控制算法是溫控器獲得良好控制效果的靈魂！很多人認(rèn)為精確控溫選用的是PID調(diào)節(jié)器，這種說法沒有錯(cuò)。但您必須要知道：溫控器是PID調(diào)節(jié)器，溫控器的控制算法更需要滿足溫度大滯后、無超調(diào)、無欠調(diào)的要求?？販匦Ч?、操作簡單、能適應(yīng)各種復(fù)雜工況、*高和口碑好的溫控器或調(diào)節(jié)器，其*控制算法必然走在同行前列，這就是歐陸、霍尼韋爾、山武霍尼韋爾、島電、宇電等品牌控制器占據(jù)我國中市場根本。

1、先認(rèn)識(shí)溫度對(duì)象的特點(diǎn)
實(shí)踐證明溫度對(duì)象的特點(diǎn)是時(shí)間常數(shù)大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重。反映在控制系統(tǒng)上，就是被控溫度的變化滯后于溫控器的輸出。因?yàn)闊崃康膫鬟f是需要一定時(shí)間的，溫度上升的快慢與熱容量的大小有關(guān)，溫度上升與下降和時(shí)間的關(guān)系是一個(gè)指數(shù)曲線關(guān)系。而產(chǎn)生滯后則與熱量的傳遞過程有關(guān)，測溫元件也有一定的慣性，這些都會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。由于上述兩個(gè)特點(diǎn)，就給溫度控制系統(tǒng)帶來一些困
難，因此要采取一定的措施來克服滯后現(xiàn)象。

2、進(jìn)行溫控器PID參數(shù)整定
當(dāng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)組成后，對(duì)象各通道的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性就很難改變了，因此控制過程就取決于PID參數(shù)了。PID參數(shù)整定就是針對(duì)特定的控制回路，求取保證控制過程的參數(shù)值。由于PID算法的變化層出不窮，當(dāng)自整定或修改溫控器的參數(shù)時(shí)，首先要確定這臺(tái)PID溫控器的類型。

對(duì)于PID參數(shù)的整定，主要有經(jīng)驗(yàn)法、臨界比例度法、衰減曲線法、自整定等。經(jīng)驗(yàn)法提供了溫度控制時(shí)的參數(shù)湊試范圍，即比例度δ為20%-60%，積分時(shí)間TI為3-10min，微分時(shí)間TD為0.5-3min。整定時(shí)把δ放至50%左右，TI調(diào)至6min，TD放至O。調(diào)整時(shí)先減小δ看變化曲線，再把TI從大往小調(diào)，看曲線的變化再進(jìn)行調(diào)整，基本差不多了再加TD。

衡量一個(gè)PID控制系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，主要是看在外界干擾產(chǎn)生后，被控量偏離給定值的情況，假如偏離了以后能很快平穩(wěn)地回復(fù)到給定值，就認(rèn)為是好的。溫度控制系統(tǒng)要求控制無超調(diào)、無欠調(diào)，經(jīng)典PID算法在大滯后溫度控制中難以獲得理想效果，市場上占有率高的溫控器品牌其產(chǎn)品無一例外都有其獨(dú)到的控制算法。

3、溫度控制系統(tǒng)還應(yīng)重視以下幾點(diǎn)
要想精確控制好溫度，除做好PID參數(shù)的整定工作外，影響精確控制溫度的因素還有很多。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）溫度系統(tǒng)的控制精度與組成該系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的誤差有很大關(guān)系，只要知道了測溫元件、溫度變送器、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表、控制系統(tǒng)板卡的精度（或大允許誤差），是可以用方和根方法來計(jì)算控制系統(tǒng)精度的。如果要達(dá)到精確控制溫度的目的，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選型時(shí)就要綜合考慮選擇精度較高的儀表。在實(shí)際應(yīng)用中，組成系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)、各儀表的誤差可能是同方向，也可能是反方向，在同一系統(tǒng)中所有儀表出現(xiàn)同向誤差的可能性極小，故系統(tǒng)的誤差比理論計(jì)算的要小些。當(dāng)溫控器的測量、給定精度校好后，其他誤差對(duì)系統(tǒng)影響不是太大，即對(duì)閉環(huán)控制主回路的影響不大，這也是閉環(huán)負(fù)反饋的優(yōu)點(diǎn)。

（2）不能片面追求儀表的精度，如果工藝允許，適當(dāng)改變測量儀表及溫控器的量程范圍，也是一種提高控制精度的手段。如溫度變送器量程的選擇，可直接影響到系統(tǒng)的控制精度和顯示的分辨率。

（3）對(duì)溫控器的性能要求是，當(dāng)測量值等于給定值時(shí)，控制器的輸出應(yīng)該能穩(wěn)定在任一輸出值上，溫控器的這種性能稱為控制點(diǎn)。溫控器的輸出穩(wěn)定在任一值時(shí)，測量值與給定值之差就叫控制點(diǎn)偏差，控制點(diǎn)偏差就是調(diào)節(jié)精度。溫控器積分增益的大小決定著調(diào)節(jié)精度的高低，而溫控器的開環(huán)放大倍數(shù)又決定著積分增益的大小。要提高調(diào)節(jié)精度，就要認(rèn)真做好溫控器的校驗(yàn)工作。

（4）PID工程整定的主要依據(jù)是4：1衰減比和各種不同的附加條件。在整定中如果只按衰減比進(jìn)行整定，是可以得到許多對(duì)積分與放大倍數(shù)相配合的數(shù)值，它們都能滿足4：1的衰減比，只有增加另一個(gè)附加條件時(shí)，才能從許多對(duì)數(shù)值中選出一對(duì)適合的值，這一對(duì)適合的值常稱為“整定值”，但不能理解成一組的數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?duì)于不同的控制系統(tǒng)，必要條件不一定相同。要具體問題作具體分析。如有兩個(gè)溫度控制系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)的要求是溫度穩(wěn)定、其偏差不能太大，而另一個(gè)系統(tǒng)則要求被控制溫度的數(shù)值恒定，對(duì)于這兩個(gè)系統(tǒng)一般的整定方法是可以滿足前者要求的，但用相同的整定方法，不一定能得到滿足后者要求的數(shù)據(jù)。因此在要求較高時(shí)，對(duì)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組合、及PID參數(shù)整定都應(yīng)引起足夠的重視，否則很難達(dá)到預(yù)期的效果。

為分析問題的方便，以電加熱爐為例進(jìn)行說明。下圖是一個(gè)溫度的位式控制過程圖，被控對(duì)象是電加熱爐。工藝生產(chǎn)求加熱爐溫度丁在上限丁、與下限Tx之間，由控制器根據(jù)溫度的變化情況來切斷加熱電源或接通加熱電源。當(dāng)溫度上升到上限TS時(shí)，顯示控制儀切斷加熱電源停止加熱，當(dāng)溫度下降到下限TX時(shí)控制器又接通電源進(jìn)行加熱。
 
                                   溫度位式控制的過渡過程
 
當(dāng)時(shí)間t在0-tl間，由于丁T＜TS、，一直通電加熱，T一直上升。當(dāng)時(shí)間t=tl時(shí)，由于T=TS，電源被切斷停止加熱。但溫度并不會(huì)立即下降，相反還會(huì)繼續(xù)上升一段時(shí)間τ1，直到t=tl+τ1時(shí)，溫度才TˊS開始逐漸下降。
當(dāng)時(shí)間t=t2時(shí)，由于T=TX,接通加熱器電源開始加熱。但溫度并不會(huì)立即上升，還會(huì)繼續(xù)下降一段時(shí)間τ2，直到t=t2+τ2時(shí)，溫度才從TˊX開始逐漸上升。
到t=t3時(shí)，T又等于TS。顯示控制儀又一次切斷電源停止加熱，系統(tǒng)及對(duì)象又再一次重復(fù)上述的過程，這樣一直循環(huán)下去。由于控制動(dòng)作是“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的交替，這樣被控加熱爐的溫度會(huì)周期性波動(dòng)。
從上述可看出，被控溫度是不可能在預(yù)定的上限TS、與下限TX這一中間區(qū)波動(dòng)的，而是會(huì)超出這一規(guī)定范圍，在一個(gè)比中間區(qū)更大的范圍內(nèi)波動(dòng)，作周期性等幅振蕩，它的波動(dòng)幅度是衡量位式控制系統(tǒng)控制精度的重要指標(biāo)。超出中間區(qū)的原因是由于系統(tǒng)的滯后造成的。影響位式控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的因素，主要是系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的滯后，尤其是被控對(duì)象的滯后影響大。
在使用位式控制系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)工藝生產(chǎn)允許的參數(shù)波動(dòng)范圍來設(shè)定控制器的中間區(qū)，還要按具體的對(duì)象來定，一般是在運(yùn)行中，對(duì)中間區(qū)由小到大的在現(xiàn)場湊試，直到被調(diào)參數(shù)變化幅度正好達(dá)到允許的波動(dòng)范圍為止，這時(shí)的中間區(qū)就是。除中間區(qū)和滯后外，負(fù)荷的大小對(duì)位式控制質(zhì)量也有影響，這也應(yīng)引起重視。