CN114020073A - 基于加热炉pid上下限自适应的控制方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于加热炉PID上下限自适应的控制方法和***，包括：步骤1：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度进行比较得到差值；步骤2：根据差值的范围对加热炉温度PID上下限进行调节。本发明对加热炉实际炉温与设定炉温进行对比，得出实际炉温的超高、高、偏高、正常、偏低、低、超低七个判断结果，对应每个判断结果将PID上下限给予不同程度的补偿，让PID输出能快速跟随温度变化，有效满足当加热炉炉温变化较大时，能快速达到设定的加热炉温度。
Description
技术领域
本发明涉及加热炉燃烧控制技术领域，具体地，涉及一种基于加热炉PID上下限自适应的控制方法和***。
背景技术
加热炉是冶金行业的重要设备，其作用是对钢坯进行加热已到达后续轧制要求，加热炉炉温控制的好坏直接影响着钢坯的质量，因此对加热炉燃烧控制***的研究是非常有必要的。目前，加热炉燃烧控制已由原先人工手动控制转换成自动燃烧控制。自动燃烧控制主要是由温度、燃气、空气三个PID块组成的串级控制。其中温度PID的输出通过运算后作为燃气PID的设定值。故温度PID的输出影响着燃气的供给量，直接影响着炉温的变化。当加热炉炉温受外界因素影响发生较大变化，炉温与设定温度相差较大时，仅依靠温度PID自动调节难以达到工艺要求。
专利文献CN111983918A(申请号：CN202010904009.0)公开了一种基于改进型模糊Smith-PID的电加热炉温度控制方法。首先，通过温度传感器采集电加热炉的实际温度，并与给定值进行比较获得温度偏差量及偏差量的变化率；模糊推理出三个控制参数整定量，从而通过PID控制器计算出电加热炉的控制信号；在***中添加改进型Smith预估器进行预估补偿，并用九点控制法对Smith预估器反馈通道的滤波时间常数进行调节。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于加热炉PID上下限自适应的控制方法和***。
根据本发明提供的基于加热炉PID上下限自适应的控制方法，包括：
步骤1：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度进行比较得到差值△T；
步骤2：根据差值△T的范围对加热炉温度PID上下限进行调节。
优选的，当实际温度比设定温度高时，降低加热炉温度PID上限，上限最小为30，下限保持为0，公式如下：
HLM＝LMN-△T×K，HLM≥30，LLM＝0；
其中，HLM为加热炉温度PID上限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
优选的，当实际温度比设定温度低时，升高加热炉温度PID下限，下限最大为70，上限保持为100，公式如下：
LLM＝LMN-△T×K，LLM≤70，HLM＝100；
其中，LLM为加热炉温度PID下限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
优选的，当实际温度在预设范围内时，恢复加热炉温度PID上下限阀值；
加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；
加热炉温度PID上下限阀值调节只有在差值△T超出每段差值预设范围的上升沿瞬间触发一次，将处理过后得到的上下限用于加热炉温度PID，经过上下限自动调节后，加热炉温度PID的输出在调节后的上下限基础上变化以响应温度变化。
根据本发明提供的基于加热炉PID上下限自适应的控制***，包括：
模块M1：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度进行比较得到差值△T；
模块M2：根据差值△T的范围对加热炉温度PID上下限进行调节。
优选的，当实际温度比设定温度高时，降低加热炉温度PID上限，上限最小为30，下限保持为0，公式如下：
HLM＝LMN-△T×K，HLM≥30，LLM＝0；
其中，HLM为加热炉温度PID上限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
优选的，当实际温度比设定温度低时，升高加热炉温度PID下限，下限最大为70，上限保持为100，公式如下：
LLM＝LMN-△T×K，LLM≤70，HLM＝100；
其中，LLM为加热炉温度PID下限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
优选的，当实际温度在预设范围内时，恢复加热炉温度PID上下限阀值；
加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；
加热炉温度PID上下限阀值调节只有在差值△T超出每段差值预设范围的上升沿瞬间触发一次，将处理过后得到的上下限用于加热炉温度PID，经过上下限自动调节后，加热炉温度PID的输出在调节后的上下限基础上变化以响应温度变化。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明对加热炉实际炉温与设定炉温进行对比，得出实际炉温的超高、高、偏高、正常、偏低、低、超低七个判断结果，对应每个判断结果将PID上下限给予不同程度的补偿，让PID输出能快速跟随温度变化，有效满足当加热炉炉温变化较大时，能快速达到设定的加热炉温度；
(2)本发明通过在不同温差范围内对温度PID输出上下限自动调节，提高了炉温达到设定温度的响应时间，提高了钢坯的加热质量及加热温度的均热性，使钢坯加热质量更加稳定可靠。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为加热炉自动燃烧控制原理图；
图2为加入PID上下限调节后加热炉自动燃烧控制原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
如图1，是加热炉自动燃烧控制原理图：反馈温度与设定通过温度PID的输出值运算后作为煤气、空气PID的输入组成串级控制；
如图2，是加入PID上下限调节后加热炉自动燃烧控制原理图：通过反馈温度与设定通过温度差值对PID上下限进行调控，温度PID的输出值运算后作为煤气、空气PID的输入组成串级控制，能快速响应现场温度变化；
如下表，是本发明基于加热炉PID上下限自适应的控制方式的具体调节方式表，表中：HLM代表温度PID上限；LLM代表温度PID下限；LMN代表当前温度PID输出；△T代表实际温度与设定温度的差值；K1-K6分别代表超高、高、偏高、偏低、低、超低范围内的修正系数。
由于在加热炉实际温度与设定温度相差较大时，仅依靠温度PID自动输出进行调节会比较缓慢，因此需要对温度PID输出进行相应调整。具体方法如下：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度比较得到差值△T；根据△T的范围对温度PID上下限进行调节，以便能快速达到设定温度的要求。
当△T>5，△T>10，△T>15时：
HLM＝LMN-△T×K(HLM≥30)，LLM＝0；
降低温度PID上限，上限最小为30，下限保持为0；
当△T<-5，△T<-10，△T<-15时：
LLM＝LMN-△T×K(LLM≤70)，HLM＝100；
升高温度PID下限，下限最大为70，上限保持为100；
当-5≤△T≤5时；
HLM＝100，LLM＝0；
其中，△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
根据本发明提供的基于加热炉PID上下限自适应的控制***，包括：模块M1：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度进行比较得到差值△T；模块M2：根据差值△T的范围对加热炉温度PID上下限进行调节。
当实际温度比设定温度高时，降低加热炉温度PID上限，上限最小为30，下限保持为0，公式如下：HLM＝LMN-△T×K，HLM≥30，LLM＝0；
当实际温度比设定温度低时，升高加热炉温度PID下限，下限最大为70，上限保持为100，公式如下：LLM＝LMN-△T×K，LLM≤70，HLM＝100；
其中，HLM为加热炉温度PID上限；LLM为加热炉温度PID下限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
当实际温度在预设范围内时，恢复加热炉温度PID上下限阀值；加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；加热炉温度PID上下限阀值调节只有在差值△T超出每段差值预设范围的上升沿瞬间触发一次，将处理过后得到的上下限用于加热炉温度PID，经过上下限自动调节后，加热炉温度PID的输出在调节后的上下限基础上变化以响应温度变化。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的***、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种基于加热炉PID上下限自适应的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度进行比较得到差值△T；
步骤2：根据差值△T的范围对加热炉温度PID上下限进行调节。
2.根据权利要求1所述的基于加热炉PID上下限自适应的控制方法，其特征在于，当实际温度比设定温度高时，降低加热炉温度PID上限，上限最小为30，下限保持为0，公式如下：
HLM＝LMN-△T×K，HLM≥30，LLM＝0；
其中，HLM为加热炉温度PID上限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
3.根据权利要求1所述的基于加热炉PID上下限自适应的控制方法，其特征在于，当实际温度比设定温度低时，升高加热炉温度PID下限，下限最大为70，上限保持为100，公式如下：
LLM＝LMN-△T×K，LLM≤70，HLM＝100；
其中，LLM为加热炉温度PID下限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
4.根据权利要求1所述的基于加热炉PID上下限自适应的控制方法，其特征在于，当实际温度在预设范围内时，恢复加热炉温度PID上下限阀值；
加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；
加热炉温度PID上下限阀值调节只有在差值△T超出每段差值预设范围的上升沿瞬间触发一次，将处理过后得到的上下限用于加热炉温度PID，经过上下限自动调节后，加热炉温度PID的输出在调节后的上下限基础上变化以响应温度变化。
5.一种基于加热炉PID上下限自适应的控制***，其特征在于，包括：
模块M1：获取加热炉实际温度与设定温度，将加热炉实际温度与设定温度进行比较得到差值△T；
模块M2：根据差值△T的范围对加热炉温度PID上下限进行调节。
6.根据权利要求5所述的基于加热炉PID上下限自适应的控制***，其特征在于，当实际温度比设定温度高时，降低加热炉温度PID上限，上限最小为30，下限保持为0，公式如下：
HLM＝LMN-△T×K，HLM≥30，LLM＝0；
其中，HLM为加热炉温度PID上限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
7.根据权利要求5所述的基于加热炉PID上下限自适应的控制***，其特征在于，当实际温度比设定温度低时，升高加热炉温度PID下限，下限最大为70，上限保持为100，公式如下：
LLM＝LMN-△T×K，LLM≤70，HLM＝100；
其中，LLM为加热炉温度PID下限；LMN为当前加热炉温度PID输出；△T为实际温度与设定温度的差值；K为修正系数，在每段差值范围内取不同值。
8.根据权利要求5所述的基于加热炉PID上下限自适应的控制***，其特征在于，当实际温度在预设范围内时，恢复加热炉温度PID上下限阀值；
加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；
加热炉温度PID上下限阀值调节只有在差值△T超出每段差值预设范围的上升沿瞬间触发一次，将处理过后得到的上下限用于加热炉温度PID，经过上下限自动调节后，加热炉温度PID的输出在调节后的上下限基础上变化以响应温度变化。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116203830A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-06-02 | 广东石油化工学院 | 一种空气流量不受控型加热炉温度pid优化控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265012A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Shokuhin Sangyo Online Sensor Gijutsu Kenkyu Kumiai | 炉内温度制御装置 |
| CN104950666A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-30 | 西南石油大学 | 一种可提高pid控制速度和精度的方法 |
| CN109541942A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-29 | 苏州恩基热能科技有限公司 | 一种基于机器学习的锅炉燃料预测控制方法及*** |
| CN111158235A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-05-15 | 上海酷鹰机器人科技有限公司 | 一种基于改进型pid控制算法的温度控制方法及装置 |
| CN111886672A (zh) * | 2018-03-19 | 2020-11-03 | 日新电机株式会社 | 基板加热***以及基板处理装置 |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03265012A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Shokuhin Sangyo Online Sensor Gijutsu Kenkyu Kumiai | 炉内温度制御装置 |
| CN104950666A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-30 | 西南石油大学 | 一种可提高pid控制速度和精度的方法 |
| CN111886672A (zh) * | 2018-03-19 | 2020-11-03 | 日新电机株式会社 | 基板加热***以及基板处理装置 |
| CN109541942A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-29 | 苏州恩基热能科技有限公司 | 一种基于机器学习的锅炉燃料预测控制方法及*** |
| CN111158235A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-05-15 | 上海酷鹰机器人科技有限公司 | 一种基于改进型pid控制算法的温度控制方法及装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116203830A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-06-02 | 广东石油化工学院 | 一种空气流量不受控型加热炉温度pid优化控制方法 |
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