_MV；

S202：凈氣風機頻率步幅限制；

步幅限制參數設定為：stride_lim，依據單位時間內風機頻率爬升曲線的最大變化值(ΔUnit_JQ_MV)計算步幅限制：ΔUnit_JQ_MV＝stride_lim，

ΔUnit_JQ_MV＝max[MV(k)-MV(k-1)]；其中k為當前時刻，k-1為上一時刻；

S203：凈氣風機頻率調節區間限制；

確定風機頻率基于當前頻率調節的最大增量ΔMAX_JQ_MV，適配于爐壓突變工況，為凈氣風機頻率調節區間，JQ_MV_LIM＝50。

S204：凈氣風機頻率調節上、下限限制；

風機最高負荷頻率限制為：JQ_MV_UPLIM，風機最低負荷頻率限制為：JQ_MV_DWLIM，JQ_MV_UPLIM＝45，JQ_MV_DWLIM＝0。