Как работает регулятор температуры?

Регулятор температуры — это устройство, используемое для определения, контроля и поддержания заданной температуры. Он широко используется в промышленном производстве, бытовой технике, лабораторном оборудовании и других областях. В производстве и быту он помогает нам добиться точного контроля температуры, тем самым обеспечивая нормальную работу оборудования или стабильное качество продукции. Итак, как именно работает контроллер нагревателя?

1. Основные компоненты

Типичный контроллер температуры пид обычно состоит из следующих основных частей:

○ Датчик температуры: используется для сбора данных о температуре окружающей среды или оборудования в режиме реального времени. Распространенные типы датчиков включают термопары и термометры сопротивления.

○ Блок управления (корпус контроллера): принимает сигнал датчика и сравнивает его с заданной температурой, чтобы принять решение о выдаче управляющего сигнала.

○ Исполнительный механизм: в соответствии с выходным сигналом контроллера он приводит в действие отопительное или охлаждающее оборудование и обеспечивает регулирование температуры.

2. Обзор принципа работы

Основной принцип работы регулятора температуры - «измерение-сравнение-контроль», конкретный процесс выглядит следующим образом:

○ Измерение температуры: датчик собирает фактическое значение температуры и преобразует его в электрический сигнал для подачи на контроллер.

○ Сравнение настроек: контроллер сохраняет заданное целевое значение температуры (заданное значение, именуемое «SV»). Контроллер сравнивает фактическое значение температуры (значение процесса или «PV») с заданным значением.

○ Рассчитать отклонение: Контроллер решает, выполнять ли операцию управления на основе отклонения «PV - SV».

○ Выходной управляющий сигнал: в соответствии с логикой управления (например, тип переключателя, ПИД и т. д.) выходной управляющий сигнал (например, релейный контакт, аналоговое напряжение/ток) подается на нагревательное или охлаждающее оборудование.

○ Регулировка температуры: после получения управляющего сигнала привод включает или выключает устройство нагрева/охлаждения, так что фактическая температура постепенно приближается к заданному значению, реализуя замкнутый контур управления.

3. Тип метода контроля

○ Переключатель управления (ВКЛ/ВЫКЛ)

Если фактическая температура ниже заданного значения, контроллер включает нагревательное устройство; Когда температура достигает или превышает установленное значение, устройство отключается. Этот метод имеет простую структуру и подходит для случаев, когда требования к точности измерения температуры не высоки.

○ Пропорциональный контроль (П)

Контроллер выдает управляющие сигналы различной силы в зависимости от величины разницы температур. Чем больше разница температур, тем сильнее выходная мощность, что эффективно снижает колебания температуры.

○ ПИД-регулирование (пропорционально-интегрально-дифференциальное)

ПИД-регулятор является наиболее широко используемым методом регулирования температуры. Он всесторонне учитывает величину разницы температур (P), совокупное отклонение (I) и скорость изменения температуры (D) и плавно регулирует выходной сигнал с помощью интеллектуального алгоритма для достижения быстрого, стабильного и не выходящего за пределы эффекта управления.

4. Примеры применения

○ Промышленное нагревательное оборудование: например, литьевые машины, электропечи и термостатические ванны для поддержания постоянной температуры.

○ Пищевая промышленность: используется в температурно-чувствительных процессах, таких как выпечка и охлаждение.

○ Лабораторное оборудование: например, водяная баня с постоянной температурой, климатическая испытательная камера.