PID控制

属于根据计算结果进行相应调整,使制造或加工设备的内部温度、压力和其它变量保持在想要水平上的反馈控制。是由比例(P)、积分(I)、微分(D)这三种控制组合而成的控制方式。

为了确保产品质量生产过程需要严格的温度控制

在工厂和装置的生产过程中,比如在生产半导体时,经常需要非常精确的温度控制。如果只是简单地打开和关闭(ON-OFF控制)加热器,温度会出现明显的波动,可能超过设定值或带来其它问题。很难保持控制的稳定性。为了解决这个问题,我们采用了反馈控制中的PID控制。

一种广泛用于温度、流量、压力等的自动控制的基本方法

PID控制是指由P(比例控制)、I(积分控制)、D(微分控制)组合而成的控制。

首先,作为基本反馈控制的比例控制,用来设置比例度(温度和压力的变化幅度),并计算出与控制偏差( 设定温度( S P ) - 当前温度(PV))成比例的控制变量(MV)。根据预设比例度中设定温度与当前温度的差异来增减输出值,从而使温度接近目标值。增大比例度会使控制变得相对缓慢,达到目标温度所花费的时间变长,不过可以降低超出目标温度或温度波动的风险。

其次,积分控制与设置比例度的比例控制不同,它是根据周围的环境修改输入值的控制。例如,使用加热炉时,炉内一旦被加热,加热器就可以不用100%输出了。这时,就可以通过积分控制来减小输出。

最后,微分控制根据温度的最新变化来调整比例度,进而改变控制变量。例如,温度下降时就需要迅速进行加热,不过温度一旦上升,就可以通过微分控制来抑制控制变量,从而降低温度超出设定值的风险。

有了这三种控制就无需重复进行ON-OFF操作,也不会有严重高于或低于目标值的情况发生,能够保持稳定性,所以可以快速达到最佳温度。

PID控制的应用广泛,除了这里介绍的温度控制以外,还可以用于流量控制和压力控制等。是任何自动控制都不可或缺的基本方法。