溫度控制系統(tǒng)是以溫度作為被控制量的負(fù)反饋控制系統(tǒng)，常用來保持溫度恒定或者使溫度按照某種規(guī)定的程序變化，在工業(yè)生產(chǎn)過程中比較常見。昌暉儀表在本文闡述高質(zhì)量溫度控制必須建立在充分了解控制對(duì)象特性的基礎(chǔ)上的原因，對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度高穩(wěn)定性的溫度控制有很好的借鑒作用。

溫度控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
溫度控制系統(tǒng)通常由控制對(duì)象、溫度傳感器、溫控器和執(zhí)行器四個(gè)部分組成(如圖1所示)。在溫度控制系統(tǒng)中控制對(duì)象可以是一個(gè)具體的裝置，也可以是一個(gè)過程，它的溫度是被控制量，控溫終結(jié)果就是保持控制對(duì)象的溫度恒定或者使溫度按照某種規(guī)定的程序變化。

 

初次接觸一個(gè)溫度控制對(duì)象，這個(gè)溫度控制該怎么做？昌暉儀表工程師和你分享這當(dāng)中的訣竅：高質(zhì)量溫度控制必須建立在充分了解控制對(duì)象特性的基礎(chǔ)上！

溫度控制對(duì)象熱特性主要包含熱容量、靜特性、動(dòng)特性和干擾等方面的信息，下面分別說說：
①熱容量。熱容量表示加熱的難易程度，和爐容積的大小有關(guān)。
②靜特性。靜特性表示加熱的能力，取決于加熱器容量的大小。
③動(dòng)特性。動(dòng)特性表示加熱初期的上升特性(過渡響應(yīng))，與加熱器容量、爐的容量大小有復(fù)雜的關(guān)系。
④干擾。干擾指導(dǎo)致溫度變化的原因。比如恒溫槽的門的開關(guān)等會(huì)導(dǎo)致干擾。

筆者以愛法焊料化工有限公司熔錫中頻爐溫度控制為例，講講對(duì)溫度控制對(duì)象特性的了解有多重要。某焊料化工有限公司采購來電話訂購溫控器，溫控器的技術(shù)要求為96×96mm外形，PID調(diào)節(jié)器，控制輸出為4-20mA，AC220V供電，輸入信號(hào)為K分度號(hào)，按照用戶技術(shù)參數(shù)單回路溫控器選型為YR-RJD905-020-03-HL-N-N-T。但用戶使用該型號(hào)溫控器在更換原進(jìn)口設(shè)備上損壞儀表后溫度控制品質(zhì)完全達(dá)不到客戶預(yù)期要求，無法達(dá)到原進(jìn)口溫控器控制效果，問題主要表現(xiàn)幾個(gè)方面：
①中頻爐在冷爐啟動(dòng)階段溫控器輸出電流值太大，對(duì)中頻爐設(shè)備安全運(yùn)行有影響；
②控溫超過控制目標(biāo)值15℃，爐溫超溫導(dǎo)致產(chǎn)品不符合質(zhì)量指標(biāo)；
③超溫后溫控器不能控制爐子溫度下降，嚴(yán)重影響工廠生產(chǎn)效率，客戶認(rèn)為溫控器質(zhì)量有問題；

用戶的反饋?zhàn)尣龝焹x表疑惑是不是客戶沒有整定好溫控器PID參數(shù)，便直接排技術(shù)人員前往現(xiàn)場。在使用現(xiàn)場了解的被控對(duì)象的實(shí)際工況是這樣的：用新購溫控器更換原進(jìn)口設(shè)備上已損壞的溫控器(因原儀表技術(shù)參數(shù)不詳，用戶所提供的技術(shù)參數(shù)是根據(jù)控制系統(tǒng)接線圖前后關(guān)聯(lián)關(guān)系及設(shè)備參數(shù)確定)；被控對(duì)象為200kW中頻爐；中頻爐使用工人反映原進(jìn)口溫控器在爐子剛升溫階段控制中頻爐的電流是很小的，維持一段時(shí)間待爐溫開始大幅上升后輸出電流才會(huì)增大，然后又會(huì)保持一段時(shí)間，大概四五次這樣的過程后，溫控器就將爐溫恒定在所需要的溫度，沒有超溫現(xiàn)象；爐子從冷態(tài)到生產(chǎn)所需要的溫度其升溫過程大概持續(xù)80分鐘；昌暉技術(shù)人員在現(xiàn)場觀察中頻爐的升溫過程還發(fā)現(xiàn)冷爐在加溫過程中爐子升溫的速率會(huì)越來越快，在接近控制目標(biāo)值70攝氏度范圍時(shí)爐溫升溫速率約為2℃/min，此時(shí)即使切斷中頻爐加熱電源，溫度過沖約50℃；進(jìn)口中頻爐的保溫異常好，在不添加冷料的情況下，爐子溫度降低1℃基本需要30min，原設(shè)備在正常使用中因沒有超溫，這一現(xiàn)象工人也沒有留意過?，F(xiàn)在超溫15℃，即使溫控器輸出為最小4mA，爐溫在短時(shí)間內(nèi)基本沒有變化(保溫好的原因)。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況，型號(hào)為單回路可編程溫控器達(dá)不到現(xiàn)場使用要求是肯定的，現(xiàn)場工況需要使用多段可編程調(diào)節(jié)器！昌暉儀表隨及更換2維度PID控制的多段可編程調(diào)節(jié)器YR-RJD905P-020-03-HL-N-N-T，將中頻爐溫度控制過程分為六段，每段不使用不同控制周期時(shí)間、不同控制目標(biāo)值、不同的控制輸出限幅和不同PID參數(shù)，輕松實(shí)現(xiàn)了爐溫的無超調(diào)無欠調(diào)控制，且滿足了中頻爐升溫過程中不同階段電流輸出要求。這是印證“高質(zhì)量溫度控制都必須建立在充分了解控制對(duì)象的特性基礎(chǔ)上”這句話的一個(gè)真實(shí)案例。

不同的應(yīng)用對(duì)溫度控制系統(tǒng)品質(zhì)要求各異，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選用不同類型溫控器和控制方法，在《溫度控制系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用》這篇文章中有詳細(xì)介紹，大家不妨前往閱讀。

能熟練進(jìn)行PID參數(shù)整定，將溫度控制系統(tǒng)投自動(dòng)，這代表著工程技術(shù)人員的自動(dòng)化技能水平，但很多人并未真正掌握PID控制和PID參數(shù)整定，習(xí)慣于依賴溫控器的自整定功能完成參數(shù)整定，但在串級(jí)溫度控制等復(fù)雜過程控制時(shí)就束手無策。在本站“溫控器”產(chǎn)品頁面免費(fèi)分享白志剛工程師編著的《自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)解析與PID整定》一書，書中內(nèi)容沒有高深的理論公式，全是實(shí)戰(zhàn)干貨，理解了此書內(nèi)容真諦，高中學(xué)歷的儀表人也能整定PID參數(shù)，將PID控制弄透徹！對(duì)您有幫助，還是免費(fèi)的，趕快去產(chǎn)品頁面“溫控器”免費(fèi)領(lǐng)取這本書！