Dans le domaine de l'automatisation industrielle et du contrôle des processus, le maintien d'une température précise est essentiel pour de nombreuses applications. Les régulateurs de température PID (Proportionnel-Intégral-Dérivé) sont devenus la solution privilégiée pour atteindre et maintenir une température optimale. Dans cet article, vous apprendrez ce qu'est un régulateur de température PID, son histoire, son principe de fonctionnement, l'explication du PID, ses avantages, ses types, ses applications et ses sorties, comment le choisir et le câbler, les fabricants de régulateurs de température PID.
Qu'est-ce qu'un régulateur de température PID ?
A Régulateur de température PID est un dispositif électronique conçu pour réguler la température en contrôlant en permanence la variable du processus (PV) et en ajustant la variable manipulée (MV) pour atteindre le point de consigne souhaité. Ils sont largement utilisés dans des industries telles que l'industrie alimentaire, la fabrication de produits chimiques et les produits pharmaceutiques.
L'histoire du régulateur de température PID
L'histoire des régulateurs PID est une histoire fascinante qui s'étend sur plusieurs siècles et comprend de nombreuses contributions de la part de nombreux ingénieurs et scientifiques. Le développement des contrôleurs PID remonte aux premiers jours de la rétroaction proportionnelle, un principe clé des systèmes de contrôle qui a été utilisé pour la première fois pour réguler la vitesse des moulins à vent vers 1750. James Watt a ensuite appliqué ce concept au contrôle de la vitesse des moteurs à vapeur en 1788. En 1868, Maxwell a fourni la première analyse mathématique d'une machine à vapeur équipée d'un régulateur de vitesse.
L'invention du régulateur de type PID a été marquée par Elmer SperryLe développement intuitif de l'un des premiers exemples en 1911. Cette avancée a été suivie d'une percée majeure en 1922 avec le Nicolas MinorskyLe développement analytique d'un contrôleur PID pour la direction automatique d'un navire, aujourd'hui considéré comme la base du véritable contrôle PID. Ces étapes soulignent l'évolution du contrôleur PID depuis son concept initial jusqu'au système complexe que nous connaissons aujourd'hui.
Comment fonctionnent les régulateurs de température PID ?
Les régulateurs PID fonctionnent selon le principe de la régulation par rétroaction. Ils comparent la température réelle (PV) au point de consigne souhaité et ajustent la sortie (MV) pour minimiser la différence. Les trois composantes du PID (proportionnelle, intégrale et dérivée) fonctionnent ensemble pour fournir une réponse équilibrée aux changements de température.
Les actions proportionnelle (P), intégrale (I) et dérivée (D) du contrôleur PID
- Action proportionnelle (P) : Il s'agit de la réponse immédiate à l'erreur actuelle, en ajustant la sortie pour réduire l'écart.
- Action intégrale (I) : Cette action permet d'éliminer toute erreur résiduelle en régime permanent en intégrant l'erreur dans le temps.
- Action dérivée (D) : Anticipe les erreurs futures en réagissant au taux de variation de l'erreur, ce qui confère un caractère prédictif à la commande.
Avantages de la régulation de température PID
Les contrôleurs PID offrent de nombreux avantages, notamment
- Précision: Maintien précis de la température dans une fourchette étroite.
- Stabilité: Assure un contrôle stable même en présence de perturbations.
- Adaptabilité: Peut être ajusté pour s'adapter à une variété de processus et de conditions.
- Efficacité: Réduit la consommation d'énergie en optimisant la boucle de contrôle.
Applications des régulateurs de température PID
Le contrôle de la température par PID est crucial dans de nombreux secteurs :
- Fabrication : Pour des processus tels que le moulage par injection de plastique et les réactions chimiques.
- Transformation des aliments : Garantir la sécurité et la qualité des aliments grâce à des températures de cuisson et de stockage précises.
- Produits pharmaceutiques : Pour maintenir des températures précises dans la fabrication et le stockage des médicaments.
Types de régulateurs de température PID
Dans notre blog précédemment publié : Types de régulateurs de température : Un guide completSi vous connaissez les types de régulateurs de température, savez-vous combien de types de régulateurs de température PID existent dans le monde ? Veuillez poursuivre la lecture de la section suivante :
En fonction des différentes méthodes d'installation, les régulateurs de température PID peuvent être divisés en deux types : installation du panneau et installation du rail. L'écran d'affichage du régulateur de température PID monté sur panneau doit être installé à l'extérieur de l'armoire de distribution, afin que les utilisateurs puissent voir l'état de fonctionnement d'un seul coup d'œil. Le régulateur de température PID sur rail doit être installé sur le rail et dans la boîte de distribution. Parfois, il n'est pas pratique d'observer les paramètres de l'instrument, mais si le régulateur de température monté sur rail dispose d'une fonction de communication, les utilisateurs peuvent facilement utiliser une IHM ou un ordinateur pour visualiser son état de fonctionnement.
En fonction des différentes boucles de régulation, les régulateurs de température PID peuvent être divisés en deux types : boucle unique et multi-boucles. Un régulateur de température à boucle unique ne peut avoir qu'une entrée et une sortie et est généralement utilisé pour contrôler un point de température. Un régulateur de température à boucles multiples peut avoir plusieurs entrées et plusieurs sorties, et est généralement utilisé pour contrôler plusieurs points de température différents.
Comment choisir le bon régulateur de température PID
Pour choisir le bon régulateur de température pid, vous pouvez suivre les 7 étapes suivantes :
Étape 1 Décider de la taille du panneau
Il existe généralement cinq normes internationales Dimensions DIN pour les régulateurs de température à pid, à savoir 48*48mm (1/16 DIN), 48*96mm (1/8 DIN vertical), 72*72mm (9/64 DIN), 96*48mm (1/8 DIN horizontal), 96*96mm (1/4 DIN).
Étape 2 Choisir l'entrée
Certains régulateurs de température PID bon marché ne prennent en charge qu'une seule entrée, par exemple une entrée thermocouple de type K à deux fils, ce qui peut poser un problème si votre capteur de température est un détecteur de température à résistance PT100 à trois fils. Par conséquent, lorsque vous choisissez un régulateur de température PID, demandez au fournisseur si son produit prend en charge simultanément les entrées thermocouple, RTD et analogique.
Étape 3 Choisir la sortie
Les sorties du régulateur de température PID peuvent être des relais, SSR ou analogique 4-20mA, assurez-vous que le régulateur de température que vous choisissez possède la sortie souhaitée. En règle générale, les sorties SSR ou analogiques 4-20mA sont plus largement utilisées que les sorties relais dans les systèmes de contrôle de la température, pour les raisons évoquées dans cet article : SSR vs. contacteur AC : Quelle est la meilleure solution pour un système de contrôle de la température ?
Étape 4 Décider de la tension de travail
Lors du choix d'un régulateur de température PID, la tension de fonctionnement est également importante. Assurez-vous que votre tension est compatible avec la tension de fonctionnement du régulateur de température. Par exemple, si la tension de fonctionnement du régulateur de température est de 100-240VAC ou 24VDC, vous avez besoin d'une source de tension correspondante. Une tension incorrecte peut causer des dommages permanents au régulateur de température.
Étape 5 Vérifier si vous avez besoin d'une communication ou non
- Déterminez si votre système doit être intégré à d'autres dispositifs ou à un système de contrôle et d'acquisition de données (SCADA).
- Si la communication est nécessaire, choisissez un contrôleur PID qui prend en charge les protocoles requis (par exemple, Modbus, Ethernet/IP, HART) et qui dispose des ports de communication nécessaires.
Étape 6 Confirmer la quantité et le mode d'alarme
Déterminez le nombre d'alarmes à surveiller et les types d'alarmes (alarme de température élevée, alarme de température basse, alarme d'écart, etc.)
Étape 7 Considération des marques
Choisir un régulateur de température PID de marque signifie un faible risque, une qualité fiable et un bon service après-vente. Nous avons répertorié les 19 meilleurs fabricants de régulateurs de température au monde. Lisez notre blog : Les 19 meilleurs fabricants de régulateurs de température au monde.
Comment câbler un régulateur de température PID
Lorsqu'il s'agit de régulateurs de température PID, un câblage adéquat est un élément incontournable. Dans notre blog : Comment câbler un régulateur de température Pid : Un guide completvous pouvez trouver nos solutions.
Différences entre les sorties du régulateur de température PID
La sortie du régulateur de température PID peut être une sortie SSR à transistor ou une sortie relais sans tension. La sortie transistor est plus fiable et plus rapide à réagir que la sortie relais. Pour en savoir plus sur la différence entre ces deux sorties, lisez notre article : Sortie transistor ou relais dans les capteurs de proximité : Quelle est la différence ?
Fabricants de régulateurs de température PID
Vous souhaitez trouver un fournisseur fiable de régulateur de température PID ? Nous avons trouvé et listé tous les fournisseurs fiables dans le monde, consultez cet article : Les 19 meilleurs fabricants de régulateurs de température au monde.
Conclusion
Le régulateur de température PID est un instrument important dans les domaines du contrôle de la température, du contrôle de la pression, etc. Dans cet article, nous avons répertorié toutes les questions relatives à cet instrument. Si vous avez d'autres questions, n'hésitez pas à nous contacter pour obtenir des réponses.
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