PID加热炉温度控制器设计+仿真图+回路图(2)
1.2.2 研究意义及节能控制
加热炉的节能工作是一项集经济、技术和管理于一体的重要工作。在产品的工艺加工过程中，加热炉的温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。目前，国内外在加热炉的节能控制方面主要分为几个方面下手。首先，是对燃烧效率的调高，例如，提高燃空比(燃料-空气比例)、空气预热、尾气循环利用等。其次，主要是耐高温材料的研究，成本比较高，工业复杂。再次，提高控制加热炉的出口温度控制精度、降低加热炉炉膛负压和控制烟气中的氧气指数。以下是加热炉节能控制的几个主要方向。
(1) 控制空气-燃料比；
(2) 降低燃气热值；
(3) 冷空气预热；
(4) 耐高温材料的研制；
(5) 尾气循环利用。
随着经济的发展工业化社会的到来，加热炉的控制精度越来越不能满足工业生产的需要。加热炉的控制要求也越来越高。对于加热炉的控制，从传统的控制仪表到现代的自动控制系统，从人工操作到智能控制，控制方案也在不断的更新。在加热炉温度控制系统中，被控对象具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。PID控制器主要由三部分构成，也就是积分、微分、比例环节。PID控制原理简单、适用面广、易于实现，当被控对象的内部结构和参数不能完全掌握、难以建立精确的数学模型时，使用PID控制技术最为方便。
加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于加热炉这类控制对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用在一些工业过程控制中。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。加热炉是为工业生产或者加工提供热量的设备。在产品的工艺加工过程中，温度对产品的质量影响很大，提高温度控制精度对于工业生产十分重要。传统的加热炉设备体积大、损耗严重、能源浪费、资源利用率和成品率低。温度控制是生产自动化的重要任务，工业加热炉是关键部件,加热炉温度控制的精度及其工作稳定性已成为产品质量的决定性因素。在很多的工业生产控制过程中温度的控制和测量与生产的安全、效率、产品质量、能源的节约等重要技术指标有重要的关系。控制领域中对加热炉温度控制的精度、稳定性、可靠性要求也越来越高，温度控制系统的设计也成为了现代科学领域中一项重要技术。传统的控制方式已经不能满足高精度，高速度的控制要求，例如温度接触器，其主要缺点就是温度波动范围大。对于工业控制过程,PID(Proportion Integration Differentiation)调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点,因此在控制理论和技术飞跃发展的今天,它在工业控制领域仍具有强大的生命力。为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。