新型鍋爐智能PID控制系統的設計分析

馮潔 空軍軍醫大學第一附屬醫院院務處營房組

新型鍋爐智能PID控制系統可以實現對鍋爐運作各個過程的智能控制，比如再熱汽溫、汽包水位、爐膛負壓等，除此之外，還可以實施自動檢測、實時控制，是一種控制力較強的系統。新型鍋爐智能PID控制系統主要是以漢字方式呈現，并且在各個操作環節中會有相應的提示，能夠實時記錄24小時運行情況。而在軟件設計中，以模塊化結構為主，滿足了不同用戶的不同需求，通過常規PID控制與智能控制相互融合的方式，最終形成智能PID控制，再加上抗干擾模塊，可以在很大程度上提高了系統的抗干擾能力。

一、新型鍋爐智能PID控制系統硬件組成

圖1 系統原理圖

如（圖1）所示，當鍋爐水位計、流量計、溫度傳感器等儀表發出信號后，測試模塊會進行接收，由于A/D轉換器對電壓信號有一定要求，所以，測試模塊會將接收到的信號轉化為0到lOV的電壓信號，而后傳送到A/D轉換器中。接著A/D轉換板為了滿足隔離模擬量需求，會運用高速線性光電耦合器[1]。

對于輸入信息號的分析、處理過程，主要運用了89C51單片機。當信號被處理后，借助D/A轉換實現信號的接受，并進行轉換，得到0到lOV的模擬電壓信號，而后借助LM324作用，將其放大到0到24V DC，最終傳輸到控制模塊中。在此基礎上，結合輸出的控制信號，控制系統執行相應工作，同時發出聲光報警。在這一操作過程中，處理過的信息會在液晶顯示器中反復顯示，并著重突出重要參數曲線，可以根據操作人員需求，打印生產指標報表。

二、新型鍋爐智能PID控制系統軟件設計

對于新型鍋爐智能PID控制系統軟件設計部分，主要是以模塊化結構為主，這樣可以促使系統功能形成隨意組合，有利于實際使用。其中包含了初始化管理程序、定時中斷服務程序、時鐘管理程序等。

中斷服務程序，主要包含了報警模塊、控制算法模塊等。在新型鍋爐智能PID控制系統中，在常規PID控制基礎上，結合智能控制，實現對參數的控制，形成智能PID控制，此種方式非常有利于控制平穩性、準確性的提升。

在智能控制中，模糊控制作為其中重要方式，可以在計算機融合專家經驗、推理，促使計算機形成人的思維，進而實現有效控制。對于工業鍋爐工作系統而言，其本身就屬于非線性的復雜系統，所以，在調節各變量時，可以充分使用模糊控制。PID控制以及模糊控制相互融合作用下，可以在很大程度上提升系統靈活性、促使其更好的適應各種環境， 進而有效提升PID控制精準度。在新型鍋爐智能PID控制系統中，主要通過改變煙氣擋板位置、噴水減溫的方式實現對再熱汽溫的控制。設再熱汽溫偏差為，的數值較大時，可以借助判斷器判斷，實施模糊控制；當小時，運用PID控制器。

（一）模糊控制

（二）智能PID控制

在該結構中，具備性能評價功能，主要目的是可以及時掌握智能控制器性能情況，并實時修正參數。而對于逆對象增量模型，主要是上傳修正值△U，促使系統性能評價結果得到控制。

三、新型鍋爐智能PID控制系統抗干擾措施

在新型鍋爐智能PID控制系統中，為保證該控制系統不受環境影響保證正常運行，設計了一系列抗干擾措施。比如，可以選擇絕對跳轉指令運用子程序和程序塊銜接處；將空操作指令插入到程序中。而在硬件方面：選擇開關電源作為主機電源；在輸入與輸出方式上運用光電隔離措施；合理配置接地系統，以此來避免出現共態干擾。除此之外，可以充分運用“看門狗”電路，促使單片機在實際運作過程中，如果遭受強干擾，可以立即恢復工作，保證系統運行安全性、可靠性。

四、結語

總而言之，通過新型鍋爐智能PID控制系統的運用，可以實現對鍋爐生產過程的智能控制。能夠在很大程度上幫助鍋爐操作人員提升工作成效，結合實際需求，隨時對生產過程進行在線干預。在實踐運行、調試過程中，充分體現新型鍋爐智能PID控制系統設計合理，突顯出較高的可靠性，同時在維護維修方面也非常方便，具有較強適應性，可以滿足不同環境下的使用，值得推廣使用。