- APm(t);由人工設(shè)定PID控制器的目標設(shè)定值Spm，而Pm為PID 控制器的顯示值，PLC控制系統(tǒng)將A Pm及Epm進行模糊化處理，并執(zhí)行PID參數(shù)模糊自整 定程序，計算得到PID參數(shù)。
[0041] PID參數(shù)模糊自整定是找出PID三個參數(shù)比例系數(shù)kp、積分作用系數(shù)h、積分作用 系數(shù)匕與Pm的時間變化APm和時間變化率Epm之間的模糊關(guān)系，在運行中通過不斷檢測 A Pm和Epm，利用模糊規(guī)則進行模糊推理，查詢模糊矩陣表來對三個參數(shù)進行在線修改，以 滿足不同A Pm和Epm時對控制參數(shù)的不同要求，而使被控對象有良好的動、靜態(tài)性能。
[0042] 那么PID參數(shù)必須考慮到在不同時刻三個參數(shù)的作用及相互之間的關(guān)系。定義 八卩!!1和￡口111和輸出語言變量9(即<、1^和1〇的模糊子集均為{他，匪，吧，20，？3，？1^8}， 子集中的元素分別代表負大，負中，負小，零，正小，正中，正大。
[0043] 如表1~3所示，根據(jù)人工的技術(shù)知識和實際操作經(jīng)驗，建立合適的模糊規(guī)則表， 得到針對k p、kjP k d三個參數(shù)的模糊控制表。
[0044] 表1 kp的模糊規(guī)則表
[0045]
[0046] 表2 ki的模糊規(guī)則表
[0047]
[0048] 表3 kd的模糊規(guī)則表
[0049]
[0050] 上述模糊規(guī)則表均包含49條模糊規(guī)則，各個模糊語句之間是或的關(guān)系，由第一條 語句所確定的控制規(guī)則可以計算出控制量A。同理，可以由其余各條語句分別求出控制量 q 2，…，q49,生成控制量的模糊集合q，可表示為：q =化+七+…+如。
[0051] 根據(jù)上式的思路，就可將控制量由模糊量變?yōu)榫_量。為了獲得準確的控制量，采 用加權(quán)平均去模糊的方法，針對論域中的每個元素（i = 1，2,…，n)，以它作為待判決輸出 模糊集合的隸屬度y (i)的加權(quán)系數(shù)，即取乘積Xly (i)，再計算該乘積和對于 隸屬度和的平均值Xn，S
P均值xn便是加權(quán)平均法為模糊集合求得的判決 結(jié)果，從而得到相應(yīng)的Akp、AkjP Akd，然后代入式kp= k' p+A kp, k；= kr i+Ak；, kp =k' p+Akp(k' p、k' i、k'為是上一時刻的PID參數(shù)）計算。
[0052] S4、將步驟S3計算得到的PID參數(shù)代入PID控制器，PID控制器計算后將PID參 數(shù)的輸出值MV傳送給關(guān)聯(lián)運算控制器。
[0053] 流程二：1#隔離段放散閥修正系數(shù)的求解過程，此過程由關(guān)聯(lián)運算控制器完成。
[0054] 為了避免因隔離段爐氣爐壓過低而啟動氮氣保護程序，進而破壞爐內(nèi)壓力及氣氛 分布，需要在放散閥進行模糊PID調(diào)節(jié)的同時，根據(jù)隔離段爐氣爐壓波動狀況對放散閥開 度進行修正。
[0055] 硅鋼連續(xù)退火爐常常擁有3段及以上的隔離段，用以隔離出多種爐段氣氛，而相 鄰隔離段間共享同一爐區(qū)，導致相鄰隔離段的爐壓調(diào)節(jié)作用相互影響，如果它們的調(diào)節(jié)不 同步，就會產(chǎn)生嚴重的負面作用，影響退火爐的整體調(diào)節(jié)，所以隔離段爐氣爐壓控制除各隔 離段自身完成控制外，還需要實現(xiàn)相鄰隔離段間的配合。
[0056] 如圖2所示，以1#隔離段為例，1#隔離段周邊與2#隔離段相鄰，所以2#隔離段的 爐壓調(diào)節(jié)必定影響著1#隔離段的調(diào)節(jié)，所以在利用隔離段爐氣爐壓波動狀況對放散閥開 度進行修正的時候，除考慮1#隔離段自身爐壓波動外，還要考慮2#隔離段爐氣爐壓波動。
[0057] S5、計算1#隔離段爐氣爐壓P12與1#報警設(shè)定值SV1的差值與隔離段爐氣爐壓 最大量程P12max的占比AP1，即6
[0058] 對于隔離段放散閥修正系數(shù)，本實施例中經(jīng)過實踐總結(jié)，提供一種類正態(tài)分布函 數(shù)：
[0059] f (x) = exp[-Ji (x-y)2] (1)
[0060] 由人工根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定期望值^，且^￡(〇，1)^￡[0，10，將么？1代入函數(shù)（1) 的x中，求得的f(x)即為1#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K12。
[0061] S6、按步驟S5同理，計算2#隔離段爐氣爐壓P23與2#報警設(shè)定值SV2的差值與 隔離段爐氣爐壓最大量程P23max的占比AP2,即Z
[0062] 將AP2代入函數(shù)⑴中的x中，求得的f(x)即為2#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K23。
[0063] S7、根據(jù)步驟S5~S6得到的K12、K23,設(shè)定1#隔離段放散閥修正系數(shù)為J12,根 據(jù)1#隔離段放散閥修正系數(shù)J12大小受到1#隔離段正態(tài)系數(shù)K12和2#隔離段正態(tài)系數(shù) K23影響，計算1#隔離段放散閥修正系數(shù)J12 = K12XK23。
[0064] S8、根據(jù)步驟S4得到的模糊PID控制器輸出MV和步驟S7得到的1#隔離段放散 閥修正系數(shù)J12,通過關(guān)聯(lián)運算控制器計算1#隔離段放散閥輸出開度MV12 = J12XMV，并 將MV12計算結(jié)果賦給1#隔離段放散閥用以調(diào)節(jié)隔離段爐氣爐壓。
[0065] 如圖2、圖3所示，上述流程是以1#隔離段爐氣爐壓控制為例來介紹，對于其他隔 離段，其控制方法是一樣的。但對于2#隔離段爐氣爐壓控制，由于2#隔離段左臨1#隔離 段，右臨3#隔離段，其爐壓控制受1#及3#影響，所以其放散閥修正系數(shù)應(yīng)是1#、2#及3# 隔離段正態(tài)系數(shù)的乘積。
【主權(quán)項】
1. 一種用于硅鋼連續(xù)退火爐隔離段爐壓控制的方法，其特征在于：該隔離段由1#隔離 擋板、2#隔離擋板、放散管、放散調(diào)節(jié)閥及放散隔離擋板組成，控制方法包括如下步驟： 51、 壓力變送器測量1#爐區(qū)爐壓P01、2#爐區(qū)爐壓P02及1#隔離段爐氣爐壓P12,并將 各壓力數(shù)據(jù)P01、P02和P12傳送至PLC控制系統(tǒng)； 52、PLC控制系統(tǒng)從獲取的1#爐區(qū)爐壓POl、2#爐區(qū)爐壓P02中選取最小的那個值作 為Pmin;計算Pmin與1#隔離段爐氣爐壓P12差值，作為Pm; 53、 考慮PLC控制系統(tǒng)的掃描時間以及爐區(qū)爐壓波動的變化速率，設(shè)定Pm的時間周 期t，計算Pm的時間變化APm=Pm(t+1) -Pm(t)，以及時間變化率Epm=APm(t+l) -APm⑴；由人工設(shè)定PID控制器的目標設(shè)定值Spm，而Pm為PID控制器的顯示值，PLC控 制系統(tǒng)將APm及Epm進行模糊化處理，并執(zhí)行PID參數(shù)模糊自整定程序，計算得到PID參 數(shù)； 54、 將步驟S3計算得到的PID參數(shù)代入PID控制器，PID控制器計算后將其輸出值MV 傳送給關(guān)聯(lián)運算控制器； 55、 計算1#隔離段爐氣爐壓P12與1#報警設(shè)定值SVl的差值與隔離段爐氣爐壓最大1#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K12與占比APl滿足下式類正態(tài)分布函數(shù)的關(guān)系： K12 = exp [_ JT ( A Pl-y )2] (1) 式中，y為期望值、由人工根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定，且y G (〇，1)，API G [〇, y]; 將占比API代入公式（1)中，求得1#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K12; 56、 按步驟S5同理，求得2#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K23,具體如下： 計算2#隔離段爐氣爐壓P23與2#報警設(shè)定值SV2的差值與隔離段爐氣爐壓最大量程2#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K23與占比AP2滿足下式類正態(tài)分布函數(shù)的關(guān)系： K23 =exp[-Jr(AP2-y)2] (2) 式中，y為期望值、由人工根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定，且y G (〇，1)，AP2 G [〇, y]; 將占比AP2代入公式（2)中，求得2#隔離段放散閥正態(tài)系數(shù)K23; 57、 根據(jù)步驟S5~S6得到的K12、K23,設(shè)定1#隔離段放散閥修正系數(shù)為J12,根據(jù)1# 隔離段放散閥修正系數(shù)J12大小受到1#隔離段正態(tài)系數(shù)K12和2#隔離段正態(tài)系數(shù)K23影 響，計算1#隔離段放散閥修正系數(shù)J12 =K12XK23 ; 58、 根據(jù)步驟S4得到的模糊PID控制器輸出MV和步驟S7得到的1#隔離段放散閥修正 系數(shù)J12,通過關(guān)聯(lián)運算控制器計算1#隔離段放散閥輸出開度MV12 =J12XMV，并將MV12 計算結(jié)果賦給1#隔離段放散閥用以調(diào)節(jié)隔離段爐氣爐壓。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于硅鋼連續(xù)退火爐隔離段爐氣爐壓控制的方法，其特征在 于：計算其他隔離段放散閥修正系數(shù)時考慮相鄰兩側(cè)隔離段正態(tài)系數(shù)的影響，與步驟S5~ S7同理，2#放散閥修正系數(shù)為1#隔離段正態(tài)系數(shù)K12、2#隔離段正態(tài)系數(shù)K23及3#隔離 段正態(tài)系數(shù)K34的乘積，其他放散閥修正系數(shù)以此類推。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于硅鋼連續(xù)退火爐隔離段爐壓控制的方法，通過壓力變送器測量1#爐區(qū)爐壓P01、2#爐區(qū)爐壓P02及1#隔離段爐氣爐壓P12送至PLC控制系統(tǒng)；PLC控制系統(tǒng)執(zhí)行PID參數(shù)模糊自整定程序，計算得到PID參數(shù)，進而由PID控制器輸出MV，并傳送給關(guān)聯(lián)運算控制器；同時PLC控制系統(tǒng)還根據(jù)類正態(tài)分布函數(shù)獲得1#隔離段放散閥修正系數(shù)J12，最后通過關(guān)聯(lián)運算控制器計算1#隔離段放散閥輸出開度MV12＝J12×MV，并將MV12計算結(jié)果賦給1#隔離段放散閥用以調(diào)節(jié)隔離段爐氣爐壓。本發(fā)明在確保隔離段氣流隔離作用及隔離段微正壓狀態(tài)的情況下，減少啟動氮氣保護程序的頻率用以減少對爐內(nèi)壓力及氣氛的干擾。
【IPC分類】C21D1/26, C21D11/00, C21D9/56
【公開號】CN105132668
【申請?zhí)枴緾N201510683736
【發(fā)明人】張凱
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月20日