摘 要：重點(diǎn)討論智能化溫控儀表多組PID值配合多溫度段控制的靈活應(yīng)用技術(shù)。以實(shí)際溫控案例論述多組PID值配合多溫度段控制的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：PID參數(shù) 多溫度段程控 溫度波動(dòng)
1 引言
臺達(dá)智能化溫控儀表DTB提供了可儲備四組PID參數(shù)的功能。但是根據(jù)使用要求，通常溫控儀表只需提供一組PID參數(shù)以供溫度控制已基本滿足要求。存在必有理由，活學(xué)活用DTB擁有的多程序段控制，能發(fā)揮出理想的控溫效果。本文將介紹多組PID值配合多溫度段控制的應(yīng)用案例。
2 染料多段溫度控制
2.1 多段溫控要求
在印染成套機(jī)械系統(tǒng)中染缸是重要的工藝段落。在染布工藝中需要對染缸中染料進(jìn)行多段溫度控制。在放入不同配色染料和輔助劑后，需要經(jīng)過多段的保溫和升溫過程才能達(dá)到到最終的染色效果。基本要求如表1所示。根據(jù)圖1所示的工藝溫度需求，溫控共分4個(gè)升溫段和4個(gè)保溫段。如表1所示。
表1 多段溫控表
（1）溫度均勻度：溫度均勻度概念：是指系統(tǒng)中，各點(diǎn)溫度與中心點(diǎn)的最大偏差值。項(xiàng)目溫度均勻度要求：±1℃。
（2）溫度波動(dòng)度：溫度波動(dòng)度概念：是指系統(tǒng)中，整體溫度在某時(shí)間段內(nèi)與理論目標(biāo)值的最大偏差值。溫度波動(dòng)度要求: ±2℃。
2.2 多段溫控設(shè)計(jì)
對于控制染缸燃料的組件主要包括： 臺達(dá)DTB4848VR智能化溫控器，加熱管，以及攪拌電機(jī)，指示燈。指示燈1用于顯示加熱結(jié)束后提示現(xiàn)場操作者，加熱工序已經(jīng)結(jié)束。而指示燈2用于提醒現(xiàn)場已經(jīng)到達(dá)50℃可以進(jìn)行投放料操作。溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。
圖2 溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意
2.3 溫控難點(diǎn)分析
因?yàn)橛?個(gè)目標(biāo)溫度。所以可采用DTB溫控器的程序溫度控制模式而達(dá)到要求。但是由于設(shè)備對于溫度控制均勻度和波動(dòng)度都有一定要求。對于不同的4個(gè)溫度設(shè)定值，所對應(yīng)的最佳PID參數(shù)也不盡相同。要想在不同溫度段同時(shí)保持相對較高的控溫要求，則需要不同的PID參數(shù)。根據(jù)實(shí)際情況對于四個(gè)溫度值，如果只采用同一個(gè)PID，則可能只滿足1組溫度，而其它三組的控制精度則無法保證。由上，正好起用DTB的PID自動(dòng)選擇功能，可在不同溫度段自動(dòng)調(diào)用4組不同PID參數(shù)。
2.4 溫控解決方案
在控制過程中，有四個(gè)PID以供系統(tǒng)選用。而每當(dāng)溫度恒定后，儀表會(huì)根據(jù)標(biāo)定的溫度值而選擇相應(yīng)的PID參數(shù)來運(yùn)行。而這4組參數(shù)，分別可通過自整定來獲得。為了獲得較好的控制效果。暫時(shí)將儀表控制方式，改為PID控制方式。在4個(gè)目標(biāo)溫度段分別進(jìn)行溫控，如圖3所示。
圖3 多PID多段溫控解決方案
將DTB溫控器參數(shù)SV0設(shè)定為50。選擇PID0并進(jìn)行第一階段AT階梯升溫,AT結(jié)束后70度相關(guān)的PID參數(shù)自動(dòng)記錄并保存在儀表寄存器內(nèi)。然后接下去的三組PID參數(shù),分別以同樣方法獲得并存入寄存器。在此過程中，可觀察實(shí)際效果，并將PID在對實(shí)際溫度情況進(jìn)行修改，從而獲得4組最佳的PID參數(shù)，并進(jìn)行記錄。再切換為程序控制。這樣我們存儲了4組PID參數(shù)供調(diào)用。最后需要激活自動(dòng)PID自動(dòng)選擇功能。將參數(shù)PID4調(diào)整為Auto，即可激活。最后在控制方式上選用程序控制。即將參數(shù)Ctrl=PID6,再分別輸入目標(biāo)溫度和控制時(shí)間。就基本完成參數(shù)的設(shè)置了。
由于在本系統(tǒng)的，50度，70度，80度和100四個(gè)目標(biāo)溫度都有著與其一一對應(yīng)的最佳PID參數(shù)，所以實(shí)際運(yùn)行效果非常理想是理所應(yīng)當(dāng)?shù)?。波?dòng)度和均勻度都達(dá)到客戶要求?？蛻粢彩终J(rèn)可DTB的性價(jià)比。因?yàn)樵趦r(jià)格為上，與在具有相同功能的同類進(jìn)口產(chǎn)品相比幾乎優(yōu)惠了一半。可以說有了自動(dòng)PID選擇功能。DTB的程序控制功能趨于完美，也是臺達(dá)DTB類型智能化溫控器類的市場優(yōu)勢。
3 結(jié)束語
在溫度控制中，PID參數(shù)是控制的核心。DTB可根據(jù)標(biāo)識的溫度，自動(dòng)選擇溫度。這樣在復(fù)雜的溫度控制場合，就可以調(diào)用多組不同的PID參數(shù)。實(shí)踐表明多PID多段溫控解決方案對于提升實(shí)際的控溫效果有著明顯的提高。對于某些需要設(shè)置多SV值特定場合，自動(dòng)選擇PID參數(shù)為用戶提供了不少方便，可免去了重復(fù)輸入，而在程序段控制時(shí)，也可以自動(dòng)調(diào)用合適的PID參數(shù)，可以說是人性化的設(shè)置。此功能定能在化工，醫(yī)藥，食品等需要復(fù)雜控溫過程的行業(yè)獲得用戶的青睞。
