OMEGA温控器

温控器

信息参考来源：美国OMEGA工业测量

温控器的工作原理

为了在无人干预的情况下精确控制过程温度，需要为温度控制系统配备一台控制器。该控制器从热电偶或 RTD 等温度传感器接收输入信号后，将实际温度与所需控制温度（又称设定值）进行比较，最后将输出信号传送给控制元件。控制器是整个控制系统的一部分，因此在选择适当的控制器时，应对整个系统进行分析。选择控制器时应考虑以下因素：

1.输入传感器的类型（热电偶、RTD）和温度范围

2.所需输出类型（机电继电器、SSR、模拟输出）

3.所需控制算法（开/关、比例、PID）

4.输出的类型和数量（加热、冷却、报警、限制）

不同类型控制器的区别与工作原理

控制器共分三种基本类型：开关、比例和PID。根据所控制的系统，操作人员可使用其中一种类型进行过程控制。

开/关控制

开关控制器是最简单的一类温度控制设备。此类设备的输出非开即关，无中间状态。只有温度跨越设定值时，开关控制器才会切换输出。在加热控制中，当温度低于设定值时输出接通信号，高于设定值时则输出断开信号。每当温度跨越设定值时，控制器都会切换输出状态，因此过程温度将不断循环，由设定值以下上升到以上，再降回至设定值以下。为防止因循环速度过快而损坏接触器和阀门，应在控制器操作中增加一个开关差值，又称“迟滞”。采用这种机制时，只有在温度超过设定值一定程度后，输出才会再次关闭或打开。这样，当温度围绕设定值上下循环波动时，可防止输出“抖动”或快速频繁的切换。开关控制通常用于以下应用场合：无需精确控制的应用、无法处理热源频繁开关的系统、因质量较大而温度变化极为缓慢的系统，以及温度报警。限值控制器是用于报警的一种特殊类型开关控制。这种控制器采用必须手动复位的自锁继电器，可在达到特定温度时关闭过程。

比例控制

比例控制旨在避免开关控制中的反复循环。当温度接近设定值时，比例控制器将降低为加热器提供的平均功率。这样可延缓加热器的加热速度，使温度不会超出设定值，而是接近设定值并维持稳定的温度。这种比例控制可通过控制接通和断开时间来实现。“时间比例控制”可改变“接通”时间与“断开”时间的比例，从而实现温度控制。比例控制在围绕设定值温度的“比例带”内进行。在比例带以外，控制器相当于一个开关设备，只有完全接通（比例带以下）或完全断开（比例带以上）两种输出。但在比例带以内，控制器输出将根据测量点与设定值的差值而按比例地接通和断开。在达到设定值时（比例带中点），输出的通断时间比为1:1，即接通时间和断开时间相等。如果温度接近设定值，通断时间将根据温度差而成比例地改变。如果温度低于设定值，输出的接通时间更长；如果温度过高，则输出的断开时间更长。PID 控制

第三种控制器类型在比例控制的基础上引入积分和微分控制，即PID 控制。这种控制器将比例控制与另外两种调整机制相结合，有助于设备对系统中的变化进行自动补偿。积分和微分调整以时间为单位来表示，又分别称为“复位”和“速率”调整。必须针对特定系统通过反复试错来调整或“整定”比例、积分和微

分项。在三种控制器类型中，PID 控制器的精确性和稳定性最高，最适合用于质量相对较小的系统，以

及对过程中能量的变化十分敏感的系统。对于负载变化频繁的系统、以及因设定值、可用能量或被控质

量的频繁变化而需要通过控制器进行自动补偿的系统，都建议使用此类控制器。

OMEGA 提供多款可自动进行自整定的控制器，即自整定控制器。

标准尺寸

由于温控器通常安装在仪表板中，因此面板必须为温控器预留合适的空间。为便于更换不同型号的温控器，大部分温控器均采用标准的DIN 尺寸设计。最常用的DIN 尺寸如下所示。

开关控制器

开关控制器是一种最简单的控制器，可进行开关控制操作。

自整定PID 控制器

PID 控制器可实现非常严格的控制，但PID 算法需要进行整定。自整定控制器可实现该功能。

多回路控制器

每个控制回路通常包含一路输入和至少一路输出。OMEGA 提供多种可处理多个控制回路的多回路控制器。OMEGA 的CN1507 最多可处理7 个控制回路。

安全限值控制器

安全限值控制器是一种采用锁存输出的开关控制器。当输出状态发生改变后，需要手动复位才能复原。安全限值控制器通常作为冗余控制器使用，以便在达到不希望的限值时关闭过程。

温度开关

可调式温度开关适合于需要经济型温控解决方案的应用场合。温度开关通常不十分复杂，相比更为复杂的电子控制而言更易于设置。