長期以來，溫度控制一直是工業自動化控制中的難點。由于溫度參數的滯后、時變和非線性，而且溫控同時受到負荷變化、燃料波動、多區域溫度等多種因素的影響，溫度控制要做到精準、穩定可靠并不是一件容易的事。
 

　　工業溫度控制有著多種方法，其中常用的是PID控制。PID溫度控制器作為其中的關鍵組件，其精確的溫度控制功能在各個領域均發揮著重要作用。無論是化工、制藥、食品加工等傳統工業領域，還是半導體、新能源、環保、生物技術等新興領域，PID溫度控制器都發揮著不可或缺的作用。
 

　　作為全球溫控器的知名廠商，azbil(阿自倍爾)創新地推出了新一代數字顯示溫度控制調節器，不僅在48*48mm規格儀表上實現了5位顯示，支持最快25ms的控制周期，可以通過高精度輸入精度，實現被控過程變量(溫度、流量、壓力)的高精度控制，而且內置了包括PID智能仿真、超調抑制調節、以及阿自倍爾自主研發的控制技術FF-Fitter，可以輕松解決溫度控制的難題。
 

        01  PID仿真：離線PID整定及優化

 

　　通常各廠家儀表都提供了自動獲取PID參數的自整定功能，但是受裝置結構特性(不允許溫度大范圍波動)及生產效率(自整定時間過長)限制等，無法使用自整定功能來獲取PID參數，另外也存在自整定出來的PID參數控溫效果不理想，無法達到工藝要求的情況。
 

　　型號C1A數字顯示調節器搭載了阿自倍爾專有的PID仿真技術，可以通過獲取一段監控數據后，在離線狀態下進行PID參數的自整定及優化，可以有效避免以上課題中所述的兩個問題。不僅可以通過軟件自動獲取最佳PID圖，也可以通過手動拖動滑塊來進一步優化PID參數圖，當得到最佳PID參數后，可以將參數下載至現場的型號C1A儀表中，此時現場裝置的實際在線控制效果就可以接近或達到離線狀態下的優化效果。
 

        02  SP.lag控制算法破解大滯后超調難題

 

　　以真空爐為代表的大滯后裝置，在工藝升溫階段，為了保護裝置結構不被破壞，需要按照一定速率(斜率升溫)控制溫度到達目標工藝溫度，但是從斜率到保持段時會發生溫度超調現象，當超調量超過工藝允許精度時，需要等待溫度穩定后開始工藝，而大滯后裝置的降溫速率通常較慢，等待時間會嚴重影響生產效率。
 

　　型號C1A數字顯示調節器搭載了阿自倍爾自主研發的控制算法SP.lag，在斜率升溫時，可以在保證升溫速率與要求一致的前提下，降低或避免溫度到達保持段時的溫度超調，改善控溫品質，同時可以避免溫度回到工藝要求精度范圍的等待時間，從而提升生產效率。此功能不僅在斜率升溫(升溫速率可控)場合，在階躍升溫時，也可以起到抑制超調的作用，尤其針對具有一定真空度以及溫度大滯后的工藝環境，可以達到良好的控溫效果。
 

        03  FF-Fitter：實現更精準的溫度控制

 

　　在半導體干法刻蝕、勻膠固化、醫藥包裝等裝置及工藝過程中，常會因生產工藝需求，出現固定時間頻率及強度的干擾信號，例如包裝過程的瞬間壓合造成控穩點溫度快速下降，需要盡可能的快速恢復干擾造成的溫度波動，避免影響產品的品質，以及降低生產效率。
 

　　型號C1A數字顯示調節器搭載了阿自倍爾自主研發的控制算法FF-Fitter，是在PID控制的基礎上，結合了前饋及增益控制的復合運算，針對各類具有固定頻率恒定干擾的過程控制場合，可以有效改善控制品質，提升生產效率。控制概念如下圖所示，在啟功能前，控制由PID主導，當啟動FF-Fitter控制功能后，依次通過FF1(強制)、FF2(增益)、FF3等步驟結合PID實現復合運算控制，來降低干擾對被控變量的影響，從而減小溫度超調、縮短溫度穩定時間，有效提升生產效率。
 

　　04  無需PLC編程即可實現雙向數據通訊
 

　　隨著大數據以及物聯網應用需求的快速增長，以及現場對連鎖控制的要求和對溫控儀表與PLC的通訊需求的日益加強，不同廠商間通訊協議差異帶來的問題也越發凸顯。這意味著每當需要更換PLC系統或溫控儀表時，就不得不重新開發通訊程序，這一過程不僅加重了工作負擔，而且可能引入運行上的風險，比如程序錯誤(BUG)，從而對系統的可靠運行和安全性構成了潛在威脅。
 

　　型號C1A數字顯示調節器內置了眾多主流PLC廠商的驅動協議，通過簡單的參數設定(PLC品牌或協議的指定)，再通過地址表的填寫(地址映射)，即可實現數據的雙向通訊。由于通訊的建立由型號C1A獨立實現，因此無需PLC側編寫通訊程序，可以有效降低PLC側的程序復雜性。針對需要臨時擴展溫控儀表通訊的場合，可以大幅降低工作負荷，節約現場維護成本。