摘要

目的:研究RET control-visc加熱磁力攪拌器采用2pt (Two-point mode,兩點控溫模式)，fPID (Fast PID mode,快速PID控溫模式)和aPID (Accuracy PID mode,PID控溫模式)這三種不同控溫模式對樣品控溫精度與效果，測試驗證RET control-visc加熱磁力攪拌器在PID控制技術上的與穩定優勢。方法 采用外部溫度探頭PT100對水，50mPas 硅油和500mPas硅油這三種不同介質在不同溫度對三種不同控溫模式進行比對控溫測試。結果 采用2pt控溫模式升溫速率快，但溫沖較大且穩定性偏差較大；aPID升溫速率較慢，但溫沖小且具有高精度穩定性；fPID升溫速率和溫沖在2pt與aPID之間，同樣也具有高精度穩定性優勢。結論，不同控溫模式，可以滿足不同用戶需求，用戶可選擇性高，在實際應用中有很大幫助。

1.關鍵詞PID 解讀：

PID（P比例-I積分-D微分）控制-由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成，PID控制吸取了比例控制的快速反應功能、積分控制的消除余差功能和微分控制的預測功能，從控制效果看，這是比較理想的一種溫度控制方法。PID三作用控制器雖然性能效果比較理想，但并非任何情況下都可采用PID三作用控制器。因為PID三作用控制器需要整定比例度Kp、積分時間Ki和微分時間Kd三個變量，不同的介質，其溫度特性不盡相同，PID參數設定也不同，調節比例，積分，微分的三項參數對升溫速率，溫沖，穩定時間，相對誤差，穩定性等性能指標有不同的影響,所以在實際應用上是很難將這三個變量都整定到*值[1]。IKA為此開發了具有PID參數自整定功能的兩種PID溫度控制模式，其參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現的，有利于控制不同溫度特性的介質，使其達到*控溫效果。下面我們將一起來分析世界*加熱磁力攪拌器 -- RET control-visc如何利用高精度控制PID技術實現理想的控溫效果。

2.實驗部分

2.1 儀器與試劑
加熱磁力攪拌器 （RET control-visc）
PT100溫度傳感器 （IKA? PT 100.50 ）
30mm圓柱體磁力攪拌子 （IKAFLON? 30 ）
labworldsoft?軟件 （IKA labworldsoft?）
數據采集儀 （Ahlborn Almemo? 2690）
PT100-1溫度探頭 （Ahlborn FPA32P ）
1000mL低型燒杯 （SCHOTT DURAN）
水 （普通自來水）
硅油 （50mPas）
硅油 （500mPas）

2.2 實驗方法
分別量取800mL水/50mPas硅油/500mPas硅油于1000mL低型燒杯中，放入30mm攪拌子，然后將燒杯置于RET control-visc加熱磁力攪拌器盤面中心，連接RET control-visc外部溫度傳感器PT100進行控溫，將溫度探頭置于離燒杯壁10mm與杯底20mm處，再將外部Alhborn溫度探頭PT100-1置于與RET control-visc加熱磁力攪拌器PT100相近位置，連接labworldsoft軟件對樣品溫度變化進行實時采集記錄。按照表1實驗條件對磁力攪拌器分別進行設置測試。

3.結果與討論
3.1 800mL水在1000mL燒杯中的測試圖表：

計算結果：

3.3 800mL 500mPas硅油在1000mL燒杯中的測試圖表：

3.4 實驗結果
以上實驗表明在使用1000ml燒杯，采用800ml三種不同粘度介質為載體進行控溫測試，三種不同控溫模式都可以達到不同目的的控溫效果。因此，可以簡單的概括三種控溫模式之間相互比較的控溫特點：2pt升溫速率zui快，溫沖zui大，穩定性zui差；aPID升溫速率zui慢，溫沖zui小，穩定性；fPID基本介于2pt與aPID之間。

4. 結語
一代的RET control-visc加熱磁力攪拌器對不同的介質，不同的設定溫度都可以達到良好、及穩定的控溫效果，甚至高粘度的樣品效果也很好。而且RET control-visc提供了三種不同的溫度控制模式給用戶選擇：
如果用戶對介質溫度控制要求不是那么敏感，只需快速達到設定溫度，那么可以選擇2pt控溫模式；
如果用戶對介質溫度要求非常的嚴格苛刻，需要盡可能低溫沖，穩定度好，控溫，那么可以選擇aPID控溫模式。
如果用戶允許有一點溫沖，但又希望控溫效果好，加熱速率快，那么可以選擇fPID控溫模式。
不同的控溫模式，滿足不同的需求，RET control-visc加熱磁力攪拌器是醫藥、生化、生物和化學等應用領域一個理想明智的選擇。