Sterownik temperatury

Jak działa regulator temperatury PID?

Nazwa regulatorów PID jest skrótowym sposobem opisania członów, budujących takie urządzenia: proporcjonalnego (proportional), całkującego (integral) i różniczkującego (derivative). Sterowniki tego typu są więc połączeniem kilku innych urządzeń regulujących, które mogą występować samodzielnie. Najważniejszym zadaniem regulatora PID jest utrzymanie wartości wyjściowej na poziomie wartości zadanej, a zaletą – precyzja działania.

„Choć regulatory PID znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, pewnym ograniczeniem jest dosyć wolna praca modułu całującego. Głównym obszarem ich wykorzystania są układy regulacji temperatury, gdzie prędkość pracy układu całkującego nie jest dużym problemem. Ponieważ regulatory PID likwidują uchyby do zera, pozwalają na uzyskanie temperatury idealnie zgodnej z wartością zadaną na termostacie” – wyjaśnia nasz rozmówca z przedsiębiorstwa REGMAG.

Zasada działania regulatora PID

Sterowniki PID pracują w pętli sprzężenia zwrotnego. Regulator oblicza wartość uchybu jako różnicę między wartością zadaną a zmierzoną wartością zmiennej procesu,a następnie redukuje uchyb, dostosowując sygnał podawany na wejściu regulowanego odbiornika. Realizacja wszystkich tych procesów w jednym urządzeniu jest możliwa właśnie dzięki trójczłonowej budowie. Człon proporcjonalny (P) kompensuje uchyb bieżący, człon całkujący (I) kompensuje uchyby z przeszłości, człon różniczkujący (D) kompensuje przewidywane uchyby. Suma tych działań jest podstawą sygnału podawanego przez regulator na człon wykonawczy (czyli np. grzałkę kotła) w celu regulacji procesu (np. zwiększenia mocy grzałki w celu uzyskania wyższej temperatury w urządzeniach grzewczych, a przez to w ogrzewanych pomieszczeniach).

Zalety regulatorów temperatury PID

Wykorzystanie regulatorów PID jest najlepszym sposobem sterowania kotłami w systemach centralnego ogrzewania, pozwala bowiem w bardzo prosty sposób uzyskać pożądaną temperaturę, niezależnie od wpływu innych parametrów procesu. Układy z regulatorami pogodowymi często nie radzą sobie z utrzymaniem stabilności pracy kotła, a przez to nie zapewniają komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Sterownik temperatury PID eliminuje takie problemy. Dla lepszego zobrazowania jego działania możemy posłużyć się analogią: regulator PID jest w układzie grzewczym tym, czym tempomat w samochodzie – oba urządzenia czuwają nad utrzymaniem pewnych nieprzekraczalnych wartości.

Mimo skomplikowanej budowy, regulatory temperatury PID są niewielkie i bardzo proste w obsłudze. W zastosowaniach prywatnych zazwyczaj służą do sterowania pracą nowoczesnych kotłów z podajnikiem, pomp cyrkulacyjnych itp. rozwiązań grzewczych.