Ce este un regulator PID
Un regulator PID ține un proces la o valoare de referință. Citește un senzor, compară citirea cu valoarea introdusă de operator și ajustează o ieșire ca să închidă diferența. Pe o mașină este instrumentul care decide câtă căldură, răcire sau debit intră, motiv pentru care stă pe extrudere, mașini de injectat, linii de ambalare, cuptoare, băi și camere de test, nu doar în laborator.
Merită să separi un regulator de lucrurile din jurul lui, pentru că cererile le confundă adesea. Un senzor de temperatură măsoară și produce un semnal. Un transmițător condiționează semnalul și îl trimite mai departe. Un înregistrator de date îl consemnează. Un regulator acționează pe baza lui. Regulatorul poate afișa valoarea măsurată, și de obicei o face, dar afișajul nu este ce îl face regulator: bucla închisă este.
Alegerea se învârte deci în jurul a patru întrebări: ce măsoară intrarea, ce ieșire cere sarcina, câte canale de alarmă cere procesul și cât spațiu în tablou este disponibil. Restul decurge din acestea, iar ordinea contează, pentru că dimensiunea carcasei limitează la unele instrumente ce ieșiri pot fi montate deloc.
Principiul de măsurare: un regulator PID
Diferența dintre un regulator PID și un termostat este ce se întâmplă lângă valoarea de referință. Un termostat comută ieșirea complet deschisă până când valoarea este atinsă și apoi complet închisă, așa că procesul depășește, revine și oscilează în jurul valorii în loc să se așeze pe ea. O buclă PID privește trei lucruri deodată: cât de departe este procesul de valoarea de referință, de cât timp este departe de ea și cât de repede se mișcă. Ajustează apoi ieșirea proporțional, nu în trepte, iar o buclă reglată corect se așază mai aproape de valoare și rămâne acolo.
Forma ieșirii decide cum ajunge acea ajustare la sarcină. Un releu poate doar comuta, așa că o buclă care comandă un releu variază proporția de timp în care contactul este închis într-un ciclu. O comandă pentru releu static comută în stare solidă și poate deci proporționa pe un ciclu mult mai scurt, ceea ce se potrivește unui proces termic rapid. O ieșire liniară de curent sau tensiune comandă un regulator de putere sau o supapă, în loc să comute sarcina direct, și este forma folosită acolo unde sarcina este prea mare pentru un contact. Niciuna dintre acestea nu schimbă algoritmul de reglare; schimbă cât de fin poate fi aplicată decizia lui.
Tipul de intrare este o setare de meniu, nu o alegere de hardware, la majoritatea instrumentelor de tablou, iar asta este o chestiune de punere în funcțiune tot atât cât una de comandă. Un regulator configurat pentru un tip de termocuplă va afișa o valoare plauzibilă, dar greșită, când la aceleași borne se racordează alt senzor, pentru că liniarizează semnalul de milivolți primit după curba greșită. Setarea tipului de intrare ca să corespundă senzorului chiar montat face parte din punerea buclei în serviciu.
Opțiuni de configurare
Cea mai mare parte a specificației este fixată de aceste decizii, nu de clasa de precizie. Fiecare o constrânge pe următoarea, de aceea se stabilesc în ordine.
| Configurație | Opțiuni de stabilit | Ce decide de fapt |
| Dimensiunea și decupajul din tablou | Dimensiunile DIN pătrate și dreptunghiulare uzuale, de la compact la lățime completă | Spațiul disponibil în tablou și, la unele instrumente, ieșirile care pot fi montate deloc, pentru că o carcasă mică nu poate duce orice combinație. |
| Tip de intrare | Familii de termocuple și RTD, plus intrări analogice de curent și tensiune | Ce senzori pot fi racordați fără un transmițător separat. Gama de tipuri este de obicei largă, dar nu universală, așa că un senzor neobișnuit merită verificat, nu presupus. |
| Forma ieșirii | Contact de releu, comandă în stare solidă, curent sau tensiune liniară, sau o combinație | Cât de fin poate fi proporționată ieșirea și, prin urmare, cât de strânsă este reglarea pe un proces dat. |
| Numărul de ieșiri | O singură ieșire sau o a doua pentru răcire ori pentru o a doua zonă | Dacă un proces care cere și încălzire, și răcire poate fi condus dintr-un singur instrument, ceea ce elimină un al doilea regulator și cablajul lui. |
| Canale de alarmă | Una sau două ieșiri de alarmă, sau niciuna | Dacă regulatorul poate semnala o condiție în afara limitelor independent de ieșirea de reglare și dacă alarma este absolută sau relativă la valoarea de referință. |
| Funcția de alarmă | Abatere, bandă, absolută, temporizator și tipuri pentru întreruperea încălzitorului | Ce prinde de fapt alarma. O alarmă de întrerupere a încălzitorului detectează o rezistență de încălzire defectă, nu o citire mare, și are nevoie de ambii parametri setați pe proces ca să funcționeze deloc. |
| Comunicație | Magistrală serială, cu sau fără un sistem gazdă | Dacă valorile de referință și citirile pot fi culese central și dacă o schimbare de rețetă poate fi trimisă la mai multe regulatoare deodată. |
| Alimentarea și capacitatea de comutare | Alimentare de la rețea sau de joasă tensiune, și curentul nominal al oricărui contact de releu | Dacă sarcina poate fi comutată direct sau are nevoie de un releu intermediar, care este aranjamentul obișnuit pentru o sarcină inductivă. |
Cum se alege un regulator PID
| Criteriu | De ce decide răspunsul | Cum îl stabiliți înainte de a cere ofertă |
| Tipul și domeniul senzorului | Tipul de intrare trebuie să corespundă senzorului, iar domeniul măsurat trebuie să stea în interiorul scalei instrumentului | Dați tipul senzorului și domeniul de temperatură sau de proces pe care îl acoperă, inclusiv extremele, nu doar punctul normal. |
| Sarcina și curentul ei | Forma ieșirii și curentul nominal al contactului decurg amândouă din ce se comută | Precizați tipul sarcinii, curentul ei și dacă este rezistivă sau inductivă. Un curent nominal de contact nu este un curent nominal de sarcină. |
| Calitatea reglării cerute | Un proces care trebuie ținut într-o bandă strânsă cere o proporționare mai fină decât unul care trebuie doar să rămână într-o fereastră largă | Descrieți toleranța cerută și ce se întâmplă dacă este depășită, în loc să numiți un tip de regulator. |
| Cerința de alarmă | O alarmă care prinde un încălzitor defect este altă funcție decât una care prinde o citire mare | Spuneți ce trebuie să prindă alarma. Descrieți defectul, nu numele alarmei. |
| Spațiul din tablou și decupajul | Decupajul este de obicei deja fixat de carcasă și nu poate fi mărit fără a reface tabloul | Dați decupajul existent sau spațiul disponibil, dacă tabloul este nou. |
| Mediul din dreptul tabloului | Căldura, praful și spălarea acționează asupra feței frontale și asupra vieții instrumentului | Descrieți unde este tabloul, nu instalația în general, și spuneți dacă fața frontală este spălată cu jet. |
| Integrarea | Dacă valoarea de referință este setată local sau trimisă de la o gazdă decide dacă este nevoie de comunicație | Numiți ce citește regulatorul de la distanță, dacă citește ceva, și prin ce protocol. |
Scala instrumentului și domeniul de lucru sunt cifre diferite. Un regulator ales pentru cea mai mare temperatură pe care procesul ar putea să o atingă vreodată rezolvă mai puțin bine la temperatura la care rulează de obicei, așa că punctul de lucru este cel care trebuie precizat.
Cele mai apropiate alternative
Acestea sunt tipurile la care se ajunge de obicei cu o solicitare pentru un regulator PID și punctul în care alegerea se decide cu adevărat.
| Cea mai apropiată alternativă | Ce îl deosebește de un regulator PID |
| Sisteme PLC | Un automat programabil implementează o buclă de reglare doar dacă este scrisă și dacă există intrări și ieșiri analogice, și atunci tratează mai multe bucle deodată, ca parte a unui program mai larg. Un regulator PID este un instrument autonom pentru una sau două bucle, configurat, nu programat, și își continuă lucrul ca regulator dacă programul mașinii este oprit. |
| Convertoare de semnal | Un convertor schimbă forma sau domeniul unui semnal, de exemplu o termocuplă în 4-20 mA, fără să acționeze asupra procesului. Un regulator PID măsoară, decide și comandă o ieșire. Acolo unde un afișaj de tablou sau un PLC are nevoie de un semnal standard de la un senzor, convertorul este piesa care îl furnizează. |
| Module de control | Un modul de control este o piesă de construcție într-un sistem de control mai mare, fără interfață proprie pentru operator. Un regulator PID este un instrument complet de panou frontal, cu afișaj, clape și o ieșire, ceea ce operatorul mașinii reglează de obicei. |
| Senzori de temperatură | Un senzor produce un semnal și nimic mai mult. Regulatorul este cel care decide ce să facă cu valoarea pe care o indică. Cele două se specifică de obicei împreună, pentru că un tip de intrare ales fără legătură cu senzorul montat este motivul cel mai frecvent pentru care o buclă nouă citește greșit la prima pornire. |
| Data loggere industriale | Un înregistrator consemnează ce s-a întâmplat și se folosește ca să dovedești după aceea că un proces a rămas în limitele lui. Un regulator acționează în momentul respectiv. Un proces care trebuie și reglat, și documentat are nevoie de amândouă, sau de un regulator cu o gazdă de înregistrare în spate. |
Ce să includeți în solicitare
Primul răspuns poate fi o ofertă, nu un set de întrebări, dacă solicitarea conține aceste elemente. Acolo unde o cifră nu este cunoscută, trimiteți descrierea destinației de măsurare și vom confirma ce presupune ea.
- Tipul senzorului racordat și denumirea termocuplei sau a RTD-ului, dacă nu este unul uzual
- Domeniul de proces care trebuie reglat, cu punctul de lucru, nu doar cu extremele
- Ce comandă ieșirea: contactor, releu static, unitate cu tiristoare sau supapă
- Curentul acelei sarcini și dacă este rezistivă sau inductivă
- Decupajul din tablou sau spațiul disponibil, dacă tabloul nu este încă făcut
- Numărul de bucle care trebuie reglate și dacă sunt necesare și încălzirea, și răcirea
- Ce trebuie să prindă alarma, descris ca defect, nu ca tip de alarmă
- Dacă un sistem gazdă citește regulatorul și prin ce protocol
- Tensiunea de alimentare disponibilă în tablou
- Dacă documentarea procesului este cerută separat de reglare