Sıcaklık kontrolü, temel olarak insanların ilgilendiği her kimyasal reaksiyon için bir önkoşuldur. Sıcaklık, reaksiyon hızını ve genellikle reaksiyonun bütünlüğünü etkiler. İnsan vücudu, dar bir vücut ısısı aralığını korumak için biyolojik bir sıcaklık kontrol sistemi içerir. Çeşitli malzemeler üretmek için tasarlanan işlemler aynı zamanda sıcaklık kontrolü gerektirir. Mühendis bir analog ve dijital sıcaklık kontrolörü arasında seçim yapabilir.
Bazı analog ev termostatları bakır şerit spirallerden oluşur. Şerit ısıyla genişledikçe, spiral mekanik bir kolu hareket ettirerek genişler. Fırın veya klima buna göre yanıt verir. Analog kontrolörler sadece mevcut ortama tepki verir.
Dijital sıcaklık kontrol ünitesindeki mikroişlemci, ortamdan sayısal girdi alır ve daha fazla kontrol sağlaması için manipüle eder. Bir sistem hızlı bir şekilde ısınırsa, analog sistem sadece kontrolör istenen değere ulaştığında (SP) adı verilen reaksiyona girer. Isı kaynağı kapatılabilir, ancak sistem SP'yi aşacak, çünkü sistemi çevreleyen sıcak yayan yüzeylerden enerji emiyor. Dijital sıcaklık kontrolörü, sıcaklığın yükselme hızını hesaplar ve SP'ye ulaşılmadan önce cihazı yanıt vermesi için tetikler. Denetleyici gelecekteki sonuçları tahmin etmek ve değiştirmek için geçmiş verileri kullandı.
Bir dijital sıcaklık kontrol cihazının kullanabileceği birçok algoritma veya hesaplama şeması vardır. En yaygın olanlardan biri oransal-integral-türev veya PID denetleyicisidir. Sabit bir sıcaklığı korumak için üç ayrı hesaplama kullanır.
Hata (e), gerçek sıcaklık (T) ile ayar noktası sıcaklığı (SP) arasındaki farktır. Orantılı hesaplama, bir girdi akışını E'nin büyüklüğüne dayanan bir işleme dönüştürür. 2'nin E değeri, 1'in E değerinin iki katı kadar enerji girişi gerektirir.
Orantılı kontrol, sistemin SP'yi aşmasını önler, ancak tepki yavaş olabilir. İntegral yöntem gelecekteki veri trendlerinin süreceğini öngörüyor. Yukarıdaki örnekte, eğer T, E'nin 2 ve ardından E'nin 4 olmasıyla artarsa, sistem bir sonraki E'nin 8 olacağını öngörebilir, bu nedenle yanıtı iki katına çıkarmak yerine, yanıtı üçe katlayabilir ve bir sonraki için bekleyemez. ölçüm.
Bir orantılı ve integral (PI) kontrol cihazı SP'nin etrafında salınabilir, çok sıcak ve çok soğuk arasında zıplayabilir. Bir türev kontrol yöntemi salınımı azaltacaktır. Hesaplamada E değişim oranı kullanılır.
PID kontrolörü, herhangi bir anda ne yapılması gerektiğini belirlemek için üç hesaplamanın ağırlıklı bir ortalamasını kullanır. Bu dijital sıcaklık kontrol cihazı, güncel, geçmiş ve beklenen verileri kullandığından en yaygın ve etkilidir. Diğer kontrol programları sistemin yapısı hakkında bilgi gerektirir. Bu bilgi, kontrol biriminin sistemin gelecekteki tepkisini öngörme yeteneğini arttırır.
