温度控制和PID简介-外文翻译

　　温度控制和PID简介-外文翻译PID的任务是维持输出在某一个程度上，这样在过程变量(PV)和基准点(SP)上就没有偏差(误差)。

　　“连续过程控制”的例子有温度、压力、流量及液位控制。例如：控制一个容器的热量。对于简单的控制，你需要两个具有温度限定功能的传感器（一个温度下限，一个温度上限）。当低温限定传感器接通时就会打开加热器，当温度升高到高温限定传感器时就会关闭加热器。这类似于大多数家庭使用的空调及供暖设备的温度自动调节器。

　　如果存在过程扰动，即过程变量或基准点迅速变化时，PID就要迅速改变输出，使过程变量快速返回到基准点。如果你有一个PID控制的可进入的冷冻装置，某个人打开门进入，温度（过程变量）将会迅速升高。因此，PID不得不提高冷却(输出)来补偿这个温度的升高。

　　首先要做的是测量过程流体的出口温度，这一任务由传感器(热电偶、热电阻等)完成。传感器连接到发射器上，发射器将传感器的输出信号转换为足够大的信号传送给。接收与温度相关的信号并与期望值进行比较。根据比较的结果，决定如何保持温度为期望值。基于这一结果，再发一信号给执行机构来轮流控制蒸汽流量。

　　反过来，PID能够接受像实际温度这样的输入，来控制阀门，这个阀门能够控制进入加热器的气体流量。PID自动地找到加热器中气体的合适流量，这样就保持了温度在基准点稳定。温度稳定了，就不会在高低两点间上下跳动了。如果基准点降低，PID就会自动降低加热器中气体的流量。如果基准点升高，PID就会自动的增加加热器中气体的流量。同样地，对于高温，晴朗的天气(当外界温度高于加热器时)及阴冷，多云的天气，PID都会自动调节。

　　(4)执行机构，通常是一个控制阀，但并不全是。其他常用的执行机构有变速泵、传送装置和电动机。

　　过程控制系统：自动过程控制系统是指把温度、压力、流量、成份等相关的过程变量保持在要求的运行值的一类系统。过程实际上是动态的。变化总是时时在发生的，此时如果不采取相应的措施，那些与安全、产品质量和生产率有关的工艺参数就不能满足设计要求。

　　一旦过程变量等同于基准点，一个好的PID就不会改变输出。你所要的输出是非常稳定的(不会改变)。如果阀门(发动机或其他件)不断改变，而不是维持恒量，这将造成控制元件更多的磨损。

　　实现该目的的一种方法是首先设定初始温度T(0)，然后与期望值相比较，由比较结果决定如何校正偏差。蒸汽的流量可用于偏差的校正。就是说亚美体育APP下载地址，如果温度高于期望值，就关小蒸汽阀来减小进入热交换器的蒸汽流量；若温度低于期望值，就开大蒸汽阀来增加进入换热器的蒸汽流量。所有这些操作都可由操作员手动完成，操作很简单，不会出现什么问题。但是，由于多数过程对象都有很多变量需要保持为某一期望值，这个校正过程就需要许多的操作员来进行。因此，我们想自动完成这种控制。就是说，我们需要一种无需操作人员介入就可以控制变量的设备。这就是所谓的自动过程控制。

　　这一装置的目的是将流体由入口温度Ti（t）加热到某一期望的出口温度T(t)。如前所述，加热介质是冷凝蒸汽。

　　只要周围没有热损耗，即热交换器和管道间的隔热性都很好，过程流体获得的热量就等于蒸汽释放的热量。

　　在这个过程中很多变量会发生变化，导致出口温度偏离期望值。如果出现这种情况，就应该采取一些措施来校正温度偏差，目的是控制出口温度至期望值。

　　模拟输入（测量量）叫做“过程变量”或“PV”。你希望PV能够达到你所控制过程参数的高精确度。例如，如果我们想要保持温度为1度或—1度，我们至少要努力使其精度保持在0.1度。如果是一个12位的模拟输入，传感器的温度范围是从0度到400度，我们计算的理论精确度就是400除以44096，即0．097656度。我们之所以说这是理论上的因为我们假设温度传感器，电线及模拟转换器上没有噪音和误差。还有其他的假定，如线性等等。即使是有大量的噪音和其他问题，按理论精确度的1／10计算，1度精确度的数值应该很容易得到的。

　　在图3中，阀门用来控制进入加热器的气体，冷却器的制冷，水管的压力，水管的流量，容器的水位或其他的过程控制系统。PID所观察的是PV和SP之间的偏差(或误差)。它观察绝对偏差和偏差变换率。绝对偏差就是PV和SP之间偏差是大还是小。偏差变换率就是——PV和SP之间的偏差随着时间的变化是越来越小还是越来越大。

　　PID可以是独立（也可以叫做单回路），可编程（PLCS）中的，嵌入式是用VB或C#编写的计算机程序软件。