智能PID控制器在電廠熱工過程控制中的應用分析

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、單元機組負荷控制、磨煤機控制等幾方面，充分展示現智能PID控制器的優勢，旨在提升電廠熱工過程控制工作效率，促進企業可持續發展。

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展，很多企業生產中都實現自動化、智能化，電廠熱工過程控制中，智能PID控制器，將專家系統、模糊控制和神經網絡和傳統PID控制技術有效融合，加強熱工控制精準性，轉變傳統控制中鍋爐水位不穩和不準確等問題，智能PID的運用可以提升企業工作效率，促進電廠熱工過程控制的發展。

1 智能PID控制器的介紹

智能PID控制是將智能控制和傳統控制統一，主要指模糊控制、專家系統、傳統PID控制和神經網絡充分結合，將人工智能加入到傳統PID中，使電廠熱工工作中的控制比傳統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驗和知識，對設備工作中出現的誤差進行辨別，掌握控制設備工作過程中的特點，智能控制P、I、D數據，將其參數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，神經網絡和傳統PID控制器結合。神經網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網絡互相切換，最終找出最合理的P、I、D參數轉換信號。神經網絡和傳統PID的結合，主要使用函數映射能力在多種變量控制系統中運用。神經網絡PID控制設備有兩種，其中最重要的是單神經元模型構建PID控制設備，對神經元系統的輸入有誤差積累和誤差等，和PID中控制的積分、比例等各種權系數分別檢查。隨著控制對象和周邊環境的變化，技術人員要根據系統中學習算法法則，改變神經網絡控制權系數。神經網絡自適應PID控制設備主要對傳統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境發生變化，就可運用控制系統中的各種性能指標，更改神經網絡控制器中的參數。神經網絡和傳統PID的結合，提升設備工作中抗干擾能力，最終實現自動化控制。

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定，并且水位數據的顯示具有延遲性，經常會出現虛假水位情況。傳統的控制系統是利用建立數學模型，在PID中設置參數，這種形式不能改變鍋爐中水位系統控制缺陷，熱工機組運行過程中一旦發生突發情況，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，對鍋爐內水位數據進行調整。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已經具備良好的控制條件，可以實現熱工過程控制自動化，提高電廠生產效率。現在已經有很多電廠使用智能PID控制器控制鍋爐水位系統，逐漸促進PID控制技術的成熟。

2.2 過熱汽溫系統的控制

電廠內部熱工過程控制中，過熱汽溫系統工作變化會隨著控制器運行的狀態產生變化，過熱汽溫系統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、模糊控制和PID控制融合的形式，對過熱汽溫系統進行控制。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的干擾，加強機組控制系統的靈活性，實現零時間反應。一旦主汽溫偏差較小，專家系統就會根據情況自行調整，最終確定P、I、D參數，保證設備運行的穩定和控制器的精準性，適應現在電廠熱工過程控制的需求。

2.3 單元機組負荷控制系統

機組工作中，受單元機組負荷控制系統控制，該系統工作中有不確定性和時變性等特征，具有很多變量，所以專家系統難以建立適合的數學模型，如果運用傳統PID控制器，很難和設備融合，工作中效果不明顯。根據火電單元機組負荷控制系統控制設備的特征和神經元的特點，已經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元模型，經過實驗表明，將學習參數快速調整至平衡數值，加強控制力度。非模型和神經元等模糊控制法相融合，在單元繼續符合控制器中，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常處于延遲時間長、輸出大等特點，動態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穩定性和科學性。其中直吹式中速磨煤機運用神經網絡建立適應的輸出和輸入數據信息，運用預測控制技術實現對熱風和冷風的控制。模糊PID控制系統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，促進相關企業生產力的增加。

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.