[发明专利]一种限制PID控制器输出波动的装置及方法

说明书

本发明涉及一种限制PID控制器输出波动的装置及方法，用于控制SMR制氢装置中转化炉引风机的变频器，该装置包括：减法模块：获取连续两个采样时刻PID控制器的输出值，并输出其差值；绝对值模块：接收减法模块输出的差值取绝对值后输出；比较模块：比较绝对值模块输出的绝对值与设定的波动幅度值，并输出比较结果；第一选择模块：将连续两个采样时刻PID控制器的输出值作为输入值，并根据比较模块的比较结果决定输出结果；第二选择模块：将第一选择模块的输出值和实时的PID控制器输出值作为输入值，根据选择决定输出到变频器的控制值。与现有技术相比，本发明具有控制波动、手自动控制等优点。

技术领域

本发明涉及一种限制波动的装置，尤其是涉及一种限制PID控制器输出波动的装置及方法。

背景技术

常规的控制系统是由PID控制器输出至执行机构，由执行机构的动作调节被控对象；SMR制氢装置中转化炉引风机采用变频器控制，控制转化炉的炉膛压力。当压力高于设定值时，DCS控制器输出增大，引风机转速提高，从而抽出炉膛内的风量，降低炉膛压力；相反，当压力低于设定值时，DCS控制器输出减小，引风机转速降低，从而造成炉膛内的风量增加，提高炉膛压力，由此实现自动控制。

然而现有的PID控制器的输出端并没有相应的控制波动的装置，在实际运行中发现，当DCS的PID控制器有较小波动时(0.2-0.3％左右)，变频器输出有较大的波动,输出电流20％左右波动；从而造成：1)炉膛负压波动较大；2)引风机电机加速及减速频繁，缩短轴承寿命；3)电机电流变化频繁；4)缩短变频器寿命等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制波动、手自动控制的限制PID控制器输出波动的装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种限制PID控制器输出波动的装置，用于控制SMR制氢装置中转化炉引风机的变频器，该装置包括：

减法模块：获取连续两个采样时刻PID控制器的输出值，并输出其差值；

绝对值模块：接收减法模块输出的差值取绝对值后输出；

比较模块：比较绝对值模块输出的绝对值与设定的波动幅度值，并输出比较结果；

第一选择模块：将连续两个采样时刻PID控制器的输出值作为输入值，并根据比较模块的比较结果决定输出结果；

第二选择模块：将第一选择模块的输出值和实时的PID控制器输出值作为输入值，根据选择决定输出到变频器的控制值。

一种限制PID控制器输出波动装置的方法，包括以下步骤：

1)将第一采样时刻的PID控制器的输出值V1和下一采样时刻的PID控制器的输出值V2在减法模块中做减法运算，输出差值ΔV＝V1-V2到绝对值模块；

2)绝对值模块对输出差值ΔV取绝对值，并将此值输出到比较模块作为第一比较值；

3)选定一个波动幅度值，并将此值作为比较模块的第二比较值，比较第一比较值和第二比较值的大小，并将输出结果发送到第一选择模块的选择端，当第一比较值大于等于第二比较值时，输出1，当第一比较值小于第二比较值时，输出0；

4)第一选择模块以第一采样时刻的PID控制器的输出值V1和下一采样时刻的PID控制器的输出值V2作为输入值，并根据选择端的数值选择输出输入值中的一个到第二选择模块，当选择端的数值为1时，输出V2，当选择端的数值为0时，输出V1；

5)第二选择模块以第一采样时刻的PID控制器的输出值V1和第一选择模块的输出值作为输入值，并根据手/自动选择端的数值选择输出输入值中的一个到变频器的控制值；

6)重复步骤1)-5)完成工作时间内对变频器控制器输出值的控制。