PID 或比例積分微分 (PID) 控制器可用于控制壓力、流量、其他過(guò)程變量，以及溫度。比例積分微分控制器的目的是迫使反饋與基于溫度設(shè)置的某個(gè)設(shè)定點(diǎn)相匹配。PID 溫度控制器主要用于對(duì)過(guò)程中增加的能量變化做出快速反應(yīng)的系統(tǒng)中。這在負(fù)載變化恒定且質(zhì)量略小的系統(tǒng)中非常有用。

簡(jiǎn)而言之，PID 控制器是一種查看設(shè)定值并隨后將溫度轉(zhuǎn)換為所需設(shè)定值的設(shè)備。那么，如何設(shè)置 PID 溫度控制器？ 您需要遵循哪些 工具、步驟和預(yù)防措施？本文試圖討論與 PID 溫度控制器有關(guān)的幾乎所有事情，從設(shè)置到所需工具再到要遵循的步驟，僅舉幾例。 

PID溫度控制器工作原理

要清楚地了解PID溫度控制器背后的工作原理 ，您可能需要仔細(xì)查看下圖。 

那么，這里發(fā)生了什么？設(shè)定值 (SP) 是整個(gè)過(guò)程必須產(chǎn)生的期望值。假設(shè)您家中的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)定值為 22°C；

因此，如果您希望整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生接近 22°C 或非常接近的穩(wěn)定溫度。這是 PID 溫度控制器的作用點(diǎn)。PID 控制器會(huì)考慮設(shè)定值，然后將其與過(guò)程變量 (PV) 的實(shí)際值進(jìn)行比較。

回到您的家中，PID 控制器然后查看室溫的當(dāng)前值，并查看它與 22°C 的距離或接近程度。如果設(shè)定值 (SP) 和過(guò)程變量 (PV) 相同，則您的控制器無(wú)需執(zhí)行任何此類操作。但如果兩個(gè)值之間存在差異，則意味著存在需要更正的錯(cuò)誤。

回到您的房子，需要糾正的錯(cuò)誤可能是制冷或制熱，這取決于 PV 值是高于還是低于 SP。如果溫度較低，傳感器將拾取較低的溫度并將其饋送到控制器。然后控制器看到“溫度誤差”并嘗試糾正它或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為所需的范圍。如果系統(tǒng)再次受到干擾（溫度升高/降低），控制器將再次啟動(dòng)。它是如此簡(jiǎn)單。

設(shè)置您的 PID 工具和所需材料

您是否打算自己設(shè)置 PID 溫度控制器？如果是這樣，那么您必須擁有一些工具和材料。通過(guò)使用錯(cuò)誤或不合格的工具和材料，請(qǐng)放心使用 PID 溫度控制器，其功能會(huì)令人不快。正確的工具和設(shè)備類型對(duì)于創(chuàng)建 PID 溫度控制器是必要的，該控制器將溫度轉(zhuǎn)換或設(shè)置為所需的設(shè)定值。 

當(dāng)您想自行設(shè)置 PID 溫度控制器時(shí)，您將需要以下工具：

• 烙鐵、助焊劑鑷子和焊錫絲

• 一臺(tái)銑床

• 激光切割機(jī)

• FTDI 串行 TTL-232 USB 電纜

• 萬(wàn)用表（電壓表和歐姆表）

擁有 PID 溫度控制器的第一步是確保您擁有上述所有工具。

·材料

除了工具之外，您還需要以下材料組合：

• 單面電木銅板（最好用60*35mm）

• Attiny 45 微控制器

• 固態(tài)繼電器

• 1N4004二極管

• 指甲油

• 電容器（最好是SMT 0603 Adafruit 書(shū)）

• 交直流變壓器（最好是230V-9V）

• 晶體管

• 運(yùn)算放大器

• 電壓調(diào)節(jié)器

對(duì)控制器進(jìn)行編程

對(duì) PID 溫度控制器 進(jìn)行編程，其唯一目的是確保其發(fā)揮作用，并不是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。您所需要的只是合適的軟件，一切順利。盡管 PID 調(diào)諧器似乎是最好的，但有許多軟件包可供人們依賴。

有幾個(gè)原因。例如，PID Tuner 軟件通過(guò)減少振蕩和增加帶寬來(lái)簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)動(dòng)多個(gè)單獨(dú)回路的過(guò)程。 

該軟件還允許在免費(fèi)的情況下實(shí)現(xiàn)他或她想要的設(shè)計(jì)和性能要求。PID 調(diào)諧器堅(jiān)固、簡(jiǎn)單，并在各種操作條件下提供卓越的性能。 

除了 PID Tuner 軟件外，還可以使用 IJ-6 軟件。這種類型的軟件可以輕松地對(duì)大范圍的溫度進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)和控制。 

如何調(diào)整到所需的 PID 值

調(diào)諧是將溫度改變到所需量的過(guò)程。可悲的是，調(diào)整 PID 溫度控制器似乎有點(diǎn)棘手，知道從哪里開(kāi)始，遵循什么方向。PID 溫度控制器的整定方法主要有 3 種。它們包括手動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)調(diào)整和調(diào)整啟發(fā)式，如下所述：

·手動(dòng)調(diào)諧

通過(guò)將復(fù)位時(shí)間設(shè)置為最大值，速率保持為零，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)諧。之后，增益需要增加環(huán)路開(kāi)始以穩(wěn)定幅度振蕩的電平。校正任何偏移，PID 的好處必須在調(diào)整時(shí)間時(shí)設(shè)置為復(fù)位值的一半。  

·自動(dòng)調(diào)諧

在這里，PID 控制器通常“學(xué)習(xí)”如何響應(yīng)精確 PID 設(shè)置中的任何變化或干擾。當(dāng)一個(gè)選擇“自動(dòng)調(diào)諧”功能時(shí)，控制器立即觸發(fā)輸出。需要注意的重要一點(diǎn)是，控制器需要 10 度或以上的設(shè)定點(diǎn)才能成功進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

·調(diào)整啟發(fā)式

也稱為 Ziegler-Nichols 方法，調(diào)整啟發(fā)式是另一種調(diào)整 PID 控制器的方法。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須將積分值I和導(dǎo)數(shù)D增益設(shè)置為零。比例增益P然后緩慢增加，直到達(dá)到所謂的最終增益K u。

你需要注意的一些事情

談到 PID 溫度控制器，您需要始終密切注意一些事項(xiàng)。除其他外，安全和預(yù)防措施最重要。您需要確保您考慮到特定的預(yù)防措施，以免將您的生命或與您親近的人置于危險(xiǎn)之中。首先，如果您不知道如何安裝新購(gòu)買的PID溫度控制器，最好尋求專業(yè)人士的服務(wù)。

此外，必須確保按照手冊(cè)的指示連接溫度控制器。此外，確保從控制器應(yīng)該放置的位置排除導(dǎo)電污染。最后，確?？刂破鞯闹匾考幸粋€(gè)完整的外殼。

PID溫控器可應(yīng)用的領(lǐng)域

PID 溫度控制器可用于多種值得注意的應(yīng)用。盡管 PID 控制與噪聲作斗爭(zhēng)，但它們?cè)谠S多領(lǐng)域都是必要的。全球數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的家庭、車輛和商業(yè)實(shí)體依賴于 PID 溫度控制器。然而，它們?cè)谡麄€(gè)工業(yè)部門(mén)中被大量使用。

以下是比例積分微分 (PID) 溫度控制器的一些日常工業(yè)應(yīng)用。

? 爐溫控制——大多數(shù)爐子在高溫下保存大量原材料。無(wú)論熱量如何，材料的溫度都不會(huì)快速變化。但是，微分項(xiàng)使用穩(wěn)定的 PV 信號(hào)來(lái)糾正錯(cuò)誤。

?  批次溫度控制——這里的操作是在封閉系統(tǒng)下進(jìn)行，溫度可能會(huì)上升到不希望的水平。必須使用 PID 溫度控制來(lái)控制一切。

? 中和 pH 控制——許多行業(yè)將 pH 視為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。例如，它們有時(shí)往往是非線性的，這是許多企業(yè)都在努力解決的一個(gè)方面。這就是 PID 溫度控制器的用武之地。 PID 溫度控制器可以有效地中和 pH 值以使其處于控制之下

概括

顧名思義，PID溫度控制器是一種用于控制溫度的設(shè)備。它由一個(gè)接收輸入的傳感器和另一端連接到元件/設(shè)備（如加熱器或風(fēng)扇）的輸出組成。PID 溫度控制器用于家庭、車輛和辦公室。然而，它們?cè)诠I(yè)控制應(yīng)用中被大量使用。調(diào)整是必要的，以達(dá)到所需的溫度水平。幸運(yùn)的是，用戶可以使用不止一種方法來(lái)調(diào)整這些設(shè)備。更好的是，有幾個(gè)軟件平臺(tái)可以用來(lái)對(duì) PID 溫度控制器進(jìn)行編程，使其按需要運(yùn)行。在設(shè)置您的 PID 溫度控制器時(shí)，確保將特定的預(yù)防措施考慮在內(nèi)是至關(guān)重要的。有了這樣的預(yù)防措施，