PID viết tắt điều khiển nhiệt độ như thế nào? Giải thích một cách rõ ràng!

Biết được BỆNH PID là gì và nó hoạt động ra sao. Tìm ra sự khác biệt giữa các thành phần tỷ lệ, tích phân và phái sinh. Ngoài ra, tìm hiểu về ứng dụng trong thế giới thực.

1. Giới thiệu

Bộ điều khiển PID là một thành phần quan trọng trong tự động hóa công nghiệp. Nó đảm bảo kiểm soát nhiệt độ chính xác trên nhiều ngành công nghiệp. Những bộ điều khiển này được sử dụng trong mọi thứ từ thiết bị y tế đến chế biến hóa học. PID có nghĩa gì và tại sao điều này lại quan trọng đến thế? Bài viết này khám phá khoa học của PID và xem xét các ứng dụng của nó trong công nghệ hiện đại.

2. PID là gì?

PID là viết tắt của Proportional-Integral-Derivative, đề cập đến ba hành động điều khiển riêng biệt xác định các hoạt động của ABộ điều khiển nhiệt độ PID. Các thuật ngữ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của nhiệt độ:

Tỷ lệ (P), thành phần này phản ứng ngay lập tức với bất kỳ lỗi nào. Sự khác biệt giữa nhiệt độ điểm đặt và nhiệt độ thực tế là những gì thành phần này đo. Nó đảm bảo sự sửa chữa ban đầu nhanh chóng bằng cách điều chỉnh đầu ra theo tỷ lệ lỗi độ lớn.

Tích phân: Phần tử này địa chỉ bất kỳ lỗi nào trong quá khứ có thể đã tích lũy theo thời gian. Phần tử này giúp loại bỏ các độ lệch còn lại thông qua việc tích hợp các lỗi theo thời gian.

Dẫn xuất (D) : Thuật ngữ phái sinh này được sử dụng để dự đoán các lỗi tương lai thông qua việc phân tích tỷ lệ lỗi. Hệ thống được ổn định và dao động được ngăn chặn bởi điều chỉnh dự đoán này.

Ba thành phần này làm việc cùng nhau để tạo ra một hệ thống kiểm soát nhiệt độ cân bằng và hiệu quả.

3. Điều khiển nhiệt độ PID là gì?

Một bộ điều khiển PID hoạt động trên cơ sở phản hồi vòng kín. Đây là phiên bản đơn giản:

Đo lường đầu vào: bằng cách sử dụng các cảm biến, bộ điều khiển đo liên tục và theo thời gian thực nhiệt độ hiện tại.

Tính toán lỗi: Tính toán lỗi bằng cách so sánh một biến quá trình với nhiệt độ đích (điểm đặt).

Tác động điều khiển: Để giảm thiểu sai số, bộ điều khiển sử dụng các điều chỉnh tỷ lệ, tích phân và phái sinh.

Điều chỉnh đầu ra: Điều chỉnh này điều khiển thiết bị truyền động (ví dụ như van làm mát hoặc yếu tố làm nóng) để mang quá trình biến gần hơn với điểm preset.

Bộ điều khiển PID rất cần thiết cho các ứng dụng đòi hỏi nhiệt độ phù hợp do vòng phản hồi thời gian thực.

4. Điều khiển PID: lợi thế

Việc áp dụng các phương pháp điều khiển nhiệt độ PID có nhiều lợi thế.

Độ chính xác cao: Bộ điều khiển PID vượt trội ở việc duy trì các mức nhiệt độ chính xác ngay cả khi có liên quan đến các hệ thống phức tạp.

Sự ổn định chúng đảm bảo sự ổn định bằng cách giảm dao động và sai lệch.

Tính linh hoạt các điều khiển này có thể được sử dụng với nhiều hệ thống bao gồm HVAC, phòng thí nghiệm và thiết bị sản xuất.

Ít tương tác với con người hơn: Các hệ thống PID tự động hóa quá trình điều chỉnh thủ công, tiết kiệm thời gian và giảm lỗi.

Các bộ điều khiển PID là một thành phần quan trọng của quá trình công nghiệp và khoa học ngày nay bởi vì chúng mang lại những lợi ích này.

5. Áp dụng điều khiển nhiệt độ PID

Nhiều ngành công nghiệp sử dụng các điều khiển PID. Đây là một số ví dụ đáng chú ý:

Hệ thống HVAC đảm bảo nhiệt độ trong nhà tối ưu trong các thiết lập dân cư, công nghiệp và thương mại

Quá trình hóa học: duy trì các điều kiện chính xác cho các phản ứng hóa học để duy trì an toàn và chất lượng.

Chế biến thực phẩm: Điều chỉnh nhiệt độ trong khi nấu ăn, làm mát và lưu trữ để tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh.

Thiết bị y tế: cho phép kiểm soát nhiệt chính xác trong các thiết bị như lồng ấp và tiệt trùng.

Pid là một hệ thống linh hoạt và hiệu quả có thể được sử dụng trong hầu hết các tình huống mà nó là quan trọng để điều chỉnh nhiệt độ.

Lịch sử điều khiển PID

Điều khiển PID có nguồn gốc từ đầu thế kỷ XX. Nicolas Minorsky, một kỹ sư người Nga - Mỹ, đã phát triển nền tảng toán học cho kiểm soát tỷ lệ tích hợp - đạo hàm trong khi nghiên cứu các hệ thống lái tàu vào năm 1922. Các bộ điều khiển PID đã phát triển qua nhiều năm để trở thành thành phần chính trong tự động hóa công nghệ, cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp trên thế giới.

6. Làm thế nào để chọn đúng bộ điều khiển PID

Hãy xem xét những điều sau đây khi lựa chọn một bộ điều khiển PID nhiệt độ:

Yêu cầu ứng dụng: Xác định các nhu cầu cụ thể cho hệ thống của bạn như phạm vi nhiệt độ và thời gian đáp ứng.

Điều kiện môi trường: Đảm bảo bộ điều khiển có thể chịu được bất kỳ điều kiện hoạt động nào, chẳng hạn như độ ẩm hoặc rung động.

Budget: So sánh các tính năng với chi phí và tìm bộ điều khiển mang lại cho bạn giá trị tốt nhất.

Reputation chọn thương hiệu có thành tích được chứng minh về chất lượng và hỗ trợ.

Bạn có thể chọn một bộ PID hoàn hảo cho các yêu cầu của bạn bằng cách đánh giá các tiêu chuẩn này.

Các bộ điều khiển PID, được điều khiển bởi các hành động như tỷ lệ, tích phân và đạo hàm, là cần thiết để kiểm soát nhiệt độ chính xác và ổn định. Chúng được sử dụng trong một loạt các ngành công nghiệp từ y tế đến hóa học. Điều khiển nhiệt độ PID vẫn còn trên cạnh cắt của công nghệ khi tự động hóa tiến triển.