電加熱系統(tǒng)中溫度控制是一個(gè)極其重要的部分，溫度控制方式有很多種，我們選擇控制方式必須從整個(gè)系統(tǒng)來考慮，質(zhì)量好的電加熱器如配置了不合適的電氣控制方式，整個(gè)系統(tǒng)的壽命將大大打折扣。然而對電加熱器的電器配置，并不是電器配置越高檔越高好，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的工況進(jìn)行選擇合理方式，為用戶提供一個(gè)合理的性價(jià)比電氣控制系統(tǒng)。溫度控制方式目前常用的溫度控制方式有以下幾種：開/關(guān)控制；（on/off）比例控制（P）比例積分控制（PI）比例微分控制（PD）比例積分微分控制（PID）單片機(jī)控制在線非接觸式溫度控制作以下說明：1. 開/關(guān) 型控制：這種控制是當(dāng)給定值溫度高于設(shè)定值時(shí)，加熱器關(guān)閉，下限溫度低于設(shè)定值時(shí)，開啟加熱器，溫度始終在一個(gè)范圍內(nèi)，見圖，這種控制形式簡單可靠，一般用于傳導(dǎo)型或?qū)α餍图訜岬膱龊稀?.比例型控制：它有上下限兩個(gè)給定值，當(dāng)溫度低于下限給定值時(shí)溫控器全開；當(dāng)溫度在上、下限給定值之間時(shí)溫控器部分開啟；當(dāng)溫度超過上限給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。（如管狀加熱器為加熱元件時(shí)，可采用比例調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)加熱與保溫功率的不同）在一個(gè)溫度范圍內(nèi)，（即通常說的比例調(diào)節(jié)，一般為 10℃），當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)溫度時(shí)，加熱器功率運(yùn)行，高于這個(gè)范圍，加熱器被關(guān)閉，在這個(gè)范圍時(shí)，則加熱器功率隨溫度的升高而降低，最后穩(wěn)定于曲線某一基點(diǎn)，如圖所示，比例型控制可消除 開/關(guān) 型控制的溫度波動(dòng)，但溫度的穩(wěn)定點(diǎn)因加熱系統(tǒng)的不定于某點(diǎn)，如圖所示，比例型控制可消除 開/關(guān) 型控制的溫度波動(dòng)，但溫度的穩(wěn)定點(diǎn)因加熱系統(tǒng)的不同而不同，見圖。所以第一次開啟加熱系統(tǒng)并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，要用手工對穩(wěn)定點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償；為了控制精度，比例控制一般不用于負(fù)載變化范圍較大的場合。3.比例微積分控制（PID控制）：比例積分調(diào)節(jié)會(huì)使調(diào)節(jié)過程增長，溫度的波動(dòng)幅值增大，為此再引入微分（D）調(diào)節(jié)。微分調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器的輸出與偏差對時(shí)間的微分成比例，微分調(diào)節(jié)器在溫度有變化 苗頭 時(shí)就有調(diào)節(jié)信號(hào)輸出，變化速度越快、輸出信號(hào)越強(qiáng)，故能加快調(diào)節(jié)速度，降低溫度波動(dòng)幅度，比例調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)的組合稱為比例積分微分調(diào)節(jié)。（一般采用晶閘管、調(diào)功器等調(diào)節(jié)器為執(zhí)行器）比例積分控制是在比例控制的基礎(chǔ)上增加積分、微分控制，在正確設(shè)定PID參數(shù)后（也可自動(dòng)設(shè)定），可減少或消除，起始時(shí)的溫度波動(dòng)和溫度偏差，并很快在溫度設(shè)置處穩(wěn)定下來。見圖，PID控制常用于控溫精度較高或負(fù)載波動(dòng)較大的場合4.串級(jí)控制：上述的控制，在負(fù)載變化較大時(shí)，其溫度很難一直維持在設(shè)置值。為達(dá)到這一目的，我們可以增加一個(gè)和更多個(gè)傳感器，監(jiān)視負(fù)載的變化，在溫度還未變化時(shí)，就及時(shí)調(diào)整功率，保證溫度的穩(wěn)定。例如，在一個(gè)加熱流動(dòng)介質(zhì)的系統(tǒng)中，流量變化時(shí)PID控制要等溫度變化時(shí)才會(huì)調(diào)整功率，這有一個(gè)較大的遲后性，而串級(jí)控制，有一個(gè)流量傳感器，當(dāng)流量變化時(shí)，功率就及時(shí)調(diào)整，保證了介質(zhì)溫度的穩(wěn)定性?？刂葡到y(tǒng)可以方便地和DCS系統(tǒng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。5.單片機(jī)控制：單片機(jī)控制是采用MCS-51單片機(jī)來對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的控制精度。因此，單片機(jī)對溫度的控制是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的替代產(chǎn)品。。以熱電偶為檢測元件的單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)。溫度檢測元件和變送器的類型選擇與被控溫度的范圍和精度等級(jí)有關(guān)。鎳鉻/鎳鋁熱電偶適用于0℃-1000℃的溫度檢測范圍，相應(yīng)輸出電壓為0mV-41.32mV。變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：毫伏變送器用于把熱電偶輸出的0mV-41.32mV變換成4mA-20mA的電流；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的4mA-20mA電流變換成0-5V的電壓。為了提高測量精度，變送器可以進(jìn)行零點(diǎn)遷例如：若溫度測量范圍為0℃-500℃，則熱電偶輸出為20.6mV-41.32mV，毫伏變送器零點(diǎn)遷移后輸出4mA-20mA范圍電流。這樣，采用8位A/D轉(zhuǎn)換器就可使量化溫度達(dá)到1.96℃以內(nèi)。單片機(jī)特點(diǎn)鍵盤掃描、鍵碼識(shí)別和溫度顯示；（2）溫度采樣、數(shù)字濾波；3）數(shù)據(jù)處理；4）越限報(bào)警和處理；5）PID計(jì)算、溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換、MCS-51單片機(jī)，不同的控制對象，所采用的算法有所不同。例如對于熱慣性大、時(shí)間滯后明顯、耦合強(qiáng)、難于建立精確數(shù)學(xué)模型的大型立式加熱器，可以采用人工智能模糊控制算法，通過對加熱器的電熱元件通斷比的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對加熱溫度的自動(dòng)控制，也可以采用仿人智能控制（SHIC）算法和PID控制算法的聯(lián)合控制方案，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)靈活運(yùn)用單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，即使是非電子計(jì)算機(jī)專業(yè)人員，通過學(xué)習(xí)一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以后也能依靠自己的技術(shù)力量，來開發(fā)所希望的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本文的溫度控制系統(tǒng)，只是單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中的一例，使單片機(jī)的應(yīng)用更加廣泛化。6．在線非接觸式溫度控制：主要應(yīng)用于在線檢測及控制運(yùn)動(dòng)物體的工藝溫度（如在線控制滾動(dòng)物體、位移物體的工作溫度）等場合。特點(diǎn):能從中心發(fā)出的瞄準(zhǔn)激光束(不是單激光束)來根據(jù)激光束的大小來判斷目標(biāo)大小,可調(diào)焦。如有玻璃隔物,也可通過調(diào)節(jié)進(jìn)行穿透玻璃進(jìn)行準(zhǔn)確測溫。技術(shù)參數(shù)：距離系數(shù)：50：1；100：1；150：1；250:1(特殊)具有快速響應(yīng)時(shí)間：1ms對測量高速運(yùn)動(dòng)的物體和要求快速測出溫度適合。最小目標(biāo)物體：0.35mm(相當(dāng)于一根銹花針大小)。測量距離:在4米遠(yuǎn)的距離可測量15mm的小目標(biāo)溫度.距離與目標(biāo)大小有關(guān)?？販鼐龋?1℃,探頭工作溫度：250℃（不需冷卻裝置）電源電壓：24VDC控制方式：標(biāo)準(zhǔn)模擬輸出4~20mA（PID可調(diào)輸出）或RS232（57.6K）485通訊，可與PLC,觸摸屏配套使用。