Componentes dos controladores de temperatura PID: Princípios e aplicações

Saiba como os controladores PID funcionam e seus princípios, componentes, aplicações e benefícios. "Os controladores PID podem ser usados para obter um controle preciso da temperatura para processos industriais."

1. Introdução

Em aplicações industriais modernas, onde a precisão da regulação da temperatura é crucial, um controlador PID é um componente essencial. PID é um acrônimo para proporcional, integral e derivado, os três elementos básicos de controle nesses sistemas. Um controlador de temperatura PID mantém uma temperatura precisa e estável ajustando os três elementos. O artigo explora o controlador PID e#39; componentes, usos e benefícios.

Controlador de temperatura PID?

O controlador PID usa um loop de feedback para calcular o erro como a diferença entre um ponto de ajuste desejado e uma variável de processo real. O nome vem do fato de que ele aplica correções baseadas em termos integrais, derivativos e proporcionais. O controle PID data do início do século 20, quando os controladores automáticos para processos industriais foram desenvolvidos pela primeira vez.

2. Os componentes em um controlador PID

Três componentes principais compõem um controlador PID:

Componente (P) Proporcional: Este componente é proporcional na saída ao erro. A saída é ajustada em relação à magnitude do erro. Isso ajuda a reduzir o erro total. O erro é mais fortemente afetado por um ganho maior em proporção.

Componente (I) Integral: Este componente integra erros passados ao longo do tempo, integrando a soma total de seu erro cumulativo. O erro residual no estado estacionário é eliminado pela integração dos erros. Ele garante que a variável de processo esteja no ponto de ajuste, integrando quaisquer erros.

Derivada do Componente (D): Este componente é um derivado que prevê o erro futuro analisando sua taxa de mudanças. Esta ação de amortecimento reduz o excesso do sistema e melhora a estabilidade. Essa ação derivada permite que o controlador responda com rapidez e precisão quando o erro muda.

Princípios de funcionamento daControladores de temperatura PID

O controlador PID é baseado no controle de feedback. Isso significa que a temperatura da variável de processo, ou o ponto de ajuste desejado pelo usuário, será continuamente monitorada e comparada. O controlador ajustará sua saída para reduzir o erro. Esta é uma explicação detalhada:

Cálculo do erro: Um cálculo de erro é feito calculando a diferença entre a temperatura desejada (temperatura do ponto de ajuste) e a temperatura medida (variáveis do processo).

Controle por proporção: esse controle proporcional produz uma saída proporcional ao erro atual. A correção de saída será grande se o erro for alto.

Controle integral: Este termo integra erros passados ao longo do tempo. Isso garante que até mesmo erros menores e persistentes sejam corrigidos e a variável seja direcionada ao seu ponto de ajuste.

Derivada de controle: Ao analisar a mudança na taxa de erro, o termo derivativo pode prever erros futuros. Isso tem um impacto estabilizador, o que reduz as chances de oscilações e ultrapassagens.

Ajuste de Saída: Ao combinar os efeitos de termos proporcionais, integrais e derivativos, a saída é ajustada pelo controlador, o que afeta a variável no processo, tornando-a mais próxima do ponto de ajuste.

3. Aplicação de controles de temperatura PID

Fabricação de produtos químicos: as reações químicas requerem um controle preciso da temperatura para produzir o produto e alcançar a qualidade desejada. Os controladores PID mantêm condições ideais para reação.

Sistema HVAC: Os sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado usam controladores PID para garantir conforto e eficiência energética.

Equipamento de laboratório: Para experimentos científicos, a precisão da temperatura é crucial. Incubadoras, fornos e outros equipamentos de laboratório usam controladores PID.

Benefícios do uso de controladores de temperatura PID

Os controladores PID são a melhor escolha quando se trata de controle de temperatura, pois oferecem muitos benefícios.

Exatidão e precisão: Os controladores PID são altamente precisos no controle de temperatura. Eles minimizam desvios e garantem condições consistentes.

4. Diagramas de fiação:

Para obter instruções específicas, consulte o manual do seu controlador.

Conecte a energia ao controlador.

Conecte os terminais de entrada do sensor.

Conecte os terminais de saída do dispositivo de controle ao aquecedor ou resfriador.