介绍了可控硅温度控制器的组成、原理和实现方法，重点介绍了pid功能的原理和实现，并描述了系统的应用。
在实验室分析中，样品的温度应控制在适当的温度范围内，有时要按照规定的温度曲线升降温。如果采用传统的接触器通断控制方式，不仅控温精度低，而且能耗高，甚至很多控制温度达不到规定要求。随着新产品的进一步开发，样品的分析对温度的要求越来越高。寻找节能环保的加热和温控设备，可控硅温控器是目前行之有效的方法。
可控硅温控器的组成及原理
温度测控是将热电偶采集的信号通过pid温度调节器测量输出0 ~ 10ma或4 ~ 20ma，控制触发板控制可控硅的导通角，从而控制主回路加热元件的电流，使电阻炉保持在设定的温度工作状态。可控硅温度控制器由主回路和控制回路组成。主电路由可控硅、过流保护快速熔断器、过压保护rc和电阻炉加热元件组成。
控制回路由DC信号电源、DC工作电源、电流反馈环节、同步信号环节、触发脉冲发生器、温度检测器和pid温度调节器组成。
可控硅温度控制器的实现方法
2.1温度检测和pid调节器
工业电阻炉是一种常见的非线性、大滞后、大惯性的工业控制对象。电阻炉广泛用于实验室熔化样品，热处理时分段加热和冷却工件等。根据工艺对温度精度的不同要求，可以选择不同类型的pid调节器，将温度控制在合适的范围内。
对于要求恒温控制而不需要温度记录的电阻炉，采用带pid调节的数字温度显示调节器显示和调节温度，输出0 ~ 10ma作为DC信号输入，控制晶闸管调压器或触发板改变晶闸管的导通角来调节输出功率，完全可以满足要求，投入成本低，操作方便直观，易于维护。
对于温度控制精度要求高、多点温度控制和记录的复杂控制系统，采用小型计算机控制是比较理想的。由普通pc机和pci总线输入输出模块组成的控制系统可以代替以前的数字温度指示调节器，不仅升级了设备，而且完全兼容以前的设备。
该系统采用普通pc机和康拓工控的模拟输入输出板。模拟输入板采用pci总线DC/DC 32通道12位A/D板(pci5413d)，量程设置为0 ~ 312.5 mv，实现热电偶温度信号的采集。模拟输出板采用pci总线DC/DC 8通道12位D/A板(pci5416d)，量程设置为0 ~ Loma。
系统软件完成驱动程序的安装和板卡软件安装程序的初始化；热电偶毫伏对照表根据热电偶的型号将毫伏值转换成温度值，温度设定值或程序给定的曲线值比较偏差作为数字pid的输入。由于电阻炉的纯滞后，数字pid设计采用了大林控制算法，使系统的闭环传递函数有一个纯滞后的一阶惯性环节，使所需的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。但是pid参数的整定比较复杂。根据工艺对炉温稳定性和温度的要求， 在软件设计和调试中更容易选择二维模糊控制器。模糊控制不需要建立被控对象的数学模型，只需要将人工操作的经验和数据总结成相对完善的语言控制规则。典型的二维模糊控制器的设计通常包括以下四个部分:
(1)模糊化:利用正态分布确定模糊变量的赋值表，将温度误差和误差变化量转化为模糊量。
(2)模糊推理:根据语言控制规则进行模糊推理，得到系统所有模糊关系对应的控制规则，放入规则库中。
(3)模糊判断:通过“隶属度法”、“加权平均判断法”等方法得到控制参数的模糊量。
(4)去模糊化:模糊决策的结果由模糊量转化为可用于实际控制的量。
2.2触发电路
可控硅的触发电路应满足以下要求:触发脉冲的宽度应保证可控硅可靠导通；触发脉冲应该具有足够的振幅；不超过栅极电压、电流和功率定额，并在可靠的触发区域内；应具有良好的抗干扰性能、温度稳定性和与主电路的电气隔离。使用单结晶体管或三极管电路简单、可靠、易于调整，也可以用厂家生产的集成电路来实现。
zk-1可控硅调压器可作为系统的触发电路，方便地实现设备的手动和自动调节。
2.3 SCR的选择
SCR的主要参数:
(1)额定电压
关断状态重复峰值电压u。当栅极打开且结温达到额定值时，允许重复施加于器件的正向峰值电压。反向重复峰值电压:当栅极打开且结温达到额定值时，允许重复施加于器件的反向峰值电压。通常，可控硅之和的标称值作为设备的额定电压。选择时，额定电压应留有一定的裕量，一般为晶闸管正常运行时所承受峰值电压的2 ~ 3倍。
(2)额定电流
当SCR的环境温度为40 ~ C和规定的冷却状态时，稳定结温不超过达到额定结温时允许的工频正弦半波电流的平均值。使用时，应按照实际电流等于通态平均电流有效值的原则选择可控硅。不应该有一定的余量，一般是1.5 ~ 2倍。
2.4安装和操作
由于可控硅温控器主回路电流比较大，所以选择合适的线缆线径线路，保证线路的可靠连接，防止负载短路击穿可控硅非常重要；考虑到晶闸管电流突变时容易损坏，开炉时应手动调节使电流缓慢上升，关炉时应关小。
可控硅温度控制器的应用
选择优质耐火材料制成的炉体，如氧化铝、耐火纤维、轻质砖等，是关键环节。以硅钼棒、硅碳棒等电热元件为热源的温控设备采用可控硅温控仪，使炉况稳定，炉温控制效果在实时性和控制精度上显著提高。通过计算机和pci总线控制，一台计算机可以同时控制多台电阻炉，不仅实现了自动程序控制，还可以实现多点温度的显示、记录、存储、报警等功能。该系统可互换大多数组件，如触发电路，并可升级传统设备。这样设备管理就自动化了，设备的维护和维修也相对简单。
更多信息请关注苏州银邦电子。