Cosa sono i controller PID digitali?
Un controller proporzionale integrale integrale (PID) è un dispositivo spesso utilizzato per controllare dispositivi e sistemi elettronici. I principi matematici vengono in genere applicati dal dispositivo per elaborare un segnale e attivare una risposta nell'elettronica a cui è collegato. I controller PID digitali spesso funzionano in modo simile a quelli analogici, ma possono includere microprocessori, controlli logici programmabili e software specializzato. Il dispositivo controllato viene talvolta definito impianto, che può essere un motore industriale, un attuatore e altri macchinari, nonché un termostato domestico.
I controller PID digitali vengono talvolta utilizzati per gestire singoli dispositivi, ma possono anche essere inclusi in un intero sistema. Sono in genere utilizzati per regolare accuratamente i segnali di uscita in sistemi come i termoregolatori, in base a un certo livello di feedback. I dispositivi utilizzano generalmente calcoli matematici chiamati algoritmi, che possono consentire loro di attivarsi quando vengono raggiunte soglie programmate. Le condizioni possono anche essere monitorate in modo coerente in momenti specifici; questa funzione è spesso chiamata frequenza di campionamento.
I segnali di errore in genere aiutano a guidare la funzione dei controller PID digitali. Il termine proporzionale di solito si riferisce alla riduzione matematica dell'errore, mentre la funzione integrale in genere mira a rendere l'errore il più piccolo possibile. Quando il segnale di uscita cambia troppo velocemente, la funzione derivativa a volte limita le azioni degli altri due, quindi la correzione non viene annullata. I tre elementi dei controller proporzionali integrali-derivati sono spesso progettati da esperti di teoria matematica e da programmatori di software. Un'interfaccia di controllo, di solito un programma per computer, può aiutare le persone a gestire i controller PID digitali senza competenze avanzate.
A volte è necessario un codice software per ottimizzare un controller PID digitale, mentre può essere necessario il debug per regolare le variabili gestite dal dispositivo. Nel caso del controllo della temperatura domestica, il dispositivo è spesso progettato per rispondere alle temperature predefinite e alla deviazione da quelle. I controller PID digitali possono anche imparare i tempi necessari per riscaldare una stanza o raffreddarla. Di solito sono anche in grado di mantenere costanti le temperature in una stanza.
La maggior parte dei controller PID digitali funzionano utilizzando valori fissi. Il processo viene in genere ignorato dai controller; di solito vengono tracciati solo i parametri di funzionamento. Diversi controller PID possono essere collegati per gestire le prestazioni di un sistema di grandi dimensioni, tuttavia, o persino adattarli ai vari usi in un'applicazione complessiva. Un altro vantaggio dei controller PID digitali è che il tempo di campionamento può essere una piccola frazione del tempo necessario per la regolazione di un parametro, quindi l'accuratezza e l'efficacia sono generalmente massimizzate.