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＜一＞ 溫度控制需求

溫度是所有化學反應重要參數，尤其在反應式鍍膜、光學度膜、溫度控制、其重要性，更是手屈一指。

依實際製程需求，有著不同範圍與精度之控制方式之進度，因CPU之進步，使得溫度控制器，已完全進入 。

電腦化時代，於PVD設備中溫度控制應用及要求如下

溫度控制

需求精度

應用控制

所需功能

60~80℃

＋－5%

塑膠基材除水氣

腔體除水

1. 多點設定啟動

2. Autotuning

180~250℃

＋－5%

金屬基材除水氣

膜質改善

1. 多點設定啟動

2. Autotuning

3. 多段控制

250~380℃

＋－3%

光學玻璃基材鍍膜

1. 多點設定啟動

2. Autotuning

3. Remote D/A , A/D

4. 多段控制

400~750℃

＋－1%

反應式鍍膜

1. 多點設定啟動

2. Autotuning

3. Remote D/A , A/D

4. 多段控制

＜二＞控制對象的特性

要良好的溫度控制，在選擇系統元件及控制方式必須先充分了解控制對象特性。

＜三＞ 溫度控制系統組成

＜四＞ 溫度控制系統元件及功用

元件

功用

加熱器（IR、Micro Heater）

加熱源

測溫器（熱電偶）Thermal couple

回饋加熱器溫度

操作器（SCR或SSR）

電力調整

溫度控制器

設定及顯示與控制

＜五＞ 溫度控制種類

控制加熱器之方法有

1. ON,OFF方式:以Relay半導體功率元件組成

2. PID式:以TRAIC或SCR組成

3. 分段式:將電力功率以步進方式控制

＜六＞ PID溫度控制之原理

   PID控制方式是目前真空鍍膜設備最常用方式，其控制原理，就像人用手控制調整瓦斯爐火一樣，看到溫度升高快，就趕快減少火力，隨著修正火力以保持所需溫度。

所謂PID就是由P（誤差之比例寬度）I（積分）D （微分）三項控制器組成。

1. Proportional Bamd:P

以設定點為中心，建立正、負範圍的溫度帶，在該溫度帶中，以增加或減少供熱原來改變溫度，使供應熱源維持在所需範圍內，其功用可降低系統時間數及被控制物的靜態增益。

例如:    

當P設定 →2.5％，設定溫度200℃，溫度控制範圍=200℃×2.5%=5℃

若溫度為202℃ 時，則溫控器調節Power輸出=50%-50%×2/5=30%

若溫度為199℃時，則溫控器調節Power輸出=50%＋50%×1/5=60%

2. Integral:I

I功能是對誤差取關於時間的積分，隨時間增加，積分項會增大，而使控制器輸出增大，進而使誤差降至零。

例如：

當P=2.5，設定溫度200℃，I=1

若溫度為202℃ 時，則溫控器調節Power輸出=1%/℃×2℃=2%

Power=50%-2%=48%既以每分鐘降2% Power電力

3. Derivative=D

此功能主要是改善元件之反應滯後特性

利用預測誤差變化率，以避免過沖現象發生，主要功能是快速改善外擾的回應。

當P 設定5，溫度設定200℃ I=1.0 D設定2時

當溫度=202℃ 時，PI控制方式以2%/分Power下降，而PD控制方式，則以2%/分×2分=4%power下降。

＜七＞結語

PID溫控方式已廣泛在真空設備應用多年，隨著設備對精度及穩定性要求日精，傳統PID缺陷也日益顯現，主要問題是PID參數設定值在整個控制過程都是固定不變，造成外亂應答及目標值應答難以兼顧，因此智能PID控制就應用而出。

智能PID控制就是導入專家系統、Fuzzy控制、神經網路技術，使控制器有自適應，PID參數不依賴數學模型而可實時的在線調整，對系統參數變化有較好的堅固耐用性。

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