什么是时间比例控制

2017/5/26 14:36:04 人评论 次浏览 分类:过程控制  文章地址:http://www.textrasoft.com/tech/626.html

时间比例控制是在位式控制的基础上发展而来的,时间比例控制仍然是靠继电器的开关动作来实现控制。位式控制只有"开"和"关"两种状态,其输出不是100%,就是0%。如果想办法使得在被控温度给定值附近,让继电器不停地周期性地接通和断开,并使接通和断开的时间会随着温度的偏差而变化,就可起到相当于连续控制加热电流的作用。此时继电器触点接通时间与断开时间之和称为动作周期T,而触点接通时间T1与动作周期T之比为时间比值ρ,即:
                 式中T1为继电器触点接通时间;T2为继电器触点断开时间。  
这样时间比值ρ和输入加热器的功率大小相对应。若使控制器做到温度上升时ρ减小,使触点接通时间T1减小,触点断开时间T2增加;若温度下降时使ρ增大,使触点接通时间T1增加,触点断开时间T2减小,就达到了控制温度的目的,这种控制方式就是时间比例控制。能起比例作用的范围占满刻度的百分数,称为比例带。图1是时间比值与温度偏差的关系。一般要求温度偏差为零时,即实际温度为给定温度时T1=T2,这时相当于50%的平均加热功率。当温度高于给定值时,ρ值变小,这时T1<T2,相当于平均加热功率小于50%。当温度低于给定值时,ρ值变大,这时T1>T2,相当于平均加热功率大于50%。
 时间比值与温度偏差的关系 
图1   时间比值与温度偏差的关系   

时间比例控制方式虽然仍是继电器触点的通断,但是由于其动作周期相对于被加热的热惯性来说是很短的,并且通断时间比值又是随温度的偏差而变化的,所以它能把温度稳定在所要求的某一数值上。其控制效果比位式控制要好,时间比例也有不足之处,如在应用时会出现静差,就必须重调给定
 
以上分析是以动圈仪表为例的。那继电器输出的温控器又是怎样做的呢?继电器输出的温控仪其时间比例输出,也是通过调整内部继电器的通断比例来实现的,其输出值大小正比于方波的占空比,从0%-100%可调,并可在0%-100%之间任意设定输出限制值。但是该输出继电器的动作是受控于温控器的输出信号。可以说,继电器输出的温控器的时间比例与动圈仪表的相比,也有很大的差别了。

在实际应用过程中选用时间比例控制的温控仪来控制电炉丝的加热,如果要求控温误差小,温控器经过自整定获得最佳参数,这时温控器在实际温度临近设定温度值时控制继电器动作很频繁,只有频繁动作才能保证温度不超调或欠调,这样会让接触器触点寿命急剧缩短。如何处理这一问题呢?北京快3APP工程师建议选用SSR固态继电器驱动电压输出的温控仪,让温控器控制固态继电器动作达到控制的目的。但这种方式依然有它的局限性,这是因为固态继电器允许通过工作电流都不太大,不能满足大功率加热设备的要求。 
温控仪

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