V avtomatskih krmilnih sistemih so regulatorji temperature in PID regulatorji pogoste naprave, ki se uporabljajo za natančno krmiljenje temperature. Ta članek bo predstavil osnovna načela regulatorjev temperature in PID regulatorjev ter razlike med njimi in njihovimi ustreznimi scenariji uporabe.
Nadzor temperature je običajna potreba v mnogih industrijskih in laboratorijskih aplikacijah. Za doseganje natančne regulacije temperature so regulatorji temperature in PID regulatorji eno najpogosteje uporabljenih orodij. Temeljijo na različnih krmilnih metodah in algoritmih in vsak je primeren za različne potrebe nadzora.
Regulator temperature je naprava, ki se uporablja za merjenje in nadzor temperature. Običajno je sestavljen iz temperaturnih senzorjev, krmilnikov in aktuatorjev. Temperaturni senzor se uporablja za merjenje trenutne temperature in pošiljanje nazaj v regulator. Krmilnik uravnava temperaturo s krmiljenjem aktuatorjev, kot so grelni elementi ali hladilni sistemi, na podlagi nastavljene temperature in trenutnega povratnega signala.
Osnovno načelo delovanja regulatorja temperature je primerjava razlike med izmerjeno temperaturo in nastavljeno temperaturo ter krmiljenje izhoda aktuatorja glede na razliko, da ohranja temperaturo blizu nastavljene vrednosti. Uporablja lahko krmiljenje z odprto ali zaprto zanko. Regulacija z odprto zanko krmili samo izhod aktuatorja na podlagi nastavljene vrednosti, medtem ko regulacija z zaprto zanko prilagodi izhod s povratnimi signali, da popravi temperaturna odstopanja.
PID regulator
PID krmilnik je običajni povratni krmilnik, ki se uporablja za natančno krmiljenje različnih procesnih spremenljivk, vključno s temperaturo. PID je kratica za Proportional, Integral in Derivative, ki ustreza trem osnovnim regulacijskim algoritmom PID regulatorja.
1. Proporcionalno: Ta del ustvari izhodni signal, ki je sorazmeren z napako na podlagi trenutne napake (razlika med nastavljeno vrednostjo in povratno vrednostjo). Njegova funkcija je hiter odziv in zmanjšanje napak v stabilnem stanju.
2. Integral: Ta del ustvari izhodni signal, sorazmeren z akumulirano vrednostjo napake. Njegova naloga je odpraviti statične napake in izboljšati stabilnost sistema.
3. Izpeljava: Ta del generira izhodni signal, sorazmeren s hitrostjo spremembe na podlagi stopnje spremembe napake. Njegova funkcija je zmanjšati prekoračitev in nihanje med procesom prehoda ter izboljšati hitrost odziva sistema.
PID krmilnik združuje funkcije proporcionalnega, integralnega in diferencialnega algoritma. S prilagajanjem uteži med njimi je mogoče nadzorni učinek optimizirati glede na dejanske potrebe.
Razlika med regulatorjem temperature in PID regulatorjem
Glavna razlika med regulatorji temperature in PID regulatorji je krmilni algoritem in odzivne karakteristike.
Regulator temperature je lahko odprtozančni ali zaprtozančni. Je preprost in enostaven za izvedbo in se običajno uporablja v nekaterih aplikacijah, ki ne zahtevajo visoke temperaturne natančnosti. Primeren je za scenarije, ki ne zahtevajo hitrega odziva ali imajo visoko toleranco za napake v stabilnem stanju.
PID krmilnik temelji na proporcionalnih, integralnih in diferencialnih algoritmih, kar je primerno tako za regulacijo v stabilnem stanju kot za dinamični odziv. PID krmilnik lahko natančneje nadzoruje temperaturo, kar sistemu omogoča stabilno delovanje blizu nastavljene temperaturne točke, hkrati pa ima hiter odziv in delovanje v stabilnem stanju.
Scenariji uporabe
Regulatorji temperature se pogosto uporabljajo v številnih laboratorijih, skladiščih, ogrevanju domov in nekaterih preprostih industrijskih procesih.
PID krmilniki so primerni za scenarije, ki zahtevajo večjo natančnost in hitrejši odziv, kot so kemična industrija, predelava hrane, farmacija in avtomatizirana proizvodnja.
Skratka, regulator temperature in PID regulator sta napravi, ki se uporabljata za nadzor temperature. Temperaturni regulatorji so lahko preprosti odprtozančni ali zaprtozančni krmilni sistemi, medtem ko PID regulatorji temeljijo na proporcionalnih, integralnih in diferencialnih algoritmih in lahko natančneje krmilijo temperaturo s hitrim odzivom in delovanjem v stabilnem stanju. Izbira ustreznega krmilnika je odvisna od posebnih potreb aplikacije, vključno z zahtevano temperaturno natančnostjo, odzivno hitrostjo in zmogljivostjo v stabilnem stanju.
