温度参数调节方式与分析

    一、引言

    温度是工业生产中最常见和最基本的工艺参数之一，任何化学反应或物理变化的进程都与温度密切相关。同时温度参数的测量与调节是生产过程自动化的重要任务。本文拟时常见的几种调节方式及最新发展作简要的分析。

    二、调节方式与分析

    位式调节，也称开关式调节。这是一种最简}单的调节方式，调节动作i的响应过程见图1。这种!调节方式仅根据被调温i度偏差符号正负，取0或100%两种输出方式中的~多一种，采用这种调节方式时，后续执行器很简单，例如控制电炉只要用电磁开关，因而在要求不高的场合获得了广泛的应用。但这种调节过程是一个持续的振荡过程。如果调节对象的滞后时间长，则炉温的波动幅度大，调节精度低，反之若滞后时间短，炉温的波动幅度则小，而调节器动作频率将加大，有时甚至会达到不能容许的程度。因此，这一类调节器常设置一定的不灵敏区降低开关动作频率，延长执行器寿命。

    比例温度调节方式(P)，它的特点是输出与输入的偏差成比例关系。只有被调温度偏离其给定值，调节器便会产生与偏差成正比的输出信号，通过执行器使偏差减小。这种调节方式时干扰有及时而有力的抑制作用。作用快，对系统可以产生强有力的稳定作用。其缺点则是，当负荷变化时存在静差。

    比例积分温度调节方式(PI)。PI调节的动作规律是:积分调节规律的作用是消除静差，提高调节品质。这种调节方式的突出优点是，只要被调温度存在偏差，其输出的调节作用便随时间不断加强直至偏差为零。在被调温度的偏差消除后，由于积分规律的特点，输出将停留在新的位置而不回复原位，因而能保持静差为零。积分作用的缺点是它输出缓慢，特别对于一些滞后大的控制对象(如大功率的电阻炉)调节的过渡过程比较长，被调温度长时间才能稳定下来。

    比例微分调节方式(PD)。PD调节的动作规律是：。微分调节在偏差信号出现或变化瞬间，立即根据变化的趋势，产生强烈的调接作用，使偏差尽快地消除于萌芽状态之中。巧调节的缺点是杭干扰能力差，只能应用于被调温度的变化非常平稳的过程。而且微分调节作用过大，反而加大被调温度的波动，使系统工作不稳定。

    比例积分微分调节方式(PID)。PID调节的动作规律是:。而PID是一种连续的温度调节方式，适用于控制精度要求高的场合。PID主要作用是解决系统的动态稳定性和静态精度之间的矛盾。在PID调节方式中，微分作用主要用来加快系统的动作速度，减小超调，克服振荡;积分作用主要用以消除静差。将比例、积分、微分三种调节方式结合在一起，既可达到快速敏捷，又可达到平稳准确。只要三项作用配合适当，便可得到满意的调节效果。这一类调节器较典型的有上海自仪六厂生产的I)WK一702。但由于PID调节器有三个需要整定的参数，在实际操作上有一定的难度，需要有经验的操作人员。如果参数整定不合适，则不仅不能发挥各种调节动作应有的作用，反而适得其反。