【正文】 制器都具備的兩種工作方式。因此在單回路控制系統(tǒng)中控制器的控制規(guī)律采用PI控制規(guī)律。適用于調(diào)節(jié)的場(chǎng)合有：容量滯后大、負(fù)荷變化不小、控制效果要求高的場(chǎng)合。比例積分微分控制規(guī)律的特征是：較其它兩種增加了微分作用，因此控制器的輸出不但和偏差的存在時(shí)間和大小有關(guān)，并且還和偏差的變化快慢成比例，所以對(duì)于系統(tǒng)小的容量滯后可以起到提前補(bǔ)償作用，而且可以改善積分作用引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定。通道滯后很小、負(fù)荷變化小、被控的變量不能有余差。它的應(yīng)用最為廣泛。比例積分控制規(guī)律的特征是：控制器的輸出信號(hào)不但和偏差的大小成一定比例，還和偏差有著一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。該控制器適合調(diào)節(jié)通道滯后很小、負(fù)荷變化小、控制要求低、被控量可以有一定余差的場(chǎng)合。三種控制規(guī)律中最基本的控制規(guī)律是比例控制規(guī)律，它可以獨(dú)立使用，也可以和其它規(guī)律結(jié)合使用。它可以很好的避免擾動(dòng)的影響，過渡時(shí)間快?？刂埔?guī)律的選擇：比例控制、比例積分控制、比例積分微分控制是控制器的三種最基本的控制規(guī)律。負(fù)責(zé)整個(gè)控制系統(tǒng)的“命令”，控制器的正確選擇，不僅可以對(duì)控制品質(zhì)進(jìn)行改善，而且能夠提高系統(tǒng)的控制品質(zhì)?？紤]到異常情況下的爆炸，壓力調(diào)節(jié)閥選擇氣閉式是合理的，倘若因壓力過高而致使事故的發(fā)生，壓力執(zhí)行器全開，以防因壓力過高而造成嚴(yán)重的不良后果[11]。此外，當(dāng)產(chǎn)品和原料發(fā)生結(jié)晶、易凝或聚合后，盡量防止控制閥因失去能源而造成嚴(yán)重的后果[10]。要考慮介質(zhì)的特性。若控制閥因處于無能源狀態(tài)（即氣閉閥變成全開，氣開閥變成全閉）變回其起始位置時(shí)，也要確保產(chǎn)品的質(zhì)量。換言之，控制器因故障而沒有輸出，氣源供氣停止，控制網(wǎng)的膜片因破裂而導(dǎo)致氣體外泄，若以上任一情況導(dǎo)致控制閥無法進(jìn)行正常的工作，因而導(dǎo)致氣閉閥變成全開，氣開閥變成全閉，也要保障人員和設(shè)備的安全，將發(fā)生事故的概率降到最低。第一，要考慮生產(chǎn)安全。就一個(gè)相對(duì)完整、具體的控制系統(tǒng)而言，具體的生產(chǎn)工藝決定了氣閉閥或者氣開閥的選擇。所以，就控制閥的選擇，一定要慎重?？刂葡到y(tǒng)的執(zhí)行部件就是控制閥，控制器發(fā)出的命令被控制閥接收并執(zhí)行。因其成本微小、結(jié)構(gòu)緊密，且流通能力大的特性被應(yīng)用在大流量、大口徑、低差壓，且存在懸浮物流體的場(chǎng)合，但泄漏量偏大是其缺點(diǎn)。煙道百葉窗擋板利用轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)達(dá)到控制流體流量的目的。出于考慮閥芯使用壽命長(zhǎng)久的考慮，高壓場(chǎng)合時(shí)調(diào)節(jié)閥使用側(cè)進(jìn)底出的方式會(huì)獲得良好的穩(wěn)定性。角形閥因其阻力小，流路簡(jiǎn)單，且閥體呈現(xiàn)直角形，所以常被用于高粘度、高差壓、有顆?；驊腋∥镂锪狭髁靠刂频膱?chǎng)合。隨著閥芯在閥體內(nèi)的位置發(fā)生變化，閥座和閥芯間的流通面積也發(fā)生了改變，也就是閥的阻力系數(shù)發(fā)生了變化，與此同時(shí)，被控介質(zhì)的流量也發(fā)生了改變，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝變量進(jìn)行調(diào)節(jié)的目標(biāo)。所以其結(jié)構(gòu)形式的選取不僅需要考慮流體的流動(dòng)狀態(tài)、被控介質(zhì)的特點(diǎn)、過程控制的要求和工藝要求，還需要考慮閥門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)性和合理性。本設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是屬于薄膜式的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?；钊胶捅∧な绞菤鈩?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩種形式，而薄膜式中最常見的就是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠直接對(duì)閥桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出行程偏小是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)[9]。來自電/氣轉(zhuǎn)換器的輸出氣壓信號(hào)被氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收，然后把它轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的推桿直線位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)。本設(shè)計(jì)之所以使用氣動(dòng)執(zhí)行器，是因?yàn)榻範(fàn)t煤氣極其容易燃燒、爆炸。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇不僅需要考慮以下幾點(diǎn)，包括經(jīng)濟(jì)效益、控制精度和現(xiàn)場(chǎng)狀況，還需要滿足介質(zhì)和能源的工藝要求。執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是產(chǎn)生位移或推力的裝置，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)就是可以對(duì)能量或物料輸送量直接進(jìn)行改變的裝置。 執(zhí)行器的選擇調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)由執(zhí)行器進(jìn)行接收，再經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)把它轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的直線位移或角位移，進(jìn)而對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行操作，將控制變量改變后，使控制參數(shù)滿足原先預(yù)想的要求。因?yàn)闋t膛壓力必須滿足5～20KPa的控制要求，而煤氣總管壓力范圍為30～150KPa以及空氣總管壓力范圍為20～130KPa。在此設(shè)計(jì)中，壓力變送器和彈簧管壓力表的組合對(duì)爐膛壓力進(jìn)行檢測(cè)，而彈簧管壓力表屬于指示型儀表的一種，不僅使用便捷、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且其測(cè)量范圍非常廣，可對(duì)低壓、微壓、中壓、高壓和負(fù)壓等進(jìn)行測(cè)量，由此可見其測(cè)量范圍之寬廣。波紋管、膜片和彈簧管是目前常用的壓力檢測(cè)彈性元件。彈性式壓力檢測(cè)是指壓力敏感元件的彈性元件將壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件位移的原理而進(jìn)行檢測(cè)的一種檢測(cè)方法。 爐膛壓力控制系統(tǒng)方框圖 壓力檢測(cè)元件的選擇壓力檢測(cè)的方法雖然有很多，但是按照轉(zhuǎn)換原理和敏感元件特性的不同，一般可將其分為四類，包括：彈性式壓力檢測(cè)、液柱式壓力檢測(cè)、活塞式壓力檢測(cè)和電氣式壓力檢測(cè)[7]。單回路控制系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)方案的控制策略，改變煙道窗口的大小，進(jìn)而控制煙囪的吸力和爐膛的壓力，而爐壓的檢測(cè)點(diǎn)的具體位置是在均熱段爐頂出料上方。任何低電壓開關(guān)發(fā)生動(dòng)作，都將會(huì)使煤氣主切斷閥進(jìn)行自動(dòng)關(guān)閉動(dòng)作，然后停爐，以保證加熱爐的安全。 煤氣壓力控制從安全方面著手，煤氣和空氣發(fā)生低壓現(xiàn)象，氣體壓力控制閥會(huì)有意外。當(dāng)設(shè)定值與反饋值出現(xiàn)偏差時(shí)，PID調(diào)節(jié)起作用，并確保在最短的時(shí)間內(nèi)使其達(dá)到最小。 加熱爐壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 助燃空氣壓力控制系統(tǒng)確保噴嘴正常工作的一個(gè)重要條件就是有效地控制燃燒空氣壓力的大小。下位機(jī)不時(shí)讀取現(xiàn)場(chǎng)過程變量及設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 加熱爐控制系統(tǒng)構(gòu)成加熱爐控制系統(tǒng)采用分級(jí)控制的結(jié)構(gòu)。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 加熱爐壓力控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3 加熱爐壓力控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 加熱爐壓力對(duì)生產(chǎn)的影響出于確保燃燒空氣和氣體壓力保持穩(wěn)定燃燒并順利進(jìn)行的考慮，必須控制煤氣壓力和空氣壓力。煤氣和空氣壓力的控制也都是單回路控制系統(tǒng)。通過控制煙道百葉窗的開度間接的控制爐膛壓力大小，這樣爐膛壓力的控制就得到了解決。而在生產(chǎn)過程控制中，使用最廣的一種生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)就是單回路控制系統(tǒng)[5]。就所有的反饋控制系統(tǒng)而言，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、最基本的控制系統(tǒng)就是單回路反饋控制系統(tǒng)，又名簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。通過以上操作即可滿足提量時(shí)先提空氣后燃料，降量時(shí)先將燃料后空氣的要求[4]。因燃料量根據(jù)命令減少，所以高選器HS選中了變送器測(cè)得的信號(hào)，此信號(hào)就是空氣流量控制器的設(shè)定值，發(fā)出降低空氣量的命令。而后，低選器選中溫度控制器，是因?yàn)殡S著系統(tǒng)內(nèi)的爐溫增高，其輸出減少。此過程中，以確保增加燃料為前提，增加空氣量，使其完全燃燒。上述結(jié)果導(dǎo)致了空氣的增加，它的變送器輸出就增大，隨之，空氣流量變送器的輸出也逐漸增加。由上可知，就高、低選擇器，HS和LS兩端的輸入信號(hào)，二者是平等的，此時(shí)這個(gè)系統(tǒng)就像非選擇性的級(jí)聯(lián)和比值控制二者組合的控制系統(tǒng)。 煤氣和空氣流量控制系統(tǒng)圖22顯示了系統(tǒng)的串級(jí)和比值控制系統(tǒng)的組合，爐內(nèi)溫度分別和空氣、煤氣流量形成的串級(jí)控制系統(tǒng)及空氣和煤氣的流量形成的比值控制系統(tǒng)進(jìn)行組合，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的串級(jí)和比值控制系統(tǒng)的組合中提到的功能主要是依靠高、低選擇器，即HS和LS。以上輸出又作為給定值，即空氣和煤氣控制器的給定值，從而實(shí)現(xiàn)空氣和煤氣流量的控制。 爐溫與流量串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖爐內(nèi)溫度控制，以改變煤氣和空氣的流量來實(shí)現(xiàn)其控制。因此，出于溫度控制要求的考慮，這個(gè)過程不僅需要燃料和空氣量成一定比例，當(dāng)溫度發(fā)生改變，增加和減少燃料和空氣的量將按特定的順序進(jìn)行，從而確保其合理性和可控性。為此，需設(shè)置如下主要檢測(cè)與控制系統(tǒng)：爐溫控制系統(tǒng)；煤氣和空氣流量控制系統(tǒng)；爐膛壓力控制系統(tǒng)；煤氣總管、空氣總管壓力控制系統(tǒng)。若經(jīng)處理后的鋼坯滿足一定的條件（即出鋼條件）且被傳輸?shù)匠隽祥T，卸料門將被打開，鋼坯被取出，經(jīng)出料輥道傳送到軋線軋制，進(jìn)而進(jìn)行下一步的裝料、加熱及出料。有許多方面的因素致使該控制系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行得到限制，比如硬件因素（執(zhí)行機(jī)構(gòu)、外部?jī)x表及爐子構(gòu)造），還有軟件因素（管理水平、控制模型），以上因素中的任何一個(gè)因素出現(xiàn)，都將導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)難以正常的運(yùn)行。據(jù)在中國對(duì)加熱爐進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的運(yùn)行結(jié)果的調(diào)查得知，此控制系統(tǒng)在我國取得的成果并沒有想象中的那么好，盡管一部分企業(yè)有相對(duì)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，但卻只局限于用它代替一般的儀表和PID調(diào)節(jié)，它附帶的許多完善的功能都沒有得到應(yīng)用，且控制效果與預(yù)期的設(shè)想相差甚大，效益相對(duì)也一般，實(shí)際運(yùn)行中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制結(jié)果不是很穩(wěn)定。和國外其他國家相比，盡管我國起步較晚，可我們的理論水平和國際先進(jìn)水平差距始終保持在較小范圍內(nèi)[2]。我國對(duì)軋鋼加熱爐計(jì)算機(jī)控制的廣泛應(yīng)用是在80年代初。在70年代的中后期，國際上最為活躍的首指一個(gè)新的控制策略的出現(xiàn)，即加熱爐數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用及不斷的改善和優(yōu)化。在目前廣泛地推廣的以工序節(jié)能為目的的熱送熱裝、連鑄連軋、直接軋制和低溫軋制等技術(shù)中,實(shí)現(xiàn)加熱爐的計(jì)算機(jī)控制對(duì)保證上述工藝的實(shí)施起著十分重要的作用。大量實(shí)驗(yàn)后，表明10號(hào)碳素鋼表面溫度由1200℃ 降到1050℃ ，相同的加熱時(shí)間，%。經(jīng)過理論計(jì)算，表明加熱最終鋼溫平均下降了50～100℃，也使燃耗下降了4%～8%。這種計(jì)算機(jī)控制與人工操作相比，化學(xué)不完全燃燒熱損失由原來的5%～15%降到1%以下；～，～，從而使排煙熱損失降低到12%～18%，%～%。優(yōu)化控制后的加熱爐可以保證工藝和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性,并能夠創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)構(gòu)一定的加熱爐的操作參數(shù)是影響爐子生產(chǎn)指標(biāo)的主要因素。 加熱爐自動(dòng)控制現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)加熱爐是軋鋼廠生產(chǎn)工序中必備的重要熱處理設(shè)備，也是生產(chǎn)工序中能耗最大的設(shè)備。加熱爐是軋鋼工業(yè)必備的熱處理設(shè)備。根據(jù)爐溫分布，爐膛沿長(zhǎng)度方向可分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段；進(jìn)料端爐溫比較低，所以為預(yù)熱段，預(yù)熱段作用在于利用爐氣熱量來提高爐子的熱效率。在冶金工業(yè)中，加熱爐習(xí)慣上指把金屬加熱到可軋制成鍛造溫度的工業(yè)爐，包含有室式加熱爐和連續(xù)加熱爐等[1]。加熱爐按熱源可分為感應(yīng)加熱爐、電阻加熱爐、燃料加熱爐、微波加熱爐等。s design and manufacturing, there will be a