デジタル温度コントローラーとは何ですか？

温度制御は、人々が興味を持っているすべての化学反応の前提条件です。温度は反応速度に影響し、多くの場合、反応の完全性に影響します。人体には、体温の狭い範囲を維持するための生物学的温度制御システムが組み込まれています。さまざまな材料を生産するように設計されたプロセスにも、温度制御が必要です。エンジニアは、アナログとデジタル温度コントローラーのどちらかを選択しています。

アナログホームサーモスタットの中には、銅ストリップスパイラルで構成されています。ストリップが熱で膨張すると、スパイラルが膨張し、機械式レバーを移動します。それに応じて炉またはエアコンが応答します。アナログコントローラーは現在の環境にのみ反応します。

デジタル温度コントローラーのマイクロプロセッサは、環境から数値入力を受け取り、操作してより大きな制御を可能にします。システムが急速に熱くなった場合、コントローラーがデジに到達したときにのみアナログシステムが反応しますセットポイント（SP）と呼ばれる赤い温度。熱源はオフになる可能性がありますが、システムは、システムを囲む温かい放射面からエネルギーを吸収しているため、SPをオーバーシュートします。 デジタル温度コントローラーは、温度が上昇している速度を計算し、SPに達する前にアプライアンスをトリガーして応答します。コントローラーは過去のデータを使用して将来の結果を予測および変更しました。

デジタル温度コントローラーが採用する可能性のある多くのアルゴリズムまたは計算スキームがあります。最も一般的なものの1つは、比例統合誘導性またはPIDコントローラーです。 3つの個別の計算を使用して、一定の温度を維持します。

エラー（e）は、実際の温度（t）と設定値（SP）の差です。比例計算により、E。の大きさに基づいて入力ストリームがプロセスに変更されます。Dは、1のEの2倍のエネルギーの入力を必要とします。

比例制御により、システムがSPをオーバーシュートすることを防ぎますが、応答が遅くなる可能性があります。積分方法は、将来のデータトレンドが耐えることを予想しています。上記の例では、Tが2のEを2の4で4のEを増加させると、システムは次のEが8になると予測する可能性があるため、応答を2倍にする代わりに、応答を3倍にし、次の測定を待たない場合があります。

比例した積分（PI）コントローラーは、SPの周りで振動する可能性があり、暖かすぎてクールすぎると跳ね返ります。 微分制御方法は、振動を減衰させます。 Eの変化率は計算で使用されます。

PIDコントローラーは、3つの計算の加重平均を使用して、いつでもどのアクションを実行するかを決定します。このデジタル温度コントローラーは、現在、履歴、予想されるデータを使用しているため、最も一般的で効果的です。他のコントロールスキームには、tに関する情報が必要ですシステムの性質。このような知識は、システムの将来の応答を予測するコントローラーの能力を高めます。