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臺達(dá)溫控器PID控制原理及在塑料機(jī)械上的應(yīng)用
（作者未知） 2009/11/30
（接上頁）積分量則愈小。
本文示例設(shè)備的出廠的I默認(rèn)值為260，是為避免積分量太大，會造成加熱溫度過高產(chǎn)生振蕩，而又為何在此擠出機(jī)中執(zhí)行Auto Tuning會測得過小的I 值呢？如圖6中所示，I值是由（周期時間/2）計(jì)算取得，而塑機(jī)中的溫度下降速度（不激活風(fēng)扇）是相當(dāng)緩慢的，所以I值將相當(dāng)?shù)拇�，但我們利用風(fēng)扇加速風(fēng)扇的冷卻，此時周期時間大大的縮短，I值相對的也大大的變小了，因此振蕩情形也更加的劇烈了。
自動整定(Auto Tuning)的動作完成后，控制器也將自動填入一值至參數(shù)Iof 中，目的是當(dāng)我們以PID方式控制時，我們知道于系統(tǒng)穩(wěn)定時(PV現(xiàn)在值=SV設(shè)定值)，此時P量是為零的，所以必須藉由I量來控制穩(wěn)定所需輸出量，此輸出量可由系統(tǒng)穩(wěn)定時參數(shù)OUT來得知，以此擠出機(jī)為例，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，進(jìn)入?yún)?shù)觀察輸出量13%，因此系統(tǒng)將此值(13)自動填入Iof參數(shù)中，當(dāng)我們重新再激活系統(tǒng)時，輸出量將為P量 + Iof量，如此可加速加熱的過程時間。
3.3 微分常數(shù)D參數(shù)原理定義
D值指的是微分量。當(dāng)系統(tǒng)溫度產(chǎn)生變化時，將激活D量控制。若于加熱的系統(tǒng)中，溫度快速的下降，此時U(輸出量)=P量+I量+D量。相反的，系統(tǒng)中溫度快速的上升，此時U(輸出量)=P量+I量-D量，因此D量是用來控制溫度急劇變化時，輸出的快速反應(yīng)以減少和設(shè)定值的誤差。D量值是由公式中TD*1/Pb de/dt 計(jì)算取得，因此當(dāng)D值愈大時，反應(yīng)的速度愈快；反之，D值愈小，反應(yīng)速度愈慢 (圖7)。
綜合以上所述，D值是否愈大愈好呢?我們?nèi)绻麑值設(shè)定的過大，只要溫度一產(chǎn)生變化，將會造成溫度的快速反應(yīng)，反倒是會造成振蕩的情形。若D值設(shè)定非常大時，則溫度略有變化即輸出急劇改變，甚至產(chǎn)生發(fā)散現(xiàn)象而無法控制。
3.4 臺達(dá)DTA系列溫控器輸出選型
當(dāng)選擇繼電器為輸出的DTA系列溫控器輸出類型機(jī)種并執(zhí)行PID控制時，此時請注意控制周期的問題。此考慮在于Relay的壽命，因此出廠值為20秒，而于電壓及電流為輸出的機(jī)種中，因較無壽命的問題，出廠值為4秒，而輸出控制是以PWM(可調(diào)脈寬)的方式來執(zhí)行(圖8)，因此若是加熱速度較快并且控制周期較長時，可能會造成溫度的振蕩，原因在于若是輸出量為40%，此時周期時間為20秒，則將會執(zhí)行。藉由上述可知，控制周期的大小是會影響控制上的精度，因此使用上需在精度及Relay壽命上取得平衡，或是改為其它輸出的機(jī)種來克服此問題。
4 結(jié)束語
1于擠出機(jī)中，如果使用DTA中的警報(bào)輸出作為冷卻控制，此時執(zhí)行自我整定(Auto Tuning)的動作，所測得之PID值是不正確的。
2 在可執(zhí)行自我整定的系統(tǒng)中，建議先執(zhí)行整定功能，除非控制效果不足，才考慮手動調(diào)整PID方式。
3出廠的PID值適用于大部分的系統(tǒng)中，此出廠值優(yōu)點(diǎn)為穩(wěn)定，但需略長時間達(dá)設(shè)定值。
4某些品牌的控制是以全輸出方式，當(dāng)溫度超過設(shè)定值1～2度即激活風(fēng)扇急速降溫，因此溫度振蕩，并且風(fēng)扇激活頻繁，增加能源消耗。
5 DTA的PID控制中，溫度將不易超出設(shè)定值，因此風(fēng)扇幾乎不動作，于設(shè)備未運(yùn)轉(zhuǎn)時溫度幾乎是穩(wěn)定在設(shè)定值，運(yùn)轉(zhuǎn)中因原料的流動，可達(dá)上下2～3度的誤差。
6 DTB和DTC系列中因提供雙輸出功能，因此可直接執(zhí)行整定功能，或直接以出廠之PID值運(yùn)行，也可達(dá)正負(fù)2度的精度要求。
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