O que é PID no controlador de temperatura

1. Introdução

Conceitos básicos

O sistema de controle PID é usado para regular as variáveis do processo. O controlador PID combina três componentes básicos: integral, proporcional e derivado.

Proporcional (P): Este componente gera um valor de saída proporcional aos valores de erro atuais. Este componente fornece uma correção imediata, mas não elimina erros de estado estacionário.

Inteiro (I): Este componente soma os erros no passado para remover o deslocamento que pode' t ser removido por um controlador proporcional. Garante zero erro de estado estacionário.

Derivado (D) : Este componente prevê erros futuros com base na taxa de sua mudança. Este componente tem uma ação de amortecimento, que reduz os overshoots e melhora a estabilidade do sistema.

 Como eles funcionam

Os controladores PID calculam continuamente um valor de erro como uma diferença entre o ponto de ajuste desejado e as variáveis de processo medidas (PV). O controlador PID aplica correções com base em termos integrais, derivativos e proporcionais.

Valor do processo (PV): Valor medido atual para a variável de processo.

Ponto de ajuste: Um valor desejado que o sistema se esforça para manter.

Cálculo do erro: Diferença entre PV e SP.

O controlador PID ajustará o controle de entrada para aproximar o PV do SP. O controlador recebe feedback contínuo do sistema por meio de um mecanismo de circuito fechado.

Controle de cruzeiro em carros

O controle de cruzeiro é uma aplicação comum do PID em automóveis. Ele mantém a velocidade do veículo alterando o acelerador de acordo com a diferença entre a velocidade desejada e a velocidade atual.

2. Ajustando um controlador PID

Para ajustar um PID, você deve definir os melhores valores dos ganhos integrais, proporcionais e derivativos para que o sistema funcione conforme desejado.

A importância do ajuste: Um sistema de controle devidamente ajustado garantirá que ele seja preciso, responsivo e estável.

Métodos de ajuste Existem muitas maneiras de ajustar os controladores PID. Estes incluem afinação manual, Ziegler Nichols ' ajuste baseado em método e software.

Aplicação industrial Em processos como produção química, tratamento de água ou processamento de alimentos, os controles PID são usados na fabricação para controlar temperatura, pressão e fluxo.

Aplicações de consumo: Você pode encontrar controladores PID em eletrodomésticos como geladeiras, sistemas de aquecimento doméstico e máquinas de café. Esses controladores garantem eficiência energética e desempenho consistente.

3. Limitações e vantagens

Os controladores PID têm muitos benefícios, mas também algumas limitações.

Vantagens Os controladores PID podem ser facilmente implementados, são eficazes para uma variedade de aplicações e têm a capacidade de ajustar seu desempenho. Os controladores PID fornecem controle preciso que leva ao aumento da eficiência do processo e à melhoria da qualidade do produto.

Alternativas aos controladores PID, como controladores adaptativos ou preditivos de modelo, podem ser mais adequadas em determinadas situações. Eles podem lidar com dinâmicas complexas e fornecem melhor desempenho para aplicações específicas.

Os sistemas de controle modernos são ineficazes sem controladores PID. Eles são um componente chave em muitas indústrias devido à sua capacidade de regular com precisão e confiabilidade as variáveis do processo. Profissionais e entusiastas da automação devem entender os princípios do PID e suas aplicações. Os controladores PID são essenciais para manter um controle estável e eficiente de diversos processos à medida que a tecnologia avança.