溫度控制與PID算法
洛陽神佳窯業(yè)有限公司 以波峰焊及回流焊加熱溫區(qū)的溫度控制為實(shí)例，簡(jiǎn)單地結(jié)合控制理論，以淺顯的方式，將溫度控制及PID算法作一個(gè)簡(jiǎn)單的描述。 這是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于控制加熱溫區(qū)的溫度（PV）保持在恒定的溫度設(shè)定值(SV)。系統(tǒng)通過溫度采集單元反饋回來的實(shí)時(shí)溫度信號(hào)（PV）獲取偏差值(EV)，偏差值經(jīng)過PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算輸出，控制發(fā)熱管的發(fā)熱功率，以克服偏差，促使偏差趨近于零。例如，當(dāng)某一時(shí)刻爐內(nèi)過PCB板較多，帶走的熱量較多時(shí)，即導(dǎo)致溫區(qū)溫度下降，這時(shí)，通過反饋的調(diào)節(jié)作用，將使溫度迅速回升。其調(diào)節(jié)過程如下： 溫度控制的功率輸出采用脈寬調(diào)制的方法。固態(tài)繼電器SSR的輸出端為脈寬可調(diào)的電壓UOUT 。 當(dāng)SSR的觸發(fā)角觸發(fā)時(shí)，電源電壓UAN通過SSR的輸出端加到發(fā)熱管的兩端；當(dāng)SSR的觸發(fā)角沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，SSR關(guān)斷。因此，發(fā)熱管兩端的平均電壓為 Ud＝(t/T)* UAN=K* UAN 其中K= t/T，為一個(gè)周期T中，SSR觸發(fā)導(dǎo)通的比率，稱為負(fù)載電壓系數(shù)或是占空比，K的變化率在0－1之間。一般是周期T固定不便，調(diào)節(jié)t, 當(dāng)t在0－T的范圍內(nèi)變化時(shí)，發(fā)熱管的電壓即在0－UAN之間變化，這種調(diào)節(jié)方法稱為定頻調(diào)寬法。下面將要描述的PID調(diào)節(jié)器的算式在這里的實(shí)質(zhì)即是運(yùn)算求出一個(gè)實(shí)時(shí)變化的，能夠保證加熱溫區(qū)在外界干擾的情況下仍能保持溫度在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化的合理的負(fù)載電壓系數(shù)K。
