溫度控制系統(tǒng)首先要組成系統(tǒng)整體高精度的控溫系統(tǒng)，并分析溫度對象的特點和控溫影響因素，結(jié)合工況整定最佳PID控制參數(shù)，才能達(dá)到精確控制的目的。
1、先認(rèn)識溫度對象的特點
實踐證明溫度對象的特點是時間常數(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。因為熱量的傳遞是需要一定時間的，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間的關(guān)系是一個指數(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，這些都會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。由于上述兩個特點，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)溫度自動控制系統(tǒng)組成后，對象各通道的靜態(tài)、動態(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)整定就是針對特定的控制回路，求取保證控制過程最好的參數(shù)值。由于PID控制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，首先要確定這臺PID溫控器的控制算法類型。
對于PID參數(shù)整定，主要有經(jīng)驗法、臨界比例度法、衰減曲線法、自整定等。經(jīng)驗法提供了溫度控制時的參數(shù)湊試范圍，即比例度δ為20%-60%，積分時間TI為3-10min，微分時間TD為0.5-3min。整定時把δ放至50%左右，TI調(diào)至6min，TD放至0。調(diào)整時先減小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
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：
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（或最大允許誤差），是可以用方和根方法來計算控制系統(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、選型時就要綜合考慮選擇精度較高的儀表。在實際應(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，其他誤差對系統(tǒng)影響不是太大，即對閉環(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。
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對溫控器的性能要求是，當(dāng)測量值等于給定值時，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。溫控器的輸出穩(wěn)定在任一值時，測量值與給定值之差就叫控制點偏差，控制點偏差就是調(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工作。
④PID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，只有增加另一個附加條件時，才能從許多對數(shù)值中選出一對適合的值，這一對適合的值常稱為“最佳整定值”，但不能理解成一組最好的數(shù)據(jù)，因為對于不同的控制系統(tǒng)，最佳的必要條件不一定相同。要具體問題作具體分析。如有兩個溫度控制系統(tǒng)，一個系統(tǒng)的要求是溫度穩(wěn)定、其偏差不能太大，而另一個系統(tǒng)則要求被控制溫度的數(shù)值恒定，對于這兩個系統(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，對溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計、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。
能熟練進(jìn)行PID參數(shù)整定，將溫度控制系統(tǒng)投自動，這代表著工程技術(shù)人員的自動化技能水平，但很多人并未真正掌握PID控制和PID參數(shù)整定，習(xí)慣于依賴溫控器的自整定功能完成參數(shù)整定，但在串級溫度控制等復(fù)雜過程控制時就束手無策。在本站“溫控器”產(chǎn)品頁面免費(fèi)分享白志剛工程師編著的《自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)解析與PID整定》一書，書中內(nèi)容沒有高深的理論公式，全是實戰(zhàn)干貨，理解了此書內(nèi)容真諦，高中學(xué)歷的儀表人也能整定PID參數(shù)，將PID控制弄透徹！對您有幫助，還是免費(fèi)的，趕快去產(chǎn)品頁面“溫控器”免費(fèi)領(lǐng)取這本書！
