温控器-温度控制器常用术语
向温控器输入设定值使其动作,但在有些控制对象的特征下可能无法立刻让温度稳定下来。一般来说要加快响应速度,就会产生温度超调和温度振荡,如果要消除这些现象有响应速度。但是在有些用途,例如 1虽然发生了超调仍要求
快恢复稳定控制,或者如 3那样就算费些时间仍希望抑制超调的情况也存在。也就是说温度控制的评价随用途、目的的不同而不同。
控制对象的特征
要用温度控制来进行适当的控制,在选择温控器和测温体之前,必须充分了接控制对象的执特征。
1.热容量:表示加热的难易程度,和炉热积的大小有关。
2.静特性:表示加热的能力,取决于加热器容量的大小。
3.动特性:表示加热初期的上升特性,与加切器容量、炉的容量大小有复杂的关系。
4.干扰:导致温度变化的原因。例如恒温槽的门的开关等导致致干扰。
ON/OFF动作
当前温度如果低于设定值,将输出ON,向加热设备通电,如果高于设定值将输出OFF后停止加热,象这样已设定值为标准后重复进行ON/OFF动作。另外,造作量以设定值为标准在0%,和100%两个值之间进间进行动作,因此也称为双变位动作。
P动作
输入与输出成比例的输出的一种控制动作。对于设定值具有一个比例带,其中操作量(控制输出量)与偏差成比例的动作,就成为比例动作一般当前温度低于比例带时操作量就为100%,在比例带之内时操作量与偏差成比例逐渐缩小,设定值和当前温度一致(无偏差)后操作量就在50%,也就是说,和ON/OFF动作相比这种控制的振荡较小且比较平滑。
比例动作
如果在温度范围0-400度温控器中将比例带设定为5%,其范围通过温度换算为20度。此外,设定值若为100度,就会产生90度以下输出完全为ON。超过110度则OFF的时间段,在100度时ON和OFF的时间段,在100度时ON和OFF的时间相同(50%)
动作
输入与输出的时间积分值成比例的一种控制动作,在比例动作中会产生偏移,因此在比例动作的同时配合使用积分动作,随着时间推移,偏移会逐渐消失,控制温度就会与设定值一致。
D动作
输出与输入的时间微分值成比例的输出的一种控制动作,比例动作和积分动作是对于控制结果的一种修正,因此对于强烈的变化,相应必定会变慢。微分动作就是对这种现象的一种补救措施。通过添加与温度变化的斜率成比例的操作量来进行修正动作,对于强烈的干扰给予较大的操作量,尽早使其恢复原先的空置状态的一种动作。
PID控制
PID控制就是将比例动作,积分动作,微分动作结合起来的一种控制,用比例动作进行没有振荡的平滑控制,用积分动作自动修正偏移,用微分动作加快对于噪音的响应。
闭环控制
温度闭环控制系统是由测量温度的传感器、控制器和功率调节器组成。在工作控制中,控制器将实时测量温度和被称为“设定器”或SV(即SettingValue得缩写)的目标温度进行比较,然后通过调节输出功率使它们 到同一个温度计。温量温度值通常被称为过程值(ProcessValue),或缩写为PV。设定值和测量值之差被称为“误差信事号”。
传感器
首先,自动控制器需要对实时过程值进测定。温度控制器接受传感器的温度信号输入。必要时,须在仪表内对量值进行标定(线性化)。在温度应用系统里,热电偶和热电阻是最常用的温度传感器,选用类型则则取决与温度范围和它工作的环境。在有的应聘用场合中,温度传感器很难附注并固定安装,此时可以考虑使用非接触式的红外或光学高度温度计。温度控制器能直接接受来自应变仪、压力、流量或PH传感器的信号。在大型应用项目中,通常使用信号调节器将传感器的测量值变送为DC4-20mA或DCO-10V的信号再输入控制器。
控制输出
控制器需要输出信号对加热功率、流量或者压力等过程只进行实时调节,已达到控制的目的。
主要的输出类型有:
1. 继电器:对交流接触器或电磁阀进行操作,可用于加热/冷应用系统。
2. 逻辑电平:用于驱动固态继电器。固态继电器的优点为:寿命长、免维修、响应快,主要用于需高精度控温场合。
3. 可控硅过零输出:与固态继电器有点相同,主要应用大功率场合。
4. 直流电流或电压:可用于阀位控制,或驱动可控硅移相模块(用于单相或三相加热系统),或驱动变频等场合中。
时间比例输出
为了获得高精度的温度控制效果,PID控制器需要根据温度偏差对输出功率从0到100%进行平衡调节。时间比例输出通过改变电磁继电器、可控硅或固态继电器输出的吸合时间比来得到0到100%的可变功率。
时间比例输出的动作周期时间越短,加热源输出功率越均匀,控温精度越高。但频繁动作缩短电磁继电器的使用寿命。在一般的加热系统中,采用电磁继电器,加热动作周期一般设为20秒。再热惯性较小的系统需要一个更短的动作周期。此时,通常使用固态继电器或可控硅,加热动作周期一般设为0.2秒到2秒。
报警用语
报警动作:温度控制器将当前温度和事先设定好的值(报警设定值)进行比较,根据设定好的动作方法(动作模式)进行信号输出和显示。
偏差报警:根据报警设定值的制定方法,以温度控制器的设定值为中心,将偏离(差)于该数值设定为报警设定值。
设定例
绝对值报警:是报警设定值的设定方法,与温度控制器的设定值无关,将进行报警动作的温度设定为报警值。