台达温控器PID控制原理及在塑料机械上的应用
摘要：塑料制品在生产生活中无处不在 。塑料生产设备多种多样 。双螺旋给料机多数利用热塑性原理工作的塑料生产设备的设备都会用到温度控制器 。本文以塑料挤出机为例介绍台达温控的PID控制原理及应用 。
&nb单辊破碎机sp; 关键词：台达温控器PID塑料机械
&nb螺旋给料机sp;1引言
塑料有其独特的热塑性物理化学特性 。在塑料砂石料筛分设备行业的生产过程中 ，加工温度的控制 ，是
决定产品质量最重要的环节之一微型电磁振动喂料机 。塑料挤出机（图1）一般有单螺杆和双螺杆之分 ，主要用来挤制软、硬聚氯乙烯、聚乙烯等热塑性塑料之用 ，与相应的辅机（包括成型机头）配合 ，可加工多种塑料制品 ，如膜、管、棒、板、丝、带电缆绝缘层及中空制品等 ，亦可用于造粒 。台达DTA等系列温控器利用PID控制算法 ，保证在复杂生产vwin德赢网官方下载中 ，精确控制原料生产温度 ，避免因为温度过高或者过低造成废品率高的现象 。以图2为例 ，一台挤出机中使用多个DTA温控器控制加热 ，并且于每个加热器上 ，对应配有一组散热风扇 ，或者水冷装置 。
&n复合式制砂机bsp; 2塑料挤出机温度控制原理
青石制砂机 2.1控制要求
基于原材料的物理物理化学特性 ，要求控制温度不能超过设定温度正负2摄氏度 。温度过低 ，皮带称重给料机挤出口出料不畅 ，造成前端挤出机构负载过大；温度过高 ，则可能改变原料特性导致成品报废 。
2.2控制方法密封锤式破碎机分析
1控制方法效果比较 。根据对象特性与现场考察 ，如果控制方式选择较为容易操作的ON-OFF控制方式 ，此GZ系列电磁振动给料机方式会导致目标温度振荡超差 。在理想的工艺控制范围 ，ON-OFF控制是无法达到稳定的 ，而PID控制会比ON-OFF更加的精确 。
2PID控制参数自整定的适用性分析 。虽然台达DTA系列温控器具有智能化PID参数自整定功能 ，但是由于不支持双程对象控制 ，因此当选择PID自整定控制方式时 ，反而会造成精度误差更大 。原因是DTA温控器不支持双输出的功能 ，所以只可单选加热 ，挤出机上方配备的冷却风扇则是利用DTA的警报输出来触发 ，作为冷却输出 。而DTA的自整定 ，必须在自然过滤筛分机冷却或者冷却方式相对恒定的vwin德赢网官方下载进行 ，而利用警报来做冷却控制 ，实际已变成突发事件 ，不在正常的情形之下 ，如此会造成降温时间及振荡周期变短 ，将造成振荡情形更加的剧烈 。
3PID控制参数人工整定的适用性分析 。由于挤出机设备出厂值是一般能达到控制要求的 ，所以于此设备中 ，以出厂值即悬挂输送链可达到所需的要求 ，反倒是执行自整定会测得不正确参数 ，造成温度的上下振荡 。如果对于有些场合 ，温度上升需要加快的话 ，适当调小P值即可 。
4由于塑料设备冷却速度非常的慢 ，所以超温时利用警报输出来触发风扇加速冷却 。需要注意DTA中使用警报进行风扇冷却 ，须将ALARM范围设定的较大（如超出4度时才执行） ，因为除非异常情形 ，平时下料机温度是不易超出此范围的 ，如果ALARM设定过小(如1度) ，超出设定值即冷却 ，会造成冷却速度太快 ，产生温度振荡 。
3DTA仪表湿煤破碎机PID控制原理及调整方式
气流筛;3．1比例带PB参数原理定义 操作器的P值只是也是比例表带(PB)；I临界值会员积分日子(Ti)；D临界值微分日子(Td) 。 P值指的是正比(图4) ，若果P设置为20 ，SV（梦想平均摄氏度因素）设置为150度 ，此时此刻于150-20=130度的时候 ，模拟的输出的将以全模拟的输出的的方式方法来下达 ，之所以咧若果大家将P值调正的过于小 ，则可以生成平均摄氏度因素蒸汽受热过高的行政行为 。出产值P为47.6 ，若大家欲做到的平均摄氏度因素为100度 ，则于100-47.6=52.4度时即呈现正比调整模拟的输出的量 ，之所以咧必须蒸汽受热速率好快 ，要不然不带来左右侧自由振荡的行政行为 。
图4比例带PB控温效果
比例带PB控制输出量的大小是控制温度精度的基础因素 ，根据PID算法的输出量公式如下：
由以上可得知 ，I及D为零时 ，输出量即为1/PBe ，故只有P控制 。而e=PV(现在值)–SV(设定值) ，所以也可得知 ，当目前温度已等于设定温度时 ，e值即为零 ，此时P控制中即无输出量 ，P无输出量是无法将温度一直保持在设定值的 ，此时便需利用I控制来执行补偿的动作 。
3.2积分常数I参数原理定义
I值指的是积分量 。由上述公式中可得知 ，输出量是由P量+I量+D量 ，所以当未进入比例控制时 ，是不执行I控制的 ，因这时系统已处于全输出状态 ，I量无法再增加上去 。那么 ，控制的积分量将于何时来激活积分动作呢？如图5所示 ，积分动作触发时机为温度先由上升至反转下降的时候 ，vwin德赢网官方下载可推论 ，于加热开始时 ，原本温度即会产生超调现象 ，若此时再增加积分量 ，那么温度也就过高更多了 。因此当vwin德赢网官方下载激活积分动作时 ，此时公式中1/Ti*1/PB∫edt也随之运算 ，式中也可知Ti是位于算式中分母的位置 ，所以当Ti值愈小时 ，所算得的积分量愈大；反之 ，Ti值愈大 ，则计算的积分量则愈小 。
图5积分常数I控温效果（1）
本文示例设备的出厂的I默认值为260 ，是为避免积分量太大 ，会造成加热温度过高产生振荡 ，而又为何在此挤出机中执行AutoTuning会测得过小的I值呢？如图6中所示 ，I值是由（周期时间/2）计算取得 ，而塑机中的温度下降速度（不激活风扇）是相当缓慢的 ，所以I值将相当的大 ，但vwin德赢网官方下载利用风扇加速风扇的冷却 ，此时周期时间大大的缩短 ，I值相对的也大大的变小了 ，因此振荡情形也更加的剧烈了 。
自动整定(AutoTuning)的动作完成后 ，控制器也将自动填入一值至参数Iof中 ，目的是当vwin德赢网官方下载以PID方式控制时 ，vwin德赢网官方下载知道于系统稳定时(PV现在值=SV设定值) ，此时P量是为零的 ，所以必须藉由I量来控制稳定所需输出量 ，此输出量可由系统稳定时参数OUT来得知 ，以此挤出机为例 ，当系统稳定时 ，进入参数观察输出量13% ，因此系统将此值(13)自动填入Iof参数中 ，当vwin德赢网官方下载重新再激活系统时 ，输出量将为P量+Iof量 ，如此可加速加热的过程时间 。
3.3微分常数D参数原理定义 D值指的是微量用 。当体统温暖引起变幻时 ，将软件激活D量把控好 。若于电加热的体统中 ，温暖快捷的骤降 ，此刻U(输送量)=P量+I量+D量 。反的 ，体统中温暖快捷的持续上升 ，此刻U(输送量)=P量+I量-D量 ，由此D量是拿来把控好温暖激增变幻时 ，输送的快捷化学响应以少和快速设置值的数据误差 。D量值是由测算公式中TD*1/Pbde/dt测算认定 ，由此当D值愈大时 ，化学响应的快慢愈快；反过来就 ，D值愈小 ，化学响应快慢愈慢 。终合往上所论 ，D值可否愈大愈好呢?自己若将D值设置的过大 ，凡是平均热度一带来了变化无常规律 ，将要形成平均热度的快捷作用 ，岂不是是会形成谐振的事由 。若D值设置如此大时 ，则平均热度较前变化无常规律即输入输出陡然变更 ，乃至带来了数列收敛毛细现象而不可设定 。
3.4台达DTA系列温控器输出选型
当选择继电器为输出的DTA系列温控器输出类型机种并执行PID控制时 ，此时请注意控制周期的问题 。此考虑在于Relay的寿命 ，因此出厂值为20秒 ，而于电压及电流为输出的机种中 ，因较无寿命的问题 ，出厂值为4秒 ，而输出控制是以PWM(可调脉宽)的方式来执行 ，因此若是加热速度较快并且控制周期较长时 ，可能会造成温度的振荡 ，原因在于若是输出量为40% ，此时周期时间为20秒 ，则将会执行 。藉由上述可知 ，控制周期的大小是会影响控制上的精度 ，因此使用上需在精度及Relay寿命上取得平衡 ，或是改为其它输出的机种来克服此问题 。
4结束语
1于挤出机中 ，如果使用DTA中的警报输出作为冷却控制 ，此时执行自我整定(AutoTuning)的动作 ，所测得之PID值是不正确的 。
2在可执行自我整定的系统中 ，建议先执行整定功能 ，除非控制效果不足 ，才考虑手动调整PID方式 。
3出厂的PID值适用于大部分的系统中 ，此出厂值优点为稳定 ，但需略长时间达设定值 。
4某些品牌的控制是以全输出方式 ，当温度超过设定值1～2度即激活风扇急速降温 ，因此温度振荡 ，并且风扇激活频繁 ，增加能源消耗 。
5DTA的PID控制中 ，温度将不易超出设定值 ，因此风扇几乎不动作 ，于设备未运转时温度几乎是稳定在设定值 ，运转中因原料的流动 ，可达上下2～3度的误差 。 6DTB和DTC系列表因其展示 双输出电压作用 ，对此可随时继续执行整定作用 ，或随时以量产之PID值执行 ，也大约正负符号2度的vwin德赢网官方下载度较标准 。
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