[发明专利]一种DCS对电加热器的线性控制方法

说明书

本发明公开了一种DCS对电加热器的线性控制方法。为了克服现有技术对电加热器的控制具有大时滞性，难以达到预期的控制效果的问题；本发明包括以下步骤：S1：温度传感器采集现场的温度，将采集到的温度信息传输到PID控制模块；S2：PID控制模块经过PID控制运算后输出操纵变量MV；操纵变量MV作为输入值输入给FUNC‑VAR函数模块；FUNC‑VAR函数模块运算后输出一个与输入呈线性的控制量；S3：FUNC‑VAR输出的控制量控制电加热器开度，进行加热工作。通过在PID环节后增加FUNC‑VAR函数模块，使得PID操作变量MV的变化速率适应理论的操作变量MV‑电加热器开度曲线变化，使得控制具有更好的线性控制精度，控制更加可靠，解决了电加热器的时滞性问题。

技术领域

本发明涉及一种电加热器控制领域，尤其涉及一种DCS对电加热器的线性控制方法。

背景技术

电加热器是将电能转换为热能的过程。是工业生产中很常见的一类设备，由于其一般带有大时滞、非线性难以建立精确的数学模型等特点，在实际生产中采用传统的PID控制策略常常难以得到期望的控制效果。

例如，一种在中国专利文献上公开的“基于PID控制的电加热炉智能温度控制系统设计方法”，其公告号CN109634319A，包括PID控制器设计：控制系统采用智能控制算法，即PID控制算法，通过对于设定温度和实际温度的差值的比例，微分，积分三者结合得到的算法结果来控制执行机构的执行状态，从而可以让控制系统中的控制时间，超调量，滞后反应以及最后的稳定程度都能有较明显的改善。该方法在实际生产中无法解决大时滞性带来的问题，难以达到预期的控制效果。

发明内容

本发明主要解决现有技术对电加热器的控制具有大时滞性，难以达到预期的控制效果的问题；提供一种DCS对电加热器的线性控制方法，线性控制电加热器，解决其大时滞性带来的控制影响。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明包括以下步骤：

S1：温度传感器采集现场的温度，将采集到的温度信息传输到PID控制模块；

S2：PID控制模块经过PID控制运算后输出操纵变量MV；操纵变量MV作为输入值输入给FUNC-VAR函数模块；FUNC-VAR函数模块运算后输出一个与输入呈线性的控制量；

S3：FUNC-VAR输出的控制量控制电加热器开度，进行加热工作。

一般采用的PID控制电加热器，其电加热器开度-热量曲线在起始段与末尾段变化缓慢，而在中间段相对于首尾两端来说变化速率快。由于PID参数中的P是无法调节的，所以其变化速率无法统一，电加热器不好控制。在PID输出后经过FUNC-VAR函数运算，FUNC-VAR函数的输出与输入呈线性关系，根据PID的输出改变调节速率，贴合开度与热量变化的固有规律，调节更加可靠，解决电加热器的时滞性问题。

作为优选，所述的FUNC-VAR函数模块中的运算函数为至多七段的线性函数组合，线性函数为f(x)＝ax+b；其中，a、b为常数。FUNC-VAR函数模块为多段线性函数的组合，通过FUNC-VAR函数模块调整PID模块输出的变化速率，贴合电加热器开度-热量的变化曲线，使得调节更加可靠，解决电加热器的时滞性问题。

作为优选，所述的FUNC-VAR函数模块中的控制函数通过以下步骤确定：

A1：将DCS电加热器的原始开度等分20份；

A2：根据热量与角度关系的公式得到DCS的电加热器原始开度与热量的关系以及电加热器原始开度与PID的操纵变量MV的关系；公式为：

其中，W为热量，c为常数；