В области промышленной автоматизации и управления технологическими процессами поддержание точной температуры является критически важным для многих приложений. ПИД-регуляторы (пропорционально-интегрально-деривативные) стали предпочтительным решением для достижения и поддержания оптимальной температуры. В этой статье вы узнаете, что такое ПИД-регулятор температуры, историю ПИД-регулятора температуры, принцип работы, объяснение ПИД, преимущества, типы, применение и выходы ПИД-регулятора температуры, как выбрать и подключить, производителей ПИД-регуляторов температуры.
Что такое ПИД-регулятор температуры?
A ПИД-регулятор температуры это электронное устройство, предназначенное для регулирования температуры путем непрерывного мониторинга переменной процесса (PV) и регулировки управляющей переменной (MV) для достижения желаемого заданного значения. Они широко используются в таких отраслях, как пищевая промышленность, химическое производство и фармацевтика.
История создания ПИД-регулятора температуры
История ПИД-регуляторов - это увлекательная история, охватывающая несколько столетий и включающая в себя вклад множества инженеров и ученых. Развитие ПИД-регуляторов началось с первых дней существования пропорциональной обратной связи, ключевого принципа в системах управления, который впервые был использован для регулирования скорости ветряных мельниц около 1750 года. Джеймс Уотт В 1788 году Максвелл применил эту концепцию для управления скоростью паровых машин. В 1868 году Максвелл представил первый математический анализ паровой машины с регулятором скорости.
Изобретение регулятора типа ПИД ознаменовалось Элмер Сперриинтуитивная разработка одного из самых ранних образцов в 1911 году. За этим последовал значительный прорыв в 1922 году с Николя Минорскианалитическая разработка ПИД-регулятора для автоматического управления судном, которая сегодня считается основой истинного ПИД-регулирования. Эти вехи подчеркивают эволюцию ПИД-регулятора от его первоначальной концепции до сложной системы, которую мы знаем сегодня.
Как работают ПИД-регуляторы температуры?
ПИД-регуляторы работают по принципу управления с обратной связью. Они сравнивают фактическую температуру (PV) с желаемым заданным значением и регулируют выходной сигнал (MV), чтобы минимизировать разницу. Три компонента ПИД-регулятора (пропорциональный, интегральный и производный) работают вместе, чтобы обеспечить сбалансированную реакцию на изменение температуры.
ПИД-регулятор пропорционального (P), интегрального (I) и деривативного (D) действия
- Пропорциональное действие (P): Это немедленная реакция на текущую ошибку, регулировка выхода для уменьшения отклонения.
- Интегральное действие (I): Это действие направлено на устранение остаточной ошибки в установившемся режиме путем интегрирования ошибки по времени.
- Производный иск (D): Предвидит будущие ошибки, реагируя на скорость изменения ошибки, обеспечивая элемент прогнозирования в управлении.
Преимущества ПИД-регулирования температуры
ПИД-регуляторы обладают целым рядом преимуществ, в том числе:
- Точность: Точное поддержание температуры в узком диапазоне.
- Стабильность: Обеспечивает стабильное управление даже при наличии помех.
- Адаптация: Может быть отрегулирован в соответствии с различными процессами и условиями.
- Эффективность: Снижает потребление энергии за счет оптимизации контура управления.
Области применения ПИД-регуляторов температуры
ПИД-регулирование температуры играет важную роль в различных отраслях:
- Производство: Для таких процессов, как литье пластмасс под давлением и химические реакции.
- Пищевая промышленность: Обеспечение безопасности и качества продуктов благодаря точной температуре приготовления и хранения.
- Фармацевтические препараты: Для поддержания точной температуры при производстве и хранении лекарств.
Типы ПИД-регуляторов температуры
В нашем предыдущем блоге: Типы регуляторов температуры: Исчерпывающее руководствоВы можете знать типы терморегуляторов, но знаете ли вы, сколько типов ПИД-регуляторов в мире? Пожалуйста, продолжайте читать наш следующий раздел:
В соответствии с различными способами установки, ПИД-регуляторы температуры можно разделить на два типа: установка панели и установка рельсов. Экран дисплея монтируемого на панель ПИД-регулятора температуры должен быть установлен снаружи распределительной коробки, чтобы пользователи могли сразу видеть рабочее состояние. ПИД-регулятор температуры с рельсовым креплением устанавливается на рельс и монтируется в распределительную коробку. Иногда бывает неудобно наблюдать за параметрами прибора, но если контроллер температуры на рельсах имеет функцию связи, пользователи могут легко использовать HMI или компьютер для просмотра его рабочего состояния.
В соответствии с различными контурами управления, ПИД-регуляторы температуры можно разделить на два типа: одноконтурный и многопетлевой. Одноконтурный регулятор температуры может иметь только 1 вход и 1 выход и обычно используется для управления одной точкой температуры. Многоконтурный регулятор температуры может иметь несколько входов и несколько выходов и обычно используется для управления несколькими различными точками температуры.
Как правильно выбрать ПИД-регулятор температуры
Чтобы выбрать правильный pid-регулятор температуры, вы можете выполнить следующие 7 шагов:
Шаг 1 Определите размер панели
Как правило, существует пять стандартных международных Размеры DIN для терморегуляторов pid, а именно 48*48 мм (1/16 DIN), 48*96 мм (1/8 DIN вертикально), 72*72 мм (9/64 DIN), 96*48 мм (1/8 DIN горизонтально), 96*96 мм (1/4 DIN).
Шаг 2 Выбор входа
Некоторые недорогие ПИД-регуляторы температуры поддерживают только один вход, например двухпроводной вход для термопары типа K, что может стать проблемой, если ваш датчик температуры - трехпроводной датчик температуры сопротивления PT100. Поэтому, выбирая ПИД-регулятор температуры, поинтересуйтесь у поставщика, поддерживает ли его продукт термопару, ТДС и аналоговые входы одновременно.
Шаг 3 Выберите выход
Выходы ПИД-регулятора температуры могут быть реле, РСБ или аналоговый 4-20 мА, убедитесь, что выбранный вами терморегулятор имеет нужный вам выход. Вообще говоря, выходы SSR или аналоговые 4-20 мА используются в системах терморегуляторов чаще, чем релейные выходы, по причинам, рассмотренным в этой статье: SSR против контактора переменного тока: Что лучше в системе управления температурой?
Шаг 4 Определите рабочее напряжение
При выборе ПИД-регулятора температуры также важно рабочее напряжение. Убедитесь, что ваше напряжение соответствует рабочему напряжению терморегулятора. Например, если рабочее напряжение терморегулятора составляет 100-240 В переменного тока или 24 В постоянного тока, вам нужен соответствующий источник напряжения. Неправильное напряжение может привести к необратимому повреждению терморегулятора.
Шаг 5 Проверьте, нужна ли вам связь или нет
- Оцените, требуется ли вашей системе интеграция с другими устройствами или системой диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA).
- Если необходима связь, выберите ПИД-регулятор, поддерживающий необходимые протоколы (например, Modbus, Ethernet/IP, HART) и имеющий необходимые коммуникационные порты.
Шаг 6 Подтвердите количество сигналов тревоги и режим тревоги
Определите количество сигналов тревоги, которые необходимо отслеживать, и их типы (сигнал тревоги по высокой температуре, сигнал тревоги по низкой температуре, сигнал тревоги по отклонению и т. д.).
Шаг 7 Рассмотрение брендов
Выбор фирменного ПИД-регулятора температуры означает низкий риск, надежное качество и хорошее послепродажное обслуживание. Мы перечислили 19 лучших производителей терморегуляторов в мире. Читайте наш блог: 19 лучших производителей контроллеров температуры в мире.
Как подключить ПИД-регулятор температуры
Когда речь идет о ПИД-регуляторах температуры, правильное подключение - это то, что нельзя игнорировать. В нашем блоге: Как подключить Pid-регулятор температуры: Исчерпывающее руководствоВы можете найти наши решения.
Различия выходов ПИД-регулятора температуры
Выходом ПИД-регулятора температуры может быть транзисторный выход SSR или релейный выход без напряжения. Транзисторный выход более надежен и быстрее реагирует, чем релейный. Чтобы узнать больше о разнице между этими двумя выходами, прочитайте нашу статью: Транзисторный и релейный выход в датчиках приближения: В чем разница?
Производители ПИД-регуляторов температуры
Хотите найти надежного поставщика ПИД-регуляторов температуры? Мы нашли и перечислили всех надежных поставщиков в мире, ознакомьтесь с этой статьей: 19 лучших производителей контроллеров температуры в мире.
Заключение
ПИД-регулятор температуры - это важный технологический прибор, используемый в системах контроля температуры, давления и т.д. В этой статье мы перечислили все вопросы об этом приборе. Если у вас есть другие вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения ответов.
Являясь одним из лучших поставщиков ПИД-регуляторов температуры в Китае, Lorentzzi® мы можем не только предоставить надежные ПИД-регуляторы температуры, но и обеспечить полный набор решений по контролю температуры.
