Контроллеры температуры

Что представляет собой контроллер температуры?

Контроллеры температуры обеспечивают достижение требуемого значения температуры в ходе технологического процесса и поддержание ее на таком уровне. Как правило, они применяются для управления с обратной связью, когда контроллер температуры получает входной сигнал от температурного зонда (термопары, термометра сопротивления, преобразователя температуры) и сравнивает фактическую температуру с заданным запрограммированным значением. Затем он по мере необходимости регулирует свой сигнал, который выходит на соответствующий элемент управления (электрический нагреватель, охлаждающий контур, клапан регулировки подачи пара и т. д.). Это может быть простое управление методом включения / выключения (также известное как 2-точечное, бинарное или релейное управление), выполняющее функцию термостата, или переменный выход, где выходной сигнал для технологического процесса находится в диапазоне от 0 до 100%.

Каков принцип работы контроллера температуры?

Для управления методом включения / выключения контур нагрева включается при температуре ниже заданного значения и выключается при температуре выше него. Возможно также применение контура охлаждения, который включается при температуре выше заданного значения и выключается при температуре ниже него. Для переменного управления часто используется ПИД-регулятор (трехканальный регулятор). В данном контроллере в отношении применяется усовершенствованный алгоритм погрешности (разница между заданным значением и измеренным значением), при которым подается выходной сигнал, предназначенный для достижения и поддержания заданного значения с минимальным превышением и поддержания его максимальной стабильности.

Что представляет ПИД-регулятор?

Трехканальные или ПИД-регуляторы (пропорционально-интегрально-дифференциальные) могут использоваться исключительно для пропорционального (П-), ПИ- или ПИД-регулирования в зависимости от требований технологического процесса. Пропорциональное регулирование корректирует выход пропорционально отклонению от заданного значения. Зона пропорциональности определяется ниже и/или выше установленного значения. За пределами данной зоны выход нагрева (ниже) или охлаждения (выше) составляет 100%. В пределах данной зоны при заданном значении он линейно уменьшается до 0%. Это может вызвать медленное приближение к заданному значению, поэтому интегральный канал может дополнительно корректировать выход, в зависимости от скорости изменения погрешности (обеспечивая ускорение достижения заданного значения). Это может привести к превышению заданного значения, поэтому производный канал оценивает будущую погрешность и корректирует выход до возникновения превышения. Он также работает для оперативного устранения любых отклонений от устойчивого состояния. Возможна индивидуальная настройка трех каналов (ПИД) (или даже автоматическая настройка) для соответствия разнообразию различных процессов.

Каковы наиболее распространенные области применения промышленных контроллеров температуры?

Цифровые контроллеры температуры широко применяются для индикации, контроля и мониторинга значений температуры. Они используются в общепромышленых областях применения, в технике обработки пластмасс, в технике для вентиляции и кондиционирования воздуха, в технологическом проектировании и машиностроении. ПИД-регуляторы рекомендуются для систем управления с частыми изменениями нагрузки и в тех случаях, когда требуется точное автоматическое управление, например, когда заданное значение постоянно меняется (например, для запрограммированного температурного профиля). К распространенным областям применения ПИД-регуляторов температуры относятся: строительство заводов и промышленных печей, технологическое проектирование, оборудование для переработки пластмасс, а также техника для вентиляции и кондиционирования воздуха.