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请教PID控温,被控对象是1个2.5kW的加热管,...

 乐无忧

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请教PID控温,被控对象是1个2.5kW的加热管,给炉子加热;温度检测用K偶,位置大概在炉子上半部分。要求控制温度达到500±50℃和425±50℃。
以上是全部要求,无其他内容。下面全部是我自己操作,非控制要求。实际调试时发现,我自己给加热管连续加热3分钟后停止,温度采集到依旧是室温。大概间隔7、8分钟,K偶才检测到温度上升。20分钟左右,温度达到最高值,并逐渐下降。期间没使用PID和PWM控温。然后使用PLC自带的控温模式自整定,自整定过程中,设定80度为目标温度,第一次达到80度后,PWM停止工作,温度上升至120度才开始下降。下降速度每20分钟下降10度。加热管就一个,2.5kW,功率不可调。3分钟我随便给的。摸索用的。7、8分钟温度才开始上升,是设备实际情况,并非控制要求。
上面是全部的要求,和实际调试过程中发现的规律。现在有点难住了,温度下降太慢,想让控温效率高并且稳定。最想要的效果是,上升温度,接近要求温度后,上升速率变缓,逐渐接近目标值。尽量不超调。

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1.温控表控制相对简单而且精准一点,有防超调的功能2.用plc的话可以考虑试试死区,因为温控有滞后性,肯定不能到80度再关闭加热,你到70 60就可以把pid关了,具体多少要调试了看。
上温控表吧,温度这种大滞后系统普通的pid很难调的,况且实际现场中除了那种特别大的项目会把温度集成到系统之中,很多中小项目都是单独用温控器去控制,最多也就是通讯读写一下实际值和设定值的
在PID控制温度的系统中,加热管的功率,以及材料热容和热传导特性都会影响温控的效果。对于2.5kW的加热管,应选择合适的PID参数(比例P、积分I、微分D),以确保温度保持在设定值。开始时需要进行实验来调整这三个参数,观察温度曲线,并根据反应速度和稳态误差逐步优化。
K热电偶的位置选择也会影响PID调节的效果,合适的安装位置会使检测准确,能够正确反映炉内温度。建议在设计阶段考虑热传导和对流对温度的影响,通过反馈来调整加热强度。若遇到过冲或无法稳态的问题,可能需要在PID算法中加入其他萎缩算法,以适应加热管的特性,改善温度控制的精度和响应速度。
在PID控制温度设计中,控制器的参数需要针对加热管的特性进行调节。PID控制器的输出可以用于调节加热管的加热功率。设置合理的目标温度,通过反馈的实际温度(由K型热电偶检测)与设定温度进行对比,PID控制器将不断调整控制信号,以减小误差并达到目标温度。在选择PID参数时,可以通过试验调整或使用自整定方法进行优化,以确保系统在任何工作条件下的稳定性和快速响应。

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