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      溫度控制與PID算法

          洛陽神佳窯業有限公司下面的敘述以波峰焊及回流焊加熱溫區的溫度控制為實例,簡單地結合控制理論,以淺顯的方式,將溫度控制及PID算法作一個簡單的描述。
          這是一個典型的閉環控制系統,用于控制加熱溫區的溫度(PV)保持在恒定的溫度設定值(SV)。系統通過溫度采集單元反饋回來的實時溫度信號(PV)獲取偏差值(EV),偏差值經過PID調節器運算輸出,控制發熱管的發熱功率,以克服偏差,促使偏差趨近于零。例如,當某一時刻爐內過PCB板較多,帶走的熱量較多時,即導致溫區溫度下降,這時,通過反饋的調節作用,將使溫度迅速回升。其調節過程如下:
          溫度控制的功率輸出采用脈寬調制的方法。固態繼電器SSR的輸出端為脈寬可調的電壓UOUT  。  當SSR的觸發角觸發時,電源電壓UAN通過SSR的輸出端加到發熱管的兩端;當SSR的觸發角沒有觸發信號時,SSR關斷。因此,發熱管兩端的平均電壓為
            Ud=(t/T)* UAN=K* UAN
        其中K= t/T,為一個周期T中,SSR觸發導通的比率,稱為負載電壓系數或是占空比,K的變化率在0-1之間。一般是周期T固定不便,調節t, 當t在0-T的范圍內變化時,發熱管的電壓即在0-UAN之間變化,這種調節方法稱為定頻調寬法。下面將要描述的PID調節器的算式在這里的實質即是運算求出一個實時變化的,能夠保證加熱溫區在外界干擾的情況下仍能保持溫度在一個較小的范圍內變化的合理的負載電壓系數K。
         
       

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