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温度、压力，流量和液位是四种最常见的过程变量。其中温度是一个非常重要的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管温度控制很重要，但是要控制好温度常常会遇到意想不到的困难。
为什么温度会比较难控
原因 举例 控制难题
温度变化缓慢 熔炉，回转窑以及所有热容量大的设备的温度回路响应都很缓慢。 对于一个响应缓慢的温度回路，整定控制参数需要经验和耐心。
时变 如果没有冷却作用，设备的加热过程通常要比放热过程快的多。因此，如果温度经常上下波动，过程对象的时间常数将会有很大的变化。 在时间常数和滞后时间变化的情况下，用PID来控制会很容易产生振荡或控制作用缓慢。在一定的操作范围内，可以通过调整PID的参数实现对过程的控制。但是一旦过程动态特性发生改变，PID就有可能失控。
非线性 控制阀：不灵敏区和阀门的摩擦造成了温度回路的非线性。 PID或基于模型的控制器能在其线性范围内正常工作，但是到了非线性区域就失控了。
多区域的温度控制 玻璃前炉，注塑机及快速热处理设备都需要控制多个区域的温度。 由于各区域之间相互影响，使用单输入单输出（SISO）控制器很难有效地控制这种多输入多输出（MIMO）的过程。
负荷变化大 由于蒸汽用量的变化，使得发电厂的蒸汽发生器的蒸汽负荷波动很大。 一旦负荷加倍，就需要两倍的热量来保持温度。此时，通常需要施加前馈控制作用。
进料量变化大 生产番茄浆的番茄热粉碎工艺：卡车倾倒番茄使得番茄进料量剧烈波动。 由于进料为固体物质，很难直接检测流量。因此，很难实施前馈控制。
燃料波动 造纸工业中将木屑作为补给燃料的蒸汽发生器；使用低等级燃料的循环流化床锅炉。 因燃料波动而产生的热值变化给温度控制回路带来了很大的扰动。
非线性，高速 用于晶片处理或材料耐热测试的快度热处理（RTP）设备。 大幅度快速升温和降温。
多输入单输出（MISO）过程 楼宇控制系统的空调设备（AHU）以分层控制的方式操纵加热阀、冷却阀和挡板。 单个控制器要处理如加热和冷却等多个过程。当操作变量发生变化，像PID这样的固定参数的控制器就需要重新整定控制器参数。
单输入多输出（SIMO）过程 蒸馏塔：需要同时控制塔釜和塔盘温度，但仅有再沸器进料量这一个操纵变量。 控制器只有一个可操纵的变量，但需要控制两个以上的过程变量。像PID那样的单回路控制器的控制效果不够理想。
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为什么温度会比较难控
原因 举例 控制难题
温度变化缓慢 熔炉，回转窑以及所有热容量大的设备的温度回路响应都很缓慢。 对于一个响应缓慢的温度回路，整定控制参数需要经验和耐心。
时变 如果没有冷却作用，设备的加热过程通常要比放热过程快的多。因此，如果温度经常上下波动，过程对象的时间常数将会有很大的变化。 在时间常数和滞后时间变化的情况下，用PID来控制会很容易产生振荡或控制作用缓慢。在一定的操作范围内，可以通过调整PID的参数实现对过程的控制。但是一旦过程动态特性发生改变，PID就有可能失控。
非线性 控制阀：不灵敏区和阀门的摩擦造成了温度回路的非线性。 PID或基于模型的控制器能在其线性范围内正常工作，但是到了非线性区域就失控了。
多区域的温度控制 玻璃前炉，注塑机及快速热处理设备都需要控制多个区域的温度。 由于各区域之间相互影响，使用单输入单输出（SISO）控制器很难有效地控制这种多输入多输出（MIMO）的过程。
负荷变化大 由于蒸汽用量的变化，使得发电厂的蒸汽发生器的蒸汽负荷波动很大。 一旦负荷加倍，就需要两倍的热量来保持温度。此时，通常需要施加前馈控制作用。
进料量变化大 生产番茄浆的番茄热粉碎工艺：卡车倾倒番茄使得番茄进料量剧烈波动。 由于进料为固体物质，很难直接检测流量。因此，很难实施前馈控制。
燃料波动 造纸工业中将木屑作为补给燃料的蒸汽发生器；使用低等级燃料的循环流化床锅炉。 因燃料波动而产生的热值变化给温度控制回路带来了很大的扰动。
非线性，高速 用于晶片处理或材料耐热测试的快度热处理（RTP）设备。 大幅度快速升温和降温。
多输入单输出（MISO）过程 楼宇控制系统的空调设备（AHU）以分层控制的方式操纵加热阀、冷却阀和挡板。 单个控制器要处理如加热和冷却等多个过程。当操作变量发生变化，像PID这样的固定参数的控制器就需要重新整定控制器参数。
单输入多输出（SIMO）过程 蒸馏塔：需要同时控制塔釜和塔盘温度，但仅有再沸器进料量这一个操纵变量。 控制器只有一个可操纵的变量，但需要控制两个以上的过程变量。像PID那样的单回路控制器的控制效果不够理想。