Добрый день. При всём уважении, Вы по моему сами себе создаёте проблемы на ровном месте. Тем более, что у Вас я так понял нет пока готового регулирующего прибора.
Вам нужно всего-навсего ТРМ с БЫСТРЫМ ВЫХОДОМ на уставку и ПИД регулятором. Она (он) полностью осуществит Ваш алгоритм. Быстро нагреет до уставки и будет поддерживать температуру в рубашке.
А на контроль температуры продукта или другую ТРМ или использовать 2 канальную ТРМ для регулировки теплоносителя и сработки по продукту.
Дальше, если помню Вам нужно выдержку, для этого реле времени, или использовать что то типа ТРМ 151, 251 (если правильно номера навскидку) где можно задать программу уже с выдержкой времени.
Настройку ПИД регулятора с быстрым выходом на уставку, удобнее сделать в автоматическом режиме, чем подбирать коэффициенты вручную.
Так что Вам только грамотно подобрать тип ТРМ и всё.
Если уж хотите самими сделать всё на свободно программируемом устройстве (ПР, ПЛК). Тогда и нужно прорабатывать весь алгоритм. А если уж использовать ТРМ, то там уже всё продумано.
С уважением.