Làm thế nào để theo dõi thuật toán của bộ điều khiển nhiệt độ PID

Bộ điều khiển PID (tỉ lệ-tích phân) đã trở thành công cụ không thể thiếu trong các ngành để cung cấp điều chỉnh nhiệt độ chính xác. PID Controllers' Tính chính xác và ổn định cho phép chúng trở thành lựa chọn phổ biến; Chúng tôi sẽ khám phá ở đây thuật toán điều khiển, các thành phần, các thủ tục cài đặt/cấu hình/điều chỉnh cũng như các thách thức đối với chúng và các ứng dụng phổ biến trong bài viết này.

  1. Hiểu được bộ điều khiển PID

Điều khiển PID là các cơ chế điều khiển vòng sử dụng ba thông số được gọi là tỷ lệ, tích phân và đạo hàm để tính lỗi giữa điểm đặt mong muốn và giá trị biến quy trình được đo và giá trị quá trình thực tế được đo thông qua các đầu vào điều khiển quá trình. Bộ điều khiển PID cố gắng giảm thiểu các giá trị lỗi như vậy thông qua các điều chỉnh đầu vào điều khiển quá trình và đầu vào quá trình của nó.

* Tỷ lệ (P) : Khi áp dụng, tỷ lệ thuận tạo ra một giá trị đầu ra tương ứng trực tiếp với các giá trị lỗi hiện hành, làm cho thuật ngữ này phù hợp để điều chỉnh bằng cách nhân các lỗi với hằng số lợi tỷ lệ.

* Tích phân (I) : Số hạng tích phân giải quyết các lỗi quá khứ bằng cách cộng tổng tích lũy theo thời gian; Nếu một vấn đề tồn tại quá lâu, khâu tích phân của nó sẽ tích lũy được nhiều giá trị hơn, giúp loại bỏ lỗi còn lại ở trạng thái ổn định và loại bỏ hoàn toàn các lỗi trạng thái ổn định còn lại.

* Phái sinh (D) : Thuật ngữ phái sinh có thể dự đoán các lỗi trong tương lai dựa trên tốc độ thay đổi của chúng, cung cấp hiệu ứng làm giảm làm tăng sự ổn định của hệ thống và thời gian đáp ứng.

  2. Các thành phần của một hệ thống điều khiển nhiệt độ PID

Một điển hìnhĐiều khiển nhiệt độ PIDHệ thống bao gồm một số yếu tố chính. Chúng bao gồm:

* Bộ điều khiển PID: Bộ phận này phục vụ như bộ não của hệ thống, xử lý đầu vào từ các cảm biến nhiệt độ và thực hiện các điều chỉnh cần thiết cho phù hợp.

Cảm biến nhiệt độ: Chúng bao gồm các cặp nhiệt điện hoặc máy dò nhiệt độ kháng (RTDs) được sử dụng để đo nhiệt độ quá trình.

* Thiết bị chấp hành: Các thiết bị như máy sưởi hoặc bộ làm mát điều chỉnh nhiệt độ dựa trên đầu vào từ bộ điều khiển.

  3. Thiết lập bộ điều khiển nhiệt độ PID từng bước một| Step by Step

Việc lắp ráp một bộ điều khiển nhiệt độ PID bao gồm nhiều bước.

1. Đảm bảo các bộ điều khiển PID: gắn kết và giám sát bộ điều khiển PID một cách an toàn ở một vị trí dễ truy cập và theo dõi.

2. Kết nối cảm biến nhiệt độ: các cảm biến nhiệt độ trực tiếp vào quá trình trong khi cũng kết nối chúng với bộ điều khiển PID cho mục đích giám sát. 3. Kết hợp cảm biến nhiệt độ để tiến hành theo dõi bằng cách kết nối với bộ điều khiển PID.

5. Thiết lập kết nối chấp hành: nối trực tiếp vào bộ chấp hành (bộ sưởi hoặc bộ làm mát) của bạn với bộ điều khiển PID và nguồn điện trên hệ thống. Cuối cùng, hãy tăng cường năng lượng cho hệ thống của bạn! Xác nhận tất cả các kết nối an toàn trước khi cấp năng lượng cho hệ thống.

  4. Cấu hình bộ điều khiển PID

Sau khi thiết lập phần cứng đã hoàn thành, một bộ điều khiển PID cần phải được cấu hình:

1. Thiết lập nhiệt độ mong muốn (điểm đặt) : Nhập nhiệt độ mà bạn muốn duy trì (hoặc bằng tay hoặc sử dụng các điểm đặt). 2. Điều chỉnh các thông số PID (điều chỉnh PID) : Điều chỉnh các thông số tỷ lệ, tích phân và đạo hàm phù hợp để tối ưu hóa điều khiển; Quá trình này được gọi là điều chỉnh PID. 3. Cuối cùng: nhập và điều chỉnh dữ liệu nhiệt độ trong một tệp: điền vào nhiệt độ điểm đặt mong muốn của bạn cần duy trì (ie " nhập điểm đặt mong muốn). 3. 3 để đạt được điều khiển tối ưu (điều chỉnh PID), điều chỉnh PID cần phải được thực hiện bằng cách sử dụng quá trình điều chỉnh PID liên quan đến các điều chỉnh của tích phân tỷ lệ và các thông số đạo hàm riêng biệt để đạt được điều khiển tối ưu PID điều khiển).

3. Điều chỉnh nhiệt độ độ bao gồm các thông số đạo hàm tinh chỉnh để đạt được điều khiển tối ưu là quá trình điều chỉnh IE PID được biết đến. Các thông số dẫn xuất và Incorpo để đạt được điều khiển tối ưu hoặc được gọi là quá trình điều chỉnh PID và do đó làm cho quá trình điều chỉnh PID được biết đến. 3 uMPLUt 3. Bằng cách điều chỉnh điều chỉnh vi phân tích tỷ lệ 3. Để điều chỉnh tất cả ba thông số đạo hàm tích phân tỷ lệ để đạt được điều khiển tối ưu được biết đến bằng cách điều chỉnh. 4.0 To Tune 3 3 cuối cùng 3 thông số PID của nó quá trình điều chỉnh Incorp này biết 3.53.000 3. Để tối ưu hóa ba bước được thực hiện (quá trình điều chỉnh PID thường được biết đến). Quá trình điều chỉnh của nó (quá trình điều chỉnh PID. 4 [Điều chỉnh PID]. & Điều chỉnh độ sai phân. 3

Điều chỉnh PROT 3. 3 Primari 4. Điều chỉnh PID. 3. (PID tuning). & Dẫn xuất từ điều chỉnh PID]. Bằng cách điều chỉnh ngược trong các thông số khác liên quan đến điều chỉnh PID = PID tuning 3

Điều chỉnh nhiệt độ PID. 3. (Điều chỉnh PID) Điều chỉnh vi phân tỉ lệ = điều chỉnh). À, phải. 3. 3. 3. 3. Tích hợp theo tỷ lệ. Không. 3. 3.]. Khi điều chỉnh. (3, 5). Tun 3. 3] 3. 13.5] Bằng cách điều chỉnh 'Tarii 3'. 4. 3] 3 [Ca] 3]. [3], cái điều chỉnh] ở giữa tỉ lệ. Ting: 3.3.1) 3 = việc điều chỉnh. 3. > > 5 > >. [T.] 4]. T] Tuning] Ton For Optimal Control by T (PI D Tuning] 3" Điều khiển tối ưu cho T (PI D Tuning). T 3) = TUN 5 3. (T3 In: Final Set 3 > > Kết quả là 5 = 3. Bởi: [T = T 3. & # 91;#Thông tin về P I" 3 > > 3. 3. Người InCADR

Kiểm thử và điều chỉnh các thiết lập: tiến hành một loạt các bài kiểm tra trên hệ thống của bạn để quan sát phản ứng của nó đối với việc thay đổi môi trường và thực hiện bất kỳ thay đổi nào cần thiết đối với các thông số PID.

  5. Những phương pháp điều chỉnh PID

Điều chỉnh các thông số bộ điều khiển PID là chìa khóa để đạt được các mục tiêu hiệu suất mong muốn, và có nhiều phương pháp để điều chỉnh chúng thành công:

* Điều chỉnh thủ công: Liên quan đến việc điều chỉnh các thông số PID thủ công và giám sát tác động của chúng, việc điều chỉnh thủ công đòi hỏi phải có kinh nghiệm để đạt được thành công và có thể mất thời gian.

* Phương pháp Ziegler-Nichols: Cách tiếp cận phổ biến này đòi hỏi phải thiết lập lợi nhuận tích phân và đạo hàm bằng không và tăng độ lợi theo tỷ lệ cho đến khi hệ thống dao động; Giá trị cuối cùng của nó và giá trị chu kỳ sau đó được sử dụng để dẫn ra các thông số PID.

* Điều chỉnh dựa trên phần mềm: Nhiều bộ điều khiển PID hiện đại được trang bị các công cụ phần mềm tự động điều chỉnh các thông số PID của họ theo phản ứng hệ thống, làm cho việc điều chỉnh dựa trên phần mềm là một lựa chọn.

PID Controller Challenges and Troubleshooting (bằng tiếng Anh)

Mặc dù hiệu quả, các bộ điều khiển PID có thể có nhiều khó khăn duy nhất:

* Quá mức và dao động: Nếu độ lợi tỷ lệ là quá lớn, hệ thống có thể vượt quá điểm đặt và dao động mất cân bằng.

* Thời gian đáp ứng chậm: Nếu độ lợi tích phân quá thấp, thay đổi chỉ có thể có hiệu lực dần dần trong hệ thống.

* Vấn đề ổn định: Việc điều chỉnh độ lợi sai lệch của độ lợi phái sinh có thể dẫn đến sự bất ổn trong một hệ thống.

Bộ điều khiển nhiệt độ PID có nhiều ứng dụng: They' RE được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh và điều hoà không khí để quản lý nhiệt độ trong toà nhà của bạn và thậm chí làm cho việc điều khiển khí hậu trong nhà chính xác hơn nhiều!

* Quy trình công nghiệp: Được sử dụng trong các hoạt động sản xuất trong đó việc điều chỉnh nhiệt độ chính xác là tối quan trọng.

* Thiết bị phòng thí nghiệm: Thiết bị cần thiết để duy trì nhiệt độ ổn định khi tiến hành các thí nghiệm khoa học, thiết bị phòng thí nghiệm là một yếu tố không thể thiếu trong việc duy trì nhiệt độ chính xác để thí nghiệm khoa học thành công.

* Hệ thống HVAC: Hệ thống sưởi ấm, thông thoáng và điều hòa không khí giúp tạo môi trường trong nhà thoải mái.

  5. Kết luận 

Bộ điều khiển nhiệt độ PID đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp điều chỉnh nhiệt độ chính xác trên nhiều ứng dụng. Thu thập kiến thức về các thành phần, thủ tục thiết lập, quy trình cấu hình và phương pháp điều chỉnh là tối quan trọng để đạt được hiệu suất cao nhất; Điều chỉnh và duy trì thích hợp giúp vượt qua những thách thức phổ biến để đảm bảo quản lý nhiệt độ ổn định và chính xác.