精准控温的密码——PID 温度控制参数的调节-医疗器械网

精准控温的密码——PID 温度控制参数的调节

来源：劳达贸易(上海)有限公司分类：操作使用 2024-01-11 14:04:49 0阅读次数

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PID 算法 —— 精准控温的基础

PID 是在自动化过程控制中应用最为广泛的一种方法。PID 即按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制，告诉 CPU 如何输出控制量，以使测量值与给定值一致，达到自动控制的效果。的恒温控制系统，就是基于优秀的 PID 算法，实现高精度的温度控制。

PID 温度控制参数:

参数	参数名称	调节部分
Xp	比例范围	P
Tn	复位时间	I
Tv	前置时间	D

理想的 PID 温度控制参数

在有着完美 PID 控制参数的理想状态下，实际温度会在较短的时间内，与设定温度一致。既不会产生温度过冲（超出设定温度），也不会长时间达不到设定温度。

当实际温度与设定温度一致后，实际温度会保持长时间的稳定，不会在设定温度附近剧烈波动。

理想状态下的最佳参数设置：

探索最佳的 PID 温度控制参数

所有设备出厂即设有调整好的 PID 参数，以 Variocool 为例，当作为冷却水循环设备运行时，出厂前已预设了 PID 控制参数，可以直接使用。

但是，对于不同的应用，如果更换不同的导热液，就有可能会出现控温不稳（导热液的热容量和粘度会影响控制性能），这时就需要根据具体情况，对 PID 控制参数进行现场调整。

首先，可以通过运行自带的参数自适应功能，对 PID 参数进行选择。从控制面板上选择 Menu - Setup - Control - Self adaptation ，通过运行 Self adaptation 程序，可以得到自动优化后的 PID 参数。

不过，在我们的实际工作中，难免会遇到较复杂的情况，自适应功能选择的 PID 参数无法满足控温要求，这时就需要对 PID 参数进行人工调整，达到较好的控温状态。

实际参数设置中遇到的问题：

现象：温度过冲

原因：Xp 过大

现象：长时间达不到设定温度

原因：Xp 过小

比例范围 Xp 代表对偏差比例 P 的控制。例如控制偏差为 2 K，Xp 设置为 10 K，则 P为控制偏差的 20％。

如果选择的 Xp 过大，P 值较小，实际值会提前到达比例范围，实际温度容易过冲，超出设定温度。

如果选择的 Xp 过小，P 值保持 100% 的时间过长，控制值会迅速减小，实际温度接近设定温度的过程会过于缓慢。

现象：长时间达不到设定温度

诊断：Tn 和 Tv 过大

现象：温度不稳定

诊断：Tn 和 Tv 过小

复位时间 Tn 代表对积分部分 I 的控制，指定了对现有控制偏差进行积分的时间间隔。Tn 过大，控制偏差积分过慢，达到设定温度的速度也会过于缓慢；Tn 过小，则导致积分运行太快，实际温度会在设定温度附近剧烈振荡。

前置时间 Tv 代表对微分部分 D 的控制，它会影响实际温度接近设定温度的速度，并会抵消 P 和 I 对温度控制的影响。前置时间 Tv 越大，输出信号的衰减越强。根据经验：Tv＝Tn×0.75，根据 Tn 值设定即可。

精准控温，欢迎咨询

以上为大家简单介绍了用于精准控温的 PID 参数设置。在实际的应用控制中，三种参数互相影响，还需要通过实验摸索以及成熟的经验，来最终确定合适的参数。如果您有任何疑问，欢迎咨询！

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