I automatiska styrsystem är temperaturregulatorer och PID-regulatorer vanliga enheter som används för att noggrant kontrollera temperaturen. Den här artikeln kommer att introducera de grundläggande principerna för temperaturregulatorer och PID-regulatorer, såväl som skillnaderna mellan dem och deras respektive tillämpningsscenarier.
Temperaturkontroll är ett vanligt behov i många industri- och laboratorieapplikationer. För att uppnå exakt temperaturkontroll är temperaturregulatorer och PID-regulatorer ett av de mest använda verktygen. De är baserade på olika styrmetoder och algoritmer, och var och en lämpar sig för olika styrbehov.
En temperaturregulator är en enhet som används för att mäta och kontrollera temperaturen. Den består vanligtvis av temperaturgivare, regulatorer och ställdon. Temperatursensorn används för att mäta aktuell temperatur och mata tillbaka den till regulatorn. Regulatorn reglerar temperaturen genom att styra ställdon, såsom värmeelement eller kylsystem, baserat på den inställda temperaturen och den aktuella återkopplingssignalen.
Temperaturregulatorns grundläggande arbetsprincip är att jämföra skillnaden mellan den uppmätta temperaturen och den inställda temperaturen, och styra ställdonets uteffekt enligt skillnaden för att hålla temperaturen nära det inställda värdet. Den kan använda öppen eller sluten styrning. Öppen kretsstyrning styr endast ställdonets utgång baserat på inställt värde, medan återkopplingsstyrning justerar utgången genom återkopplingssignaler för att korrigera temperaturavvikelser.
PID-regulator
En PID-regulator är en vanlig återkopplingsregulator som används för att exakt styra olika processvariabler, inklusive temperatur. PID står för Proportional, Integral och Derivative, vilket motsvarar de tre grundläggande styralgoritmerna för PID-regulatorn.
1. Proportionell: Denna del genererar en utsignal som är proportionell mot felet baserat på det aktuella felet (skillnaden mellan inställt värde och återkopplingsvärde). Dess funktion är att reagera snabbt och minska steady-state-fel.
2. Integral: Denna del genererar en utsignal som är proportionell mot det ackumulerade värdet av felet. Dess funktion är att eliminera statiska fel och förbättra systemets stabilitet.
3. Derivat: Denna del genererar en utsignal som är proportionell mot ändringshastigheten baserat på ändringshastigheten för fel. Dess funktion är att minska översvängning och svängning under övergångsprocessen och förbättra systemets svarshastighet.
PID-regulatorn kombinerar funktionerna för proportionella, integrala och differentiella algoritmer. Genom att justera vikterna mellan dem kan styreffekten optimeras efter faktiska behov.
Skillnaden mellan temperaturregulator och PID-regulator
Huvudskillnaden mellan temperaturregulatorer och PID-regulatorer är styralgoritmen och svarsegenskaperna.
Temperaturregulatorn kan styras med öppen eller sluten slinga. Den är enkel och lätt att implementera och används vanligtvis i vissa applikationer som inte kräver hög temperaturnoggrannhet. Den är lämplig för scenarier som inte kräver snabb respons eller som har en hög tolerans för steady-state-fel.
PID-regulatorn är baserad på proportionella, integrerade och differentiella algoritmer, som är lämpliga för både steady-state-kontroll och dynamiskt svar. PID-regulatorn kan kontrollera temperaturen mer exakt, vilket gör att systemet kan arbeta stabilt nära den inställda temperaturpunkten samtidigt som det har snabb respons och prestanda i stabilt tillstånd.
Applikationsscenarier
Temperaturregulatorer används i stor utsträckning i många laboratorier, lager, uppvärmning av hem och några enkla industriella processer.
PID-regulatorer är lämpliga för scenarier som kräver högre noggrannhet och snabbare respons, som kemisk industri, livsmedelsförädling, läkemedel och automatiserad produktion.
Kort sagt, både temperaturregulator och PID-regulator är enheter som används för att kontrollera temperaturen. Temperaturregulatorer kan vara enkla styrsystem med öppen eller sluten slinga, medan PID-regulatorer är baserade på proportionella, integrerade och differentiella algoritmer och kan styra temperaturen mer exakt, med snabb respons och prestanda i stabilt tillstånd. Att välja lämplig styrenhet beror på de specifika applikationsbehoven, inklusive erforderlig temperaturnoggrannhet, svarshastighet och prestanda vid konstant tillstånd.
