PID溫度控制器原理分析

    新一代PID溫度控制器W900/W400/W800的問(wèn)世，克服了許多傳統溫控器的缺點(diǎn)，是溫度儀表行業(yè)的又一重大突破。

    據了解，很多廠(chǎng)家在使用溫控器的過(guò)程中，往往碰到慣性溫度誤差的問(wèn)題，苦于無(wú)法解決，依靠手工調壓來(lái)控制溫度。
 
     Well唯樂(lè )W900系列溫度儀表主要采用PID模糊控制技術(shù)以及先進(jìn)的數碼技術(shù)，通過(guò)Pvar、Ivar、Dvar(比例、積分、微分)三方面的結合調整形成一個(gè)模糊控制來(lái)解決慣性溫度誤差問(wèn)題。
 
    傳統的溫控器的電熱元件一般以電熱棒、發(fā)熱圈為主，兩者里面都用發(fā)熱絲制成。發(fā)熱絲通過(guò)電流加熱時(shí)，通常達到1000℃以上，所以發(fā)熱棒、發(fā)熱圈內部溫度都很高。一般進(jìn)行溫度控制的電器機械，其控制溫度多在0-400℃之間，所以，傳統的溫控器進(jìn)行溫度控制期間，當被加熱器件溫度升高至設定溫度時(shí)，溫控器會(huì )發(fā)出信號停止加熱。
 
    但這時(shí)發(fā)熱棒或發(fā)熱圈的內部溫度會(huì )高于400℃，發(fā)熱棒、發(fā)熱圈還將會(huì )對被加熱的器件進(jìn)行加熱，即使溫控器發(fā)出信號停止加熱，被加熱器件的溫度還往往繼續上升幾度，然后才開(kāi)始下降。當下降到設定溫度的下限時(shí)，溫控器又開(kāi)始發(fā)出加熱的信號，開(kāi)始加熱，但發(fā)熱絲要把溫度傳遞到被加熱器件需要一定的時(shí)候，這就要視乎發(fā)熱絲與被加熱器件之間的介質(zhì)情況而定。通常開(kāi)始重新加熱時(shí)，溫度繼續下降幾度。所以，傳統的定點(diǎn)高品質(zhì)開(kāi)關(guān)控制溫度會(huì )有正負誤差幾度的現象，但這不是溫控制器本身的問(wèn)題，而是整個(gè)熱系統的結構性問(wèn)題，使溫控器控溫產(chǎn)生一種慣性溫度誤差。
 
    要解決溫控器這個(gè)問(wèn)題，采用PID模糊控制技術(shù)，是明智的選擇。PID模糊控制，是針對以上的情況而制定的、新的溫度控制方案，用先進(jìn)的數碼技術(shù)通過(guò)Pvar、Ivar、Dvar三方面的結合調整，形成一個(gè)模糊控制，來(lái)解決慣性溫度誤差問(wèn)題。 然而，在很多情況下，由于傳統的溫控器溫控方式存在較大的慣性溫度誤差，往往在要求精確的溫控時(shí)，很多人會(huì )放棄自動(dòng)控制而采用調壓器來(lái)代替溫控器。當然，在電壓穩定工作的速度不變、外界氣溫不變和空氣流動(dòng)速度不變的情況下，這樣做是完全可以的，但要清楚地知道，以上的環(huán)境因素是不斷改變的，同時(shí)，用調壓器來(lái)代替溫度控制器時(shí)，必須在很大程度上靠人力調節，隨著(zhù)工作環(huán)境的變化而用人手調好所需溫度的度數，然后靠相對穩定的電壓來(lái)通電加熱，勉強運作，但這決不是自動(dòng)控溫。
 
    當需要控溫的關(guān)鍵很多時(shí)，就會(huì )手忙腳亂。這樣，調壓器就派不上用場(chǎng)，因為靠人手不能同時(shí)調節那么多需要溫控的關(guān)鍵，只有采用PID模糊控制技術(shù)，才能解決這個(gè)問(wèn)題，使操作得心應手，運行暢順。
 
    比例運算是指輸出控制量與偏差的比例關(guān)系。比例參數P設定值越大，控制的靈敏度越低，設定值越小，控制的靈敏度越高，例如比例參數P設定為4%，表示測量值偏離給定值4%時(shí)，輸出控制量變化100%。積分運算的目的是消除偏差。只要偏差存在，積分作用將控制量向使偏差消除的方向移動(dòng)。積分時(shí)間是表示積分作用強度的單位。設定的積分時(shí)間越短，積分作用越強。例如積分時(shí)間設定為240秒時(shí)，表示對固定的偏差，積分作用的輸出量達到和比例作用相同的輸出量需要240秒。比例作用和積分作用是對控制結果的修正動(dòng)作，響應較慢。微分作用是為了消除其缺點(diǎn)而補充的。微分作用根據偏差產(chǎn)生的速度對輸出量進(jìn)行修正，使控制過(guò)程盡快恢復到原來(lái)的控制狀態(tài)，微分時(shí)間是表示微分作用強度的單位，儀表設定的微分時(shí)間越長(cháng)，則以微分作用進(jìn)行的修正越強。