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温度控制简介和PID控制器
过程控制系统 自动过程控制系统是指将被控量为温度、压.力、流量、成份等类型的过程变量保持在理想的运行值的系统。实际上过程是动态的。变化总是会出现，此时如果不采取相应的措施，那些与安全、产品质量和生产率有关的重要变量就不能满足设计要求。
为了说明问题，计我们来看一下热交换器。流体在这个过程中被压缩的过热蒸汽加热，如图1所示。
图1热交换器
这一装置的主要目的是将流体由入口温度Ti(t).加热到某一期望的出口温度T (t)。如前所述，加热介质是压缩的过热蒸汽。
只要周围没有热损耗，过程流体获得的热量就等于蒸汽释放的热量，即热交换器和管道问的隔热性很好。
很多变量在这个过程中会发生变化，继而导致出日温度偏离期望值。如果出现这种情况，就该采取一些措施来校正偏差，其目的是保持出日温度为期望值。
实现该目的的一种方法是首先测量r(0)，然后与期望值相比较，由比较结果决定如何校正偏差。蒸汽的流量可用于偏差的校.正。就是说，如果温度高于期望值，就关小蒸汽阀来减小进入换热器的蒸汽流量；:若温度低于期望值，就开大蒸汽阀，以增加进入换热器的蒸汽流量。所有这些操作都可由操作员手工实现，操作很简单，不会出现什么问题。但是，由于多数过程对象都有很多变量需要保持为某一期望值，就需要许多的操作员来进行校正。因此，我们想自动完成这种控制。就是说，我们想利用无需操作人员介入就可以控制变量的设备。这就是所谓自动化的过程控制。
为达到上述日标，就需要设计并实现一个系统。图2所示为一个可行的控制系统及其基本构件。
图2热交换器控制循环
首先要做的是测量过程流体的出口温度，这一任务由传感器(热电偶、热电阻等)完成。将传感器连接到变送器上，由变送器将传感器的输出信号转换为足够大的信号传送给控制器。控制器接收与温度相关的信号并与期望值比较。根据比较的结果，控制器确定保持温度为期望值的控制作用。基于这一结果，控制器再发一信号给执行机构来控制蒸汽流量。
下面介绍控制系统中的4种基本元件，分别是: (1)传感器，也称为一次元件。 (2)变送器，也称二次元件。 (3)调节器，控制系统的“大脑”。
(4)执行机构，通常是一个控制阀，但并不全是。其他常用的执行机构有变速泵、传送装置和电动机。
这些元件的重要性在于它们执行每个控制系统中都必不可少的3个基本操作，即:
(1)测量：被控量的测量通常由传感器和变送器共同完成。
(2)决策：根据测量结果，为了维持输出为期望值，控制器必须决定如何操作。
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