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AI型PID调节器在氢氮自动配比系统中的应用

2011-10-11 09:40
铁马老言
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  前言

  随着现代工业的高速发展,气体设备逐渐应用到化工、电子、钢铁等行业中;传统的手动配气装置已经达不到后续用气的纯度、流量和压力等技术指标,灵活性显然也达不到用气的要求。自动配比装置应运而生,然而目前气体行业中使用控制方式也是传统的模糊控制方式,目前市场上多数的工业调节器满足不了配气系统中的精度要求。宇电公司的AI人工智能工业调节器在氢氮自动配比系统中的应用是气体行业自动控制实现的少有的成功案例。AI型人工智能工业调节器的输入采用数字校正系统,内置常用热电偶和热电阻非线形校正表格,测量精度高达0.2级;采用先进的模块化结构,提供丰富的输出规格;关键是采用了先进的自整定PID算法。

  采用自整定PID控制方式的理论依据

  目前的大多数工业控制回路中采用的各种形式的PID控制算法。PID即是Proportion(比例)、Intergral(积分)和Differential(微分)的简称,PID的控制规律即是指控制器的输出信号是由输入偏差按比例、积分和微分的数字关系组合成的函数。PID的控制规律形式如下所示:

  u(k)=kp[e(k)++TD]

  其中kp为比例系数;T1为积分时间常数;TD为微分时间常数;u(k)为采样时刻k时的输出值;e(k)为采样k的偏差值;e(k-1)为采样时刻k-1时的偏差值。

  PID调节是比例调节、积分调节和微分调节三种作用的综合,它的比例作用能使偏差较快地得到校正;积分作用能最终消除余差,而微分作用在有偏差时出现时,能立刻产生幅度的校正偏差的作用,从而缩短了调节时间,提高了调节效率和精度。尽管普通的PID调节相对手动调节和位式调节其精度已有明显的提高,波动已大大减少,但普通PID控制不适用于大时间滞后的控制对象以及参数变化较大的控制对象。自整定PID控制方式是在普通PID控制方式的基础上发展而来的,其根据滞后时间和偏差大小选择P、I、D值并有效地使用PI、PD或PID控制,这种方式有效地缩短了滞后时间和提高精度。

  AI型调节器在应用中的工作过程和操作过程

  ⑴氢氮自动配比系统概述

  氢氮自动配比系统的结构由N2管道、3H2+N2管道、混合罐、截止阀、流量计、压力表、器分析仪、电动阀门、PID调节器和电控系统组成。系统工艺流程图如图1所示。

  图1

 

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