No campo da automação industrial e do controle de processos, manter a temperatura precisa é fundamental para muitas aplicações. Os controladores de temperatura PID (Proporcional-Integral-Derivativo) se tornaram a solução preferida para atingir e manter a temperatura ideal. Neste artigo, você aprenderá o que é um controlador de temperatura PID, a história do controlador de temperatura PID, o princípio de funcionamento, a explicação do PID, as vantagens, os tipos, as aplicações e as saídas do controlador de temperatura PID, como selecionar e conectar, os fabricantes de controladores de temperatura PID.
O que é um controlador de temperatura PID?
A Controlador de temperatura PID é um dispositivo eletrônico projetado para regular a temperatura por meio do monitoramento contínuo da variável de processo (PV) e do ajuste da variável manipulada (MV) para atingir o ponto de ajuste desejado. Eles são amplamente usados em setores como processamento de alimentos, fabricação de produtos químicos e produtos farmacêuticos.
A história do controlador de temperatura PID
A história dos controladores PID é uma história fascinante que se estende por séculos e inclui inúmeras contribuições de vários engenheiros e cientistas. O desenvolvimento dos controladores PID remonta aos primórdios do feedback proporcional, um princípio fundamental em sistemas de controle que foi usado pela primeira vez para regular a velocidade de moinhos de vento por volta de 1750. James Watt aplicou o conceito para controlar a velocidade dos motores a vapor em 1788. Em 1868, Maxwell forneceu a primeira análise matemática de um motor a vapor com um regulador de velocidade.
A invenção do controlador do tipo PID foi marcada por Elmer Sperryem 1911, com o desenvolvimento intuitivo de um dos primeiros exemplos. Isso foi seguido por um grande avanço em 1922 com Nicolas MinorskyO desenvolvimento analítico de um controlador PID para direção automática de navios, agora considerado a base do verdadeiro controle PID. Esses marcos destacam a evolução do controlador PID desde seu conceito inicial até o sistema complexo que conhecemos hoje.
Como funcionam os controladores de temperatura PID?
Os controladores PID operam com base no princípio do controle de feedback. Eles comparam a temperatura real (PV) com o ponto de ajuste desejado e ajustam a saída (MV) para minimizar a diferença. Os três componentes do PID (proporcional, integral e derivativo) trabalham juntos para fornecer uma resposta equilibrada às mudanças de temperatura.
As ações proporcional (P), integral (I) e derivativa (D) do controlador PID
- Ação proporcional (P): Essa é a resposta imediata ao erro atual, ajustando a saída para reduzir o desvio.
- Ação Integral (I): Essa ação funciona para eliminar qualquer erro residual de estado estável, integrando o erro ao longo do tempo.
- Ação Derivativa (D): Antecipa erros futuros respondendo à taxa de variação do erro, fornecendo um elemento preditivo ao controle.
Vantagens do controle de temperatura PID
Os controladores PID oferecem uma variedade de benefícios, incluindo:
- Precisão: Mantém a temperatura com precisão em uma faixa estreita.
- Estabilidade: Garante um controle estável mesmo na presença de distúrbios.
- Adaptabilidade: Pode ser ajustado para se adequar a uma variedade de processos e condições.
- Eficiência: Reduz o consumo de energia ao otimizar o loop de controle.
Aplicações dos controladores de temperatura PID
O controle de temperatura PID é crucial em vários setores:
- Fabricação: Para processos como moldagem por injeção de plástico e reações químicas.
- Processamento de alimentos: Garantir a segurança e a qualidade dos alimentos por meio de temperaturas precisas de cozimento e armazenamento.
- Produtos farmacêuticos: Para manter temperaturas precisas na fabricação e no armazenamento de medicamentos.
Tipos de controlador de temperatura PID
Em nosso blog publicado anteriormente: Tipos de controladores de temperatura: Um guia abrangenteSe você conhece os tipos de controladores de temperatura, sabe quantos tipos de controladores de temperatura PID existem no mundo? Continue a ler a próxima seção, como segue:
De acordo com os diferentes métodos de instalação, os controladores de temperatura PID podem ser divididos em dois tipos: instalação do painel e instalação de trilhos. A tela de exibição do controlador de temperatura PID montado em painel precisa ser instalada fora da caixa de distribuição, para que os usuários possam ver o status de funcionamento rapidamente. O controlador de temperatura PID montado em trilho precisa ser instalado no trilho e na caixa de distribuição. Às vezes, pode não ser conveniente observar os parâmetros do instrumento, mas se o controlador de temperatura montado em trilho tiver uma função de comunicação, os usuários também poderão usar facilmente uma HMI ou um computador para visualizar o status de funcionamento.
De acordo com os diferentes circuitos de controle, os controladores de temperatura PID podem ser divididos em dois tipos: circuito único e multi-loop. Um controlador de temperatura de loop único pode ter apenas uma entrada e uma saída e geralmente é usado para controlar um ponto de temperatura. Um controlador de temperatura de loop múltiplo pode ter várias entradas e várias saídas e, em geral, é usado para controlar vários pontos de temperatura diferentes.
Como escolher o controlador de temperatura PID correto
Para escolher o controlador de temperatura pid correto, você pode seguir as sete etapas abaixo:
Etapa 1 Decidir o tamanho do painel
Geralmente, há cinco padrões internacionais Tamanhos DIN para controladores de temperatura pid, a saber, 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).
Etapa 2 Escolha a entrada
Alguns controladores de temperatura PID de preço mais baixo suportam apenas uma entrada, como uma entrada de termopar tipo K de dois fios, o que pode ser um problema se o seu sensor de temperatura for um detector de temperatura de resistência PT100 de três fios. Portanto, ao escolher um controlador de temperatura PID, pergunte ao fornecedor se o produto é compatível com termopar, RTD e entradas analógicas ao mesmo tempo.
Etapa 3 Escolha a saída
As saídas do controlador de temperatura PID podem ser relés, SSRs ou analógica de 4 a 20 mA, certifique-se de que o controlador de temperatura escolhido tenha a saída desejada. De modo geral, as saídas SSR ou analógicas de 4-20 mA são mais usadas do que as saídas de relé em sistemas de controle de temperatura, pelos motivos discutidos neste artigo: SSR vs. Contator CA: O que é melhor em um sistema de controle de temperatura?
Etapa 4 Decida a tensão de trabalho
Ao escolher um controlador de temperatura PID, a tensão de trabalho também é importante. Certifique-se de que sua tensão seja compatível com a tensão de trabalho do controlador de temperatura. Por exemplo, se a tensão de trabalho do controlador de temperatura for 100-240 VCA ou 24 VCC, você precisará de uma fonte de tensão correspondente. A tensão incorreta pode causar danos permanentes ao controlador de temperatura.
Etapa 5 Verifique se você precisará de comunicação ou não
- Avalie se o seu sistema requer integração com outros dispositivos ou com um sistema de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA).
- Se a comunicação for necessária, escolha um controlador PID compatível com os protocolos necessários (por exemplo, Modbus, Ethernet/IP, HART) e que tenha as portas de comunicação necessárias.
Etapa 6 Confirme a quantidade de alarme e o modo de alarme
Determine quantos alarmes você precisa monitorar e os tipos de alarmes (alarme de temperatura alta, alarme de temperatura baixa, alarme de desvio, etc.).
Etapa 7 Consideração das marcas
A escolha de um controlador de temperatura PID de marca significa baixo risco, qualidade confiável e bom serviço pós-venda. Listamos os 19 melhores fabricantes de controladores de temperatura do mundo. Leia nosso blog: Os 19 melhores fabricantes de controladores de temperatura do mundo.
Como conectar um controlador de temperatura PID
Quando se trata de controladores de temperatura PID, a fiação adequada é algo que não pode ser ignorado. Em nosso blog: Como conectar um controlador de temperatura Pid: Um guia abrangenteVocê pode encontrar nossas soluções.
Diferenças nas saídas do controlador de temperatura PID
A saída do controlador de temperatura PID pode ser uma saída SSR de transistor ou uma saída de relé sem tensão. A saída do transistor é mais confiável e de reação mais rápida do que a saída do relé. Para saber mais sobre a diferença entre essas duas saídas, leia nosso artigo: Saída de transistor vs. saída de relé em sensores de proximidade: Qual é a diferença?
Fabricantes de controladores de temperatura PID
Deseja encontrar um fornecedor confiável de controlador de temperatura PID? Encontramos e listamos todos os fornecedores confiáveis do mundo, confira este artigo: Os 19 melhores fabricantes de controladores de temperatura do mundo.
Conclusão
O controlador de temperatura PID é um importante instrumento de processo nas áreas de sistema de controle de temperatura, controle de pressão, etc. Neste artigo, listamos todas as perguntas sobre esse instrumento. Se tiver outras perguntas, entre em contato conosco para obter respostas.
Como um dos excelentes fornecedores de controladores de temperatura PID na China, Lorentzzi pode não apenas fornecer controladores de temperatura PID confiáveis, mas também um conjunto completo de soluções de controle de temperatura.
