溫度控制系統基本結構
溫度控制系統通常由控制對象、溫度傳感器、溫控器和執行器四個部分組成(如圖1所示)。在溫度控制系統中控制對象可以是一個具體的裝置，也可以是一個過程，它的溫度是被控制量，控溫終結果就是保持控制對象的溫度恆定或者使溫度按照某種規定的程序變化。
初次接觸一個溫度控制對象，這個溫度控制該怎麼做？昌暉儀表工程師和你分享這當中的訣竅：高質量溫度控制必須建立在充分了解控制對象特性的基礎上！
溫度控制對象熱特性主要包含熱容量、靜特性、動特性和干擾等方面的信息，下面分別說說：
①熱容量。熱容量表示加熱的難易程度，和爐容積的大小有關。
②靜特性。靜特性表示加熱的能力，取決於加熱器容量的大小。
③動特性。動特性表示加熱初期的上升特性(過渡響應)，與加熱器容量、爐的容量大小有複雜的關係。
④干擾。干擾指導致溫度變化的原因。比如恆溫槽的門的開關等會導致干擾。
筆者以某焊料化工有限公司熔錫中頻爐溫度控制爲例，講講對溫度控制對象特性的瞭解有多重要。某焊料化工有限公司採購來電話訂購溫控器，溫控器的技術要求爲96×96mm外形，PID調節器，控制輸出爲4-20mA，AC220V供電，輸入信號爲Pt100，按照用戶技術參數溫控器選型爲YR-GAD905-020-08-HLNN-N-N-T。但用戶使用該型號溫控器在更換原進口設備上損壞儀表後溫度控制品質完全達不到客戶預期要求，無法達到原進口溫控器控制效果，問題主要表現幾個方面：
①中頻爐在冷爐啓動階段溫控器輸出電流值太大，對中頻爐設備安全運行有影響；
②控溫超過控制目標值2℃，爐溫超溫導致產品不符合質量指標；
③超溫後溫控器不能控制爐子溫度下降，嚴重影響工廠生產效率，客戶認爲溫控器質量有問題；
用戶的反饋讓昌暉儀表疑惑是不是客戶沒有整定好溫控器PID參數，便直接排技術人員前往現場。在使用現場瞭解的被控對象的實際工況是這樣的：用新購溫控器更換原進口設備上已損壞的溫控器(因原儀表技術參數不詳，用戶所提供的技術參數是根據控制系統接線圖前後關聯關係及設備參數確定)；被控對象爲2000kW中頻爐；中頻爐使用工人反映原進口溫控器在爐子剛升溫階段控制中頻爐的電流是很小的，維持一段時間待爐溫開始大幅上升後輸出電流纔會增大，然後又會保持一段時間，大概四五次這樣的過程後，溫控器就將爐溫恆定在所需要的溫度，沒有超溫現象；爐子從冷態到生產所需要的溫度其升溫過程大概持續30分鐘；昌暉技術人員在現場觀察中頻爐的升溫過程還發現冷爐在加溫過程中爐子升溫的速率會越來越快，在接近控制目標值20攝氏度範圍時爐溫升溫速率爲1℃/min；進口中頻爐的保溫異常好，在不添加冷料的情況下，爐子溫度降低1℃基本需要30min，原設備在正常使用中因沒有超溫，這一現象工人也沒有留意過。現在超溫2℃，即使溫控器輸出爲最小4mA，爐溫在短時間內基本沒有變化(保溫好的原因)。
根據現場實際工況，型號爲YR-GAD905-020-08-HLNN-N-N-T單迴路人工智能溫控器達不到現場使用要求是肯定的，現場工況需要使用多段可編程調節器！昌暉儀表隨及更換人工智能PI算法的60段可編程調節器YR-GAP905-020-08-HLNN-N-T，將中頻爐溫度控制過程分爲六段，每段不使用不同控制週期時間、不同控制目標值和不同PID參數，成功實現了爐溫的無超調無欠調控制，且滿足了中頻爐升溫過程中不同階段電流輸出要求。這是印證“高質量溫度控制都必須建立在充分了解控制對象的特性基礎上”這句話的一個真實案例。
不同的應用對溫度控制系統品質要求各異，應結合實際情況選用不同類型溫控器和控制方法，在《溫度控制系統構成及應用》這篇文章中有詳細介紹，大家不妨前往閱讀。