李昌盛

摘 要：本文介紹了智能PID控制器的含義，并重點闡述了在電廠熱工過程控制中的運用策略，通過控制鍋爐水位、過熱汽溫系統(tǒng)、單元機組負荷控制、磨煤機控制等幾方面，充分展示現(xiàn)智能PID控制器的優(yōu)勢，旨在提升電廠熱工過程控制工作效率，促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：智能PID控制器；電廠；熱工過程控制；應用分析

近幾年，我國計算機技術快速發(fā)展，很多企業(yè)生產(chǎn)中都實現(xiàn)自動化、智能化，電廠熱工過程控制中，智能PID控制器，將專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡和傳統(tǒng)PID控制技術有效融合，加強熱工控制精準性，轉變傳統(tǒng)控制中鍋爐水位不穩(wěn)和不準確等問題，智能PID的運用可以提升企業(yè)工作效率，促進電廠熱工過程控制的發(fā)展。

1 智能PID控制器的介紹

智能PID控制是將智能控制和傳統(tǒng)控制統(tǒng)一，主要指模糊控制、專家系統(tǒng)、傳統(tǒng)PID控制和神經(jīng)網(wǎng)絡充分結合，將人工智能加入到傳統(tǒng)PID中，使電廠熱工工作中的控制比傳統(tǒng)控制更加便捷和科學。首先，專家PID控制是利用多名專家的經(jīng)驗和知識，對設備工作中出現(xiàn)的誤差進行辨別，掌握控制設備工作過程中的特點，智能控制P、I、D數(shù)據(jù)，將其參數(shù)調整到最佳工作曲線。其次，模糊PID控制器。運用知識庫中模糊推理的作用，計算出控制信號，該控制器和傳統(tǒng)PID控制器有同樣的結構，利用先輸入后輸出原則，另外非線性特點也一樣。模糊PID控制器主要包括PD控制器和PI控制器等，每種控制器都有不同的輸入和輸出形式。最后，神經(jīng)網(wǎng)絡和傳統(tǒng)PID控制器結合。神經(jīng)網(wǎng)絡主要是對控制信號不斷進行調試，不同的信號之間可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡互相切換，最終找出最合理的P、I、D參數(shù)轉換信號。神經(jīng)網(wǎng)絡和傳統(tǒng)PID的結合，主要使用函數(shù)映射能力在多種變量控制系統(tǒng)中運用。神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制設備有兩種，其中最重要的是單神經(jīng)元模型構建PID控制設備，對神經(jīng)元系統(tǒng)的輸入有誤差積累和誤差等，和PID中控制的積分、比例等各種權系數(shù)分別檢查。隨著控制對象和周邊環(huán)境的變化，技術人員要根據(jù)系統(tǒng)中學習算法法則，改變神經(jīng)網(wǎng)絡控制權系數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡自適應PID控制設備主要對傳統(tǒng)PID進行設置，和預測控制共同使用，提升設備適應能力，電廠熱工過程中一旦控制設備和環(huán)境發(fā)生變化，就可運用控制系統(tǒng)中的各種性能指標，更改神經(jīng)網(wǎng)絡控制器中的參數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡和傳統(tǒng)PID的結合，提升設備工作中抗干擾能力，最終實現(xiàn)自動化控制。

2 智能PID控制器在電廠熱工過程控制中的應用分析

2.1 鍋爐水位系統(tǒng)的控制

電廠熱工過程控制中，鍋爐水位控制很重要，工作中水位運行不穩(wěn)定，并且水位數(shù)據(jù)的顯示具有延遲性，經(jīng)常會出現(xiàn)虛假水位情況。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是利用建立數(shù)學模型，在PID中設置參數(shù)，這種形式不能改變鍋爐中水位系統(tǒng)控制缺陷，熱工機組運行過程中一旦發(fā)生突發(fā)情況，很難及時調整，不能得到良好的控制。智能PID控制器在此處的運用，和模糊控制結合，對鍋爐內水位數(shù)據(jù)進行調整。我國目前對智能PID控制器的研究處于理論和試驗過程，還沒有大量投入使用。利用對理論和仿真實驗表明，我國智能PID已經(jīng)具備良好的控制條件，可以實現(xiàn)熱工過程控制自動化，提高電廠生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多電廠使用智能PID控制器控制鍋爐水位系統(tǒng)，逐漸促進PID控制技術的成熟。

2.2 過熱汽溫系統(tǒng)的控制

電廠內部熱工過程控制中，過熱汽溫系統(tǒng)工作變化會隨著控制器運行的狀態(tài)產(chǎn)生變化，過熱汽溫系統(tǒng)工作中有時間滯后性和慣性的特點，控制器的幫助下可以對過熱汽溫系統(tǒng)進行良好的控制，另外還可使PID控制器適合機組運轉，可運用專家系統(tǒng)、模糊控制和PID控制融合的形式，對過熱汽溫系統(tǒng)進行控制。工作中一旦主汽溫偏差較大，控制器會結合設備運轉情況進行科學調整，其中可運用模糊控制降低其他因素對過熱汽溫系統(tǒng)的干擾，加強機組控制系統(tǒng)的靈活性，實現(xiàn)零時間反應。一旦主汽溫偏差較小，專家系統(tǒng)就會根據(jù)情況自行調整，最終確定P、I、D參數(shù)，保證設備運行的穩(wěn)定和控制器的精準性，適應現(xiàn)在電廠熱工過程控制的需求。

2.3 單元機組負荷控制系統(tǒng)

機組工作中，受單元機組負荷控制系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)工作中有不確定性和時變性等特征，具有很多變量，所以專家系統(tǒng)難以建立適合的數(shù)學模型，如果運用傳統(tǒng)PID控制器，很難和設備融合，工作中效果不明顯。根據(jù)火電單元機組負荷控制系統(tǒng)控制設備的特征和神經(jīng)元的特點，已經(jīng)設計出更適合的控制器，如機跟爐和爐跟機。這兩種控制器都能很好的融合神經(jīng)元模型，經(jīng)過實驗表明，將學習參數(shù)快速調整至平衡數(shù)值，加強控制力度。非模型和神經(jīng)元等模糊控制法相融合，在單元繼續(xù)符合控制器中，加強對設備控制的適應。

2.4 磨煤機控制

電廠熱工過程中磨煤機經(jīng)常處于延遲時間長、輸出大等特點，動態(tài)特點隨工作情況有不同的變化。智能PID的運用可以有效的提升磨煤機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和科學性。其中直吹式中速磨煤機運用神經(jīng)網(wǎng)絡建立適應的輸出和輸入數(shù)據(jù)信息，運用預測控制技術實現(xiàn)對熱風和冷風的控制。模糊PID控制系統(tǒng)可以減小測量誤差和降低小開度時風擋板漏風等情況。

3 結論

隨著科技的發(fā)展，電廠熱工過程控制中逐漸變得自動化和智能化，智能PID的運用提升了控制的精準度，控制技術逐漸完善，運用范圍不斷加大。根據(jù)控制機組的特點，智能PID控制器可以對設備準確控制，我國應該加大科研力度，加深對智能PID控制器的研究和生產(chǎn)，促進相關企業(yè)生產(chǎn)力的增加。

參考文獻：

[1]趙鑫.電廠熱工過程控制中智能PID控制器的應用研究[J].民營科技，2018（09）：62.