Vad är en digital temperaturkontroll?
Temperaturkontroll är en förutsättning för i huvudsak varje kemisk reaktion där människor är intresserade. Temperaturen påverkar reaktionshastigheten och ofta reaktionens fullständighet. Människokroppen innehåller ett biologiskt temperaturkontrollsystem för att upprätthålla ett smalt utbud av kroppstemperatur. Processer utformade för att producera olika material kräver också temperaturkontroll. Ingenjören har ett val mellan en analog och en digital temperaturkontroller.
Några analoga hemmastermostater består av en kopparstempiral. När remsan expanderar med värme expanderar spiralen och flyttar en mekanisk spak. Ugnen eller luftkonditioneringen svarar i enlighet därmed. Analoga styrenheter reagerar bara på den nuvarande miljön.
Mikroprocessorn i en digital temperaturkontroll får numerisk ingång från miljön och manipulerar den för att möjliggöra en större kontroll. Om ett system värms upp snabbt kommer det analoga systemet bara att reagera när styrenheten når sin desiRöd temperatur, kallad börvärdet (SP). Värmekällan kan stängas av, men systemet kommer att överskrida SP eftersom det absorberar energi från de varma utstrålande ytorna som omger systemet. En digital temperaturkontroll beräknar hastigheten med vilken temperaturen stiger och utlöser apparaten att svara innan SP uppnås. Controllern använde tidigare data för att förutsäga och ändra framtida resultat.
Det finns många algoritmer eller beräkningsscheman som en digital temperaturkontroll kan använda. En av de vanligaste är den proportionella integrala-derivat- eller PID-styrenheten. Den använder tre separata beräkningar för att upprätthålla en konstant temperatur.
Felet (E) är skillnaden mellan den faktiska temperaturen (t) och börvärdetemperaturen (SP). Den proportionella beräkningen ändrar en ingångsström till en process baserad på storleken på E. en E av 2 woulD kräver en inmatning av energi två gånger den för en E på 1.
Proportionell kontroll hindrar systemet från att överskrida SP, men svaret kan vara trög. Den integrerade metoden räknar med att framtida datatrender kommer att uthärda. I exemplet ovan, om T ökar med en E av 2 och sedan en E av 4, kan systemet förutse att nästa E kommer att vara 8, så istället för att fördubbla svaret kan det tredubbla svaret och inte vänta på nästa mätning.
En proportionell och integrerad (PI) -kontroll kan svänga runt SP och studsa mellan för varmt och för svalt. En derivatkontrollmetod kommer att dämpa svängningen. Förändringshastigheten används i beräkningen.
PID -styrenheten använder ett viktat genomsnitt av de tre beräkningarna för att bestämma vilka åtgärder som ska vidtas när som helst. Denna digitala temperaturkontroll är den vanligaste och effektiva, eftersom den använder aktuella, historiska och förväntade data. Andra kontrollscheman kräver information om TSystemets natur. Sådan kunskap ökar styrenhetens förmåga att förutse systemets framtida svar.