Bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số là gì?

Kiểm soát nhiệt độ là điều kiện tiên quyết cho cơ bản mọi phản ứng hóa học mà mọi người quan tâm.Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và thường là tính đầy đủ của phản ứng.Cơ thể con người kết hợp hệ thống kiểm soát nhiệt độ sinh học để duy trì phạm vi nhiệt độ cơ thể hẹp.Các quy trình được thiết kế để sản xuất các vật liệu khác nhau cũng yêu cầu kiểm soát nhiệt độ.Kỹ sư có một lựa chọn giữa một bộ điều khiển nhiệt độ tương tự và nhiệt độ kỹ thuật số. Một số bộ điều nhiệt nhà tương tự bao gồm một xoắn ốc dải đồng.Khi dải mở rộng với nhiệt, xoắn ốc mở rộng, di chuyển một đòn bẩy cơ học.Lò hoặc điều hòa không khí đáp ứng cho phù hợp.Bộ điều khiển tương tự chỉ phản ứng với môi trường hiện tại. Bộ vi xử lý trong bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số nhận đầu vào số từ môi trường và điều khiển nó để cho phép mức độ kiểm soát lớn hơn.Nếu một hệ thống nóng lên nhanh chóng, hệ thống tương tự sẽ chỉ phản ứng khi bộ điều khiển đạt đến nhiệt độ mong muốn, được gọi là điểm đặt (SP).Nguồn nhiệt có thể bị tắt, nhưng hệ thống sẽ vượt qua SP vì nó đang hấp thụ năng lượng từ các bề mặt bức xạ ấm áp xung quanh hệ thống.Một bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số tính toán tốc độ mà nhiệt độ đang tăng và kích hoạt thiết bị phản hồi trước khi đạt được SP.Bộ điều khiển đã sử dụng dữ liệu trong quá khứ để dự đoán và thay đổi kết quả trong tương lai. Có nhiều thuật toán hoặc sơ đồ tính toán mà bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số có thể sử dụng.Một trong những phổ biến nhất là bộ điều khiển PID hoặc PID tích phân theo tỷ lệ.Nó sử dụng ba tính toán riêng biệt để duy trì nhiệt độ không đổi. Lỗi (e) là sự khác biệt giữa nhiệt độ thực tế (t) và nhiệt độ điểm đặt (SP).Tính toán theo tỷ lệ thay đổi luồng đầu vào thành một quá trình dựa trên cường độ của E. An E 2 sẽ yêu cầu đầu vào năng lượng gấp đôi so với E là 1. Điều khiển theo tỷ lệ giữ cho hệ thống không quá mức SP, nhưngPhản hồi có thể chậm chạp.Phương pháp tích phân dự đoán rằng xu hướng dữ liệu trong tương lai sẽ tồn tại.Trong ví dụ trên, nếu t tăng thêm E 2 và sau đó là E 4, hệ thống có thể dự đoán rằng E tiếp theo sẽ là 8, vì vậy thay vì nhân đôi phản hồi, nó có thể tăng gấp ba lần phản hồi và không chờ đợiĐo lường. Một bộ điều khiển tỷ lệ và tích phân (PI) có thể dao động xung quanh SP, nảy giữa quá ấm và quá mát.Một phương pháp điều khiển phái sinh sẽ làm giảm sự dao động.Tốc độ thay đổi của E được sử dụng trong tính toán. Bộ điều khiển PID sử dụng trung bình có trọng số của ba tính toán để xác định hành động nào nên được thực hiện bất cứ lúc nào.Bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số này là phổ biến và hiệu quả nhất, vì nó sử dụng dữ liệu hiện tại, lịch sử và dự kiến.Các chương trình kiểm soát khác yêu cầu thông tin về bản chất của hệ thống.Kiến thức như vậy làm tăng khả năng của bộ điều khiển để dự đoán phản ứng trong tương lai của hệ thống.