基于加热炉PID上下限自适应的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于加热炉PID上下限自适应的控制方法和系统，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。本发明专利技术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。达到设定的加热炉温度。达到设定的加热炉温度。

【技术实现步骤摘要】
基于加热炉PID上下限自适应的控制方法和系统


[0001]本专利技术涉及加热炉燃烧控制
，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系统。

技术介绍

[0002]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系统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。
[0003]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；在系统中添加改进型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。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术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系统。
[0005]根据本专利技术提供的基于加热炉PID上下限自适应的控制方法，包括：
[0006]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；
[0007]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。
[0008]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：
[0009]HLM＝LMN
‑△
T
×
K，HLM≥30，LLM＝0；
[0010]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。
[0011]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：
[0012]LLM＝LMN
‑△
T
×
K，LLM≤70，HLM＝100；
[0013]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。
[0014]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；
[0015]加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；
[0016]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。
[0017]根据本专利技术提供的基于加热炉PID上下限自适应的控制系统，包括：
[0018]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；
[0019]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。
[0020]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：
[0021]HLM＝LMN
‑△
T
×
K，HLM≥30，LLM＝0；
[0022]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。
[0023]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：
[0024]LLM＝LMN
‑△
T
×
K，LLM≤70，HLM＝100；
[0025]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。
[0026]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；
[0027]加热炉温度PID上限HLM＝100，加热炉温度PID下限LLM＝0；
[0028]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。
[0029]根据本专利技术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。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0031](1)本专利技术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；
[0032](2)本专利技术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
[0033]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，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0034]图1为加热炉自动燃烧控制原理图；
[0035]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
[0036]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0037]实施例：
[0038]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；
[0039]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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系统，其特征在于，包括：模块M1：获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，
申请(专利权)人：上海策立工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：