溫度控制與PID算法
洛陽神佳窯業(yè)有限公司 以波峰焊及回流焊加熱溫區(qū)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(huán)控制系統(tǒng),用于控制加熱溫區(qū)的溫度(PV)保持在恒定的溫度設定值(SV)。系統(tǒng)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(jīng)過PID調節(jié)器運算輸出,控制發(fā)熱管的發(fā)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(nèi)過PCB板較多,帶走的熱量較多時,即導致溫區(qū)溫度下降,這時,通過反饋的調節(jié)作用,將使溫度迅速回升。其調節(jié)過程如下: 溫度控制的功率輸出采用脈寬調制的方法。固態(tài)繼電器SSR的輸出端為脈寬可調的電壓UOUT 。 當SSR的觸發(fā)角觸發(fā)時,電源電壓UAN通過SSR的輸出端加到發(fā)熱管的兩端;當SSR的觸發(fā)角沒有觸發(fā)信號時,SSR關斷。因此,發(fā)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(fā)導通的比率,稱為負載電壓系數(shù)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(jié)t, 當t在0-T的范圍內(nèi)變化時,發(fā)熱管的電壓即在0-UAN之間變化,這種調節(jié)方法稱為定頻調寬法。下面將要描述的PID調節(jié)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(qū)在外界干擾的情況下仍能保持溫度在一個較小的范圍內(nèi)變化的合理的負載電壓系數(shù)K。