非常好用的模糊pid温度控制算法_高度集成高速多点温度PID控制方案

一、概述

在温度控制应用中，传统是采用温控仪表作为控制器，在面板开孔安装，若温控点数较多时，安装麻烦，不美观，成本也高。随着触摸屏、工业PC、PLC的广泛应用，几乎每条生产线、每台设备都配备有触摸屏，有的甚至是多屏，因此将温控功能做在这些控制器里面已是首选。通过触摸屏，除了方便操作、灵活处理外，温度历史曲线、实时曲线、数据记录、配方等等就很容易做出来，这是传统温控仪表方案无法比拟的。

二、常用方案及比较

常用方案如下：

方案1：在PLC里实现温控功能。PLC通过温度采集模块周期采样各个温控点温度，根据设定目标温度，及有关PID参数进行运算，并输出相应控制量，从而达到温控的目的。一般PLC的浮点运算能力不太强，因此处理的温控点不宜太多。

方案2：在工控机里实现温控功能。温度输入、控制输出采用现场总线模块或板卡，与方案1差不多，但工控机运算能力要强得多，因此能够处理较多的温控点运算控制。

方案3：采用多路温控模块。以模块HTK-SV6-12为例，它是集8个温控仪功能于一体，独立温控，提供通信接口，可与各大品牌HMI、PLC或计算机联网控制。

方案1、2使用的采集模块AD分辨率为0.1°基本满足需要，由于受通信速度的影响，因此采样周期一般为1s，即每秒进行1次PID运算处理，响应较慢，方案3以模块HTK-SV6-12为例，其AD为20bit，分辨率更细，采样周期为20ms，即每20毫秒运算1次，故对于微小的温度变化能及时作出响应，因此在性能方面更胜一筹。另外，模块HTK-SV6-12支持热电阻或热电偶全量程范围输入，支持4-20mA模拟量及晶体管开关量输出，具有自整定模糊PID、限斜率温控、通道间温差控制等灵活实用的功能，能胜任目前多数的温控系统。

在应用系统开发方面，方案1、2需要编写和调试大量温控程序，对开发者有一定的温控设计技术能力要求，故开发周期长，方案3则简便得多，因为所有的温控功能已集成在温控模块中，如果用触摸屏连接模块HTK-SV6-12，就好像操控一台PLC一样，显示温度、设定温度、设定PID参数、自整定是很容易实现，用PLC连接只需要简单的通信程序，温控的问题就交给模块HTK-SV6-12完成。

因此，从系统开发成本和控制性能考虑，采用多路温控模块实现多点温度控制是首选。

三、应用示例

模块HTK-SV6-12多路温控模块可连接固态继电器、调功器、电动调节阀、气动调节阀等各种控制单元，能实现加热控制、加热冷却控制，可以用于各种常规温控场合。如：塑料机械的挤出机、压延生产线、发泡炉、涂布机等，食品机械的糖果机械、方便面生产线等；玻璃机械的钢化炉，印染整烫设备，锂电池生产设备。

以下是某生产线的电气控制系统图：

主要特点：12点温控采用1台模块HTK-SV6-12，由PLC的RS485口连接；多个触摸屏联网，在每个操作位能显示、设置温度；温度记录、温度曲线功能，方便生产工艺管理。

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