电加热温度控制中开关量输出与模拟量输出信号的区别与选择

控制信号类型

         电加热温控输出信号主要有开关量和模拟量两种输出类型,开关量输出为PWM占空比调节方式,一般用于连接固态继电器,模拟量输出有0~10V0~5V电压输出或4~20mA电流输出方式,一般用于连接调压器、调功器、调节阀等。

响应速度及控制精度

        开关量的PWM周期一般为零点几秒至数秒,也可以采用变周期控制(PWM周期会根据当前输出量以周期最短的原则自动调节),在大多数温控系统中都能满足输出响应速度和控制精度,但不适用在一些需要高速温控响应的系统(例如焊接设备)。

        模拟量输出为线性信号,理论上响应速度及控制精度会优于开关量控制,但在大多数温控系统中,实际控制的速度、精度基本一样。高速温控系统应采用模拟量控制。

对电网及加热负载的影响

         开关量控制的固态继电器采用过零触发型,对电网产生的高频干扰少,但当加热负载大供电容量小时容易引起低频干扰(电网电流波动)。

模拟量控制的调压器、调功器用移相触发型,容易对电网产生高频干扰谐波,但是电网电流较稳定。

开关量控制对负载的冲击要比模拟量控制大,例如红外加热器采用开关量控制时会忽明忽暗不能稳定发热,带感性的加热线圈采用开关量控制时会产生震动和噪音。

当一个控制回路对应的加热器功率较大时,应采用模拟量控制,以免对电网产生大电流冲击。

系统成本

         带模拟量输出的温控器成本比开关量输出的高,性线调压器比固态继电器的成本高,所以模拟量控制的温控系统成本要比开关量控制的高。

综上述,对于大多数较小功率的纯阻性加热系统,优先选择低成本的开关量控制方式,有特殊要求时才考虑模拟量控制。