第34章 温度控制回路
34.1 为什么温度控制是工业控制中最难的一类?
在工业现场,温度控制几乎无处不在:加热炉、烘箱、注塑机、半导体设备、锂电池生产设备、化工反应器、蒸汽系统、热处理设备。
温度控制看似简单:温度低 → 加热,温度高 → 降低加热。但实际工程中,温度控制往往比流量、压力、液位控制更加困难。
核心原因:
热过程具有大惯性、大延迟、强滞后。
完整温度闭环:
Temperature ↓ TT Temperature Sensor ↓ AI ↓ PID Controller ↓ AO ↓ SSR / SCR / Valve Control ↓ Heater ↓ Thermal Process ↓ Temperature Feedback34.2 温度控制控制的到底是什么?
很多初学者认为PID控制温度。实际上,PID控制的是热能输入。
例如目标SP=200℃,当前PV=180℃,误差Error=20℃。PID计算增加MV,例如输出Heater Power=70%,加热器增加热量,最终温度升高。
完整链:
温度误差 → 热功率调节 → 热量传递 → 温度变化34.3 温度测量系统 TT
TT(Temperature Transmitter)。常见传感器:
热电偶 TC(Thermocouple)
特点:高温、响应快、非线性。应用:炉温。热电阻 RTD(例如Pt100)
特点:精度高、稳定性好。应用:精密温控。红外测温
非接触。