Temperatūras kontrole ir priekšnoteikums būtībā katrai ķīmiskai reakcijai, kurā cilvēki ir ieinteresēti. Temperatūra ietekmē reakcijas ātrumu un bieži vien reakcijas pilnīgumu. Cilvēka ķermenī ir bioloģiska temperatūras kontroles sistēma, lai uzturētu šauru ķermeņa temperatūras diapazonu. Procesiem, kas paredzēti dažādu materiālu ražošanai, nepieciešama arī temperatūras kontrole. Inženierim ir iespēja izvēlēties starp analogo un digitālo temperatūras regulatoru.
Daži analogie mājas termostati sastāv no vara sloksnes spirāles. Kad sloksne izplešas ar siltumu, spirāle izplešas, pārvietojot mehānisko sviru. Krāsns vai gaisa kondicionieris attiecīgi reaģē. Analogie kontrolleri reaģē tikai uz pašreizējo vidi.
Digitālā temperatūras regulatora mikroprocesors saņem ciparu ievadi no vides un manipulē ar to, lai nodrošinātu lielāku kontroli. Ja sistēma ātri uzsilst, analogā sistēma reaģēs tikai tad, kad regulators sasniegs vēlamo temperatūru, ko sauc par iestatīto vērtību (SP). Siltuma avots var būt izslēgts, taču sistēma pārsniegs SP, jo tā absorbē enerģiju no siltajām izstarojošām virsmām, kas apņem sistēmu. Digitālais temperatūras regulators aprēķina ātrumu, ar kādu temperatūra paaugstinās, un iedarbina ierīci reaģēt, pirms tiek sasniegts SP. Kontrolieris izmantoja pagātnes datus, lai prognozētu un mainītu nākotnes rezultātus.
Ir daudz algoritmu vai aprēķinu shēmu, ko var izmantot digitālais temperatūras regulators. Viens no visizplatītākajiem ir proporcionālais-integrālais-atvasinātais jeb PID regulators. Tas izmanto trīs atsevišķus aprēķinus, lai uzturētu nemainīgu temperatūru.
Kļūda (e) ir starpība starp faktisko temperatūru (T) un uzdoto temperatūru (SP). Proporcionālais aprēķins maina ievades plūsmu uz procesu, kura pamatā ir E lielums. Ja E ir 2, būtu nepieciešama divreiz lielāka enerģijas ievade, nekā E vērtība ir 1.
Proporcionālā vadība neļauj sistēmai pārsniegt SP, taču reakcija var būt gausa. Integrālā metode paredz, ka turpmākās datu tendences saglabāsies. Iepriekš minētajā piemērā, ja T palielinās par E ir 2 un pēc tam par E ir 4, sistēma var paredzēt, ka nākamais E būs 8, tāpēc tā vietā, lai dubultotu atbildi, tā varētu trīskāršot atbildi un negaidīt nākamo. mērīšana.
Proporcionālais un integrālais (PI) kontrolleris var svārstīties ap SP, lēkājot starp pārāk siltu un pārāk vēsu. Atvasināta kontroles metode slāpēs svārstības. Aprēķinos tiek izmantots E izmaiņu ātrums.
PID regulators izmanto trīs aprēķinu vidējo svērto vērtību, lai noteiktu, kāda darbība būtu jāveic jebkurā brīdī. Šis digitālais temperatūras regulators ir visizplatītākais un efektīvākais, jo tas izmanto pašreizējos, vēsturiskos un paredzamos datus. Citām kontroles shēmām ir nepieciešama informācija par sistēmas būtību. Šādas zināšanas uzlabo kontroliera spēju paredzēt sistēmas turpmāko reakciju.