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英國CAL溫控器的操作規范

來源:金湖辛德瑞自動化設備有限公司   2021年01月05日 15:52  

 

有三種基本類型的控制器:開關控制器、比例控制器和PID 控制器。根據要控制的系統,操作員將能夠使用一種類型 或其他類型的控制器來控制過程。

開關控制器

開關控制器是jian單的一種溫度控制設備。該設備的輸出 只有“開”和“關”兩種狀態,沒有任何中間狀態。僅當 溫度超過設定值時,開關控制器才會切換輸出。對于加熱 控制,當溫度低于設定值時輸出為“開”,高于設定值時 輸出為“關”。

由于溫度超過設定值才會更改輸出狀態,因此過程溫度將 會不斷循環,從低于設定值變為高于設定值,然后再回到 設定值以下。如果這種循環快速發生,則為防止損壞接觸 器和閥,在控制器操作過程中添加了開關差分或“滯后”。 這種差分需要溫度超過設定值一定的度數后才會再次關閉 或打開。如果在設定值上下非常快地循環,則開關差分可 防止輸出“反復不斷”地切換或快速切換。

開關控制通常在不需要精que控制的情況下使用,在無法處 理頻繁打開和關閉能源的系統中使用,以及在系統非 常大,溫度變化極其緩慢的情況下使用,或者用于進行溫度警報。

開關控制用于警報的一個特殊類型是限制控制器。該控制 器使用必須手動復位的閉鎖繼電器,并且用于在達到特定 溫度后結束某個過程。

比例控制器

比例控制于消除與開關控制關聯的循環。比例控制器 可在溫度接近設定值時減少對加熱器的平均電量供應。這 能夠減慢加熱器加熱,以便溫度不會超過設定值,但會接 近設定值并維持在一個穩定的溫度。這種比例控制操作可 通過在短時間間隔內打開和關閉輸出來實現。這種“時間 比例控制”通過“打開”時間和“關閉”時間的比率變化 來控制溫度。比例控制操作在設定值溫度附近的“比例帶范圍內發生。超出這個比例帶,該控制器用作開關控制器輸出狀態為全開(比例帶以下)或全關(比例帶以上)。 但是,在這個比例帶范圍內時,根據離設定值的測量差的 比率確定輸出狀態是打開還是關閉。在設定值處(比例帶 的中點),輸出的開:關比率為1:1;也就是說,打開時間 和 關閉時間是相等的。如果溫度離設定值較遠,則打開時 間和關閉時間會因溫度差比例的不同而有所不同。如果溫 度低于設定值,則打開的時間更長;如果溫度太高,則關 閉的時間更長。

比例帶通常表示為全比例的百分比或度數。也可以被稱為 增益,增益是比例帶的倒數。請注意,在時間比例控制過 程中,加熱器要應用全功率,但在打開和關閉之間循環,

因此平均時間是不同的。在大部分比例控制器中,循環時 間和/或比例帶是可調的,以便控制器可以更好地與特定 過程匹配。

除機電和固態繼電器輸出之外,比例控制器也可用于比 例模擬輸出,例如4 ~ 20 mA或0 ~ 5 Vdc。通過這些輸出, 實際輸出級別是不同的,而不僅僅是打開和關閉時間,如 同使用繼電器輸出控制器。

比例控制的一大優點是操作簡便。它可能會需要操作員進 行少量調整(手動復位)以便在初始啟動時設置設定值溫 度,或在過程條件發生顯著變化時進行調整。

易發生大范圍溫度循環的系統也需要使用比例控制器 。要根據所需的過程和精度來確定需要簡單的比例控制,還是 需要具有PID的比例控制。

滯后時間長且大上升率大的過程(例如熱交換器)需要 大范圍的比例帶才能消除振蕩。大范圍的比例帶可能會導 致隨負載的變化產生大的偏移。要消除這些偏移,可使用 自動復位(積分)。微分(速率)操作可用于長時間延遲 的過程中,加快過程干擾后的恢復速度。

PID控制器

第三種控制器(PID控制器)可為比例控制器提供積分和微 分控制。該控制器將比例控制與其他兩項調整結合在一起, 可幫助設備自動補償系統中的變化。這些調整(積分和微 分)以基于時間的單位表示;也可以通過其倒數(分別為 RESET和RATE)表示。

比例、積分和微分條件必須使用嘗試誤差法對特定系統單 獨進行調整或“整定”。三種類型的控制器中,PID控制器 可提供準確、wen定的控制,并且shi合用于具有相對 較小質量的系統,這些系統可對添加到過程中的能量變化 做出快速反應。在負載經常變化并期 望控制器能因設定值、 提供的能量或要控制的質量的頻繁變化而自動進行補償的 系統中,建議使用PID控制器。

選擇控制器時還要考慮其他特性。這些特性包括:自動整 定或自整定,在這種情況下儀器將自動計算適合于精密控 制的比例帶、比率值和復位值;串行通信,在這種情況下 控制器可與主機“對話”,以進行數據存儲、分析和整定; 警報,警報可以是閉鎖式(手動復位)或非閉鎖式(自動 復位),可設置警報以在流程溫度偏高或偏低時觸發,也 可在察覺到與設定值發生偏離時觸發;定時器/事件指示 器,可用于標記經過的時間或事件的結束/開始。此外, 繼電器或可控硅觸發輸出控制器可與外部開關(例如SSR 固態繼電器或磁性接觸器)配合使用,以切換高達75 A的 大負載。

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