U automatskim sustavima upravljanja, regulatori temperature i PID regulatori uobičajeni su uređaji koji se koriste za točnu kontrolu temperature. Ovaj će članak predstaviti osnovne principe regulatora temperature i PID regulatora, kao i razlike između njih i scenarija njihove primjene.
Kontrola temperature uobičajena je potreba u mnogim industrijskim i laboratorijskim primjenama. Za postizanje precizne regulacije temperature, regulatori temperature i PID regulatori jedan su od najčešće korištenih alata. Temelje se na različitim metodama upravljanja i algoritmima, a svaki je prikladan za različite potrebe upravljanja.
Regulator temperature je uređaj koji se koristi za mjerenje i kontrolu temperature. Obično se sastoji od temperaturnih senzora, regulatora i aktuatora. Temperaturni senzor se koristi za mjerenje trenutne temperature i vraćanje je u regulator. Regulator regulira temperaturu upravljajući aktuatorima, kao što su grijaći elementi ili rashladni sustavi, na temelju zadane temperature i trenutnog povratnog signala.
Osnovno načelo rada regulatora temperature je usporedba razlike između izmjerene i zadane temperature i kontrola izlaza aktuatora prema razlici kako bi se temperatura održala blizu zadane vrijednosti. Može koristiti upravljanje otvorenom ili zatvorenom petljom. Upravljanje otvorenom petljom kontrolira samo izlaz pogona na temelju postavljene vrijednosti, dok upravljanje zatvorenom petljom prilagođava izlaz putem povratnih signala kako bi se ispravila temperaturna odstupanja.
PID regulator
PID regulator je uobičajeni regulator s povratnom spregom koji se koristi za precizno upravljanje različitim varijablama procesa, uključujući temperaturu. PID je kratica za proporcionalni, integralni i derivacijski, koji odgovaraju trima osnovnim regulacijskim algoritmima PID regulatora.
1. Proporcionalno: Ovaj dio generira izlazni signal proporcionalan pogrešci na temelju trenutne pogreške (razlika između postavljene vrijednosti i povratne vrijednosti). Njegova je funkcija brzo reagirati i smanjiti pogreške u stabilnom stanju.
2. Integral: Ovaj dio generira izlazni signal proporcionalan akumuliranoj vrijednosti pogreške. Njegova funkcija je eliminirati statičke pogreške i poboljšati stabilnost sustava.
3. Derivacija: Ovaj dio generira izlazni signal proporcionalan brzini promjene na temelju brzine promjene greške. Njegova funkcija je smanjiti prekoračenje i oscilacije tijekom prijelaznog procesa i poboljšati brzinu odziva sustava.
PID regulator kombinira funkcije proporcionalnog, integralnog i diferencijalnog algoritma. Podešavanjem težine između njih, učinak upravljanja može se optimizirati prema stvarnim potrebama.
Razlika između regulatora temperature i PID regulatora
Glavna razlika između regulatora temperature i PID regulatora je kontrolni algoritam i karakteristike odziva.
Regulator temperature može biti otvorena ili zatvorena petlja. Jednostavan je i lagan za implementaciju i obično se koristi u nekim aplikacijama koje ne zahtijevaju visoku točnost temperature. Pogodan je za scenarije koji ne zahtijevaju brzi odgovor ili imaju visoku toleranciju na pogreške u stabilnom stanju.
PID regulator se temelji na proporcionalnim, integralnim i diferencijalnim algoritmima, koji je prikladan i za regulaciju u stabilnom stanju i za dinamički odziv. PID regulator može točnije kontrolirati temperaturu, omogućujući sustavu stabilan rad blizu zadane temperaturne točke uz brzu reakciju i performanse u stabilnom stanju.
Scenariji primjene
Regulatori temperature naširoko se koriste u mnogim laboratorijima, skladištima, kućnom grijanju i nekim jednostavnim industrijskim procesima.
PID regulatori su prikladni za scenarije koji zahtijevaju veću točnost i brži odgovor, kao što su kemijska industrija, prerada hrane, farmaceutski proizvodi i automatizirana proizvodnja.
Ukratko, i regulator temperature i PID regulator su uređaji koji se koriste za kontrolu temperature. Regulatori temperature mogu biti jednostavni regulacijski sustavi otvorene ili zatvorene petlje, dok se PID regulatori temelje na proporcionalnim, integralnim i diferencijalnim algoritmima i mogu točnije kontrolirati temperaturu, s brzim odzivom i performansama u stabilnom stanju. Odabir odgovarajućeg regulatora ovisi o specifičnim potrebama primjene, uključujući potrebnu temperaturnu točnost, brzinu odziva i performanse u stabilnom stanju.
