溫度控制系統是以溫度作為被控制量的負反饋控制系統，常用來保持溫度恒定或者使溫度按照某種規定的程序變化，在工業生產過程中比較常見。昌暉儀表在本文闡述高質量溫度控制必須建立在充分了解控制對象特性的基礎上的原因，對實現高精度高穩定性的溫度控制有很好的借鑒作用。

溫度控制系統基本結構
溫度控制系統通常由控制對象、溫度傳感器、溫控器和執行器四個部分組成(如圖1所示)。在溫度控制系統中控制對象可以是一個具體的裝置，也可以是一個過程，它的溫度是被控制量，控溫終結果就是保持控制對象的溫度恒定或者使溫度按照某種規定的程序變化。

 

初次接觸一個溫度控制對象，這個溫度控制該怎么做？昌暉儀表工程師和你分享這當中的訣竅：高質量溫度控制必須建立在充分了解控制對象特性的基礎上！

溫度控制對象熱特性主要包含熱容量、靜特性、動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。
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動特性。動特性表示加熱初期的上升特性(過渡響應)，與加熱器容量、爐的容量大小有復雜的關系。
④干擾。干擾指導致溫度變化的原因。比如恒溫槽的門的開關等會導致干擾。

筆者以愛法焊料化工有限公司熔錫中頻爐溫度控制為例，講講對溫度控制對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，溫控器的技術要求為96×96mm外形，PID調節器，控制輸出為4-20mA，AC220V供電，輸入信號為K分度號，按照用戶技術參數單回路溫控器選型為YR-RJD905-020-03-HL-N-N-T。但用戶使用該型號溫控器在更換原進口設備上損壞儀表后溫度控制品質完全達不到客戶預期要求，無法達到原進口溫控器控制效果，問題主要表現幾個方面：
①中頻爐在冷爐啟動階段溫控器輸出電流值太大，對中頻爐設備安全運行有影響；
②控溫超過控制目標值15℃，爐溫超溫導致產品不符合質量指標；
③超溫后溫控器不能控制爐子溫度下降，嚴重影響工廠生產效率，客戶認為溫控器質量有問題；

用戶的反饋讓昌暉儀表疑惑是不是客戶沒有整定好溫控器PID參數，便直接排技術人員前往現場。在使用現場了解的被控對象的實際工況是這樣的：用新購溫控器更換原進口設備上已損壞的溫控器(因原儀表技術參數不詳，用戶所提供的技術參數是根據控制系統接線圖前后關聯關系及設備參數確定)；被控對象為200kW中頻爐；中頻爐使用工人反映原進口溫控器在爐子剛升溫階段控制中頻爐的電流是很小的，維持一段時間待爐溫開始大幅上升后輸出電流才會增大，然后又會保持一段時間，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，沒有超溫現象；爐子從冷態到生產所需要的溫度其升溫過程大概持續80分鐘；昌暉技術人員在現場觀察中頻爐的升溫過程還發現冷爐在加溫過程中爐子升溫的速率會越來越快，在接近控制目標值70攝氏度范圍時爐溫升溫速率約為2℃/min，此時即使切斷中頻爐加熱電源，溫度過沖約50℃；進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，原設備在正常使用中因沒有超溫，這一現象工人也沒有留意過。現在超溫15℃，即使溫控器輸出為最小4mA，爐溫在短時間內基本沒有變化(保溫好的原因)。

根據現場實際工況，型號為單回路可編程溫控器達不到現場使用要求是肯定的，現場工況需要使用多段可編程調節器！昌暉儀表隨及更換2維度PID控制的多段可編程調節器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間、不同控制目標值、不同的控制輸出限幅和不同PID參數，輕松實現了爐溫的無超調無欠調控制，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“高質量溫度控制都必須建立在充分了解控制對象的特性基礎上”這句話的一個真實案例。

不同的應用對溫度控制系統品質要求各異，應結合實際情況選用不同類型溫控器和控制方法，在《溫度控制系統構成及應用》這篇文章中有詳細介紹，大家不妨前往閱讀。

能熟練進行PID參數整定，將溫度控制系統投自動，這代表著工程技術人員的自動化技能水平，但很多人并未真正掌握PID控制和PID參數整定，習慣于依賴溫控器的自整定功能完成參數整定，但在串級溫度控制等復雜過程控制時就束手無策。在本站“溫控器”產品頁面免費分享白志剛工程師編著的《自動調節系統解析與PID整定》一書，書中內容沒有高深的理論公式，全是實戰干貨，理解了此書內容真諦，高中學歷的儀表人也能整定PID參數，將PID控制弄透徹！對您有幫助，還是免費的，趕快去產品頁面“溫控器”免費領取這本書！