Что такое контроллер?

Что такое контроллер?

Контроллер — это устройство, используемое для автоматической регулировки выходной мощности машины.

Часто продаваемые как индикаторные регуляторы или регуляторы температуры, многие устройства, продаваемые как контроллеры, могут также управлять параметрами, отличными от температуры.

Физические параметры, такие как температура, влажность, давление и расход, вводятся с датчиков для указания значения. Обратная связь применяется для сопоставления этого значения с заданным вами целевым значением. Большинство продуктов имеют дисплей для мониторинга как текущего значения регулируемого параметра, так и заданного значения.

Если на дисплее используется аналоговый указатель, он называется аналоговым контроллером. Если на нем есть 7-сегментный дисплей, он называется цифровым контроллером. В настоящее время цифровые контроллеры являются наиболее распространенным типом. В аналоговых контроллерах на дисплее может отсутствовать текущее значение.

Применение контроллеров

Контроллеры широко используются в различных областях применения: от промышленного оборудования до бытовой техники, как показано ниже:

• Контроль температуры в коммерческих резервуарах для воды и резервуарах для хранения жидкости
• Регулирование температуры в кондиционерах
• Управление влажностью в осушителях и увлажнителях
• Регулирование потока углекислого газа в инкубаторах CO2 для культивирования клеток
• Регулирование давления в местных вытяжных системах

Контроллеры используются для поддержания постоянных параметров и могут использоваться вместе с компьютерами для регистрации контролируемых данных.

Принцип контроллеров

Контроллер состоит из датчика, части обработки/контроля и выходной секции. Датчик вводит физические величины, такие как температура (с использованием термометра) или влажность (с использованием гигрометра) и другие.

Раздел обработки и мониторинга регулирует выход, контролируя значение. Встроенный компаратор или аналогичное устройство сравнивает измеренное значение с целевым значением, чтобы определить выход, который затем отправляется в раздел вывода. Используются различные методы управления с обратной связью.

1. Операция ВКЛ/ВЫКЛ

Выход активируется, когда измеренное значение ниже целевого значения, и выключается, когда выше. Эта повторяющаяся операция поддерживает измеренное значение вблизи целевого.

2. Пропорциональная операция (операция P)

Эта операция регулирует управляющий выход пропорционально отклонению от целевого значения, обеспечивая более плавное регулирование, чем операция ВКЛ/ВЫКЛ, хотя и с относительно большими колебаниями вблизи цели. Интегральные операции и т. д. немного корректируют смещение стабилизации от целевого значения.

3. Интегральная операция (операция I)

Основанная на интеграле по времени разницы между целевым и измеренным значениями, эта операция часто используется для устранения смещения, появляющегося при пропорциональной операции, как правило, в сочетании с операцией P.

4. Дифференциальная операция (D-операция)

Эта операция выводит данные на основе скорости изменения (производной) измеренного значения. ПИД-операция, объединяющая операции P, I и D, объединяет преимущества каждого метода.

Как выбрать контроллер

Контроллеры выбираются на основе размера монтажа, входных характеристик, выходных характеристик, методов связи и других факторов.

1. Размер монтажа

Учитывайте размер панели, на которой будет установлен контроллер. Выберите продукт, который подходит для доступного пространства для установки, выбирая меньшие размеры при установке нескольких контроллеров в ряд.

2. Характеристики входа

Выбирайте на основе входных сигналов контролируемой физической величины и количества точек входа. Для входов температуры обычно используются термометры сопротивления или термопары (типов PT100Ω, K, R, B) с входами 4-20 мА или 1-5 В для других параметров.

3. Характеристики выхода

Характеристики выхода соответствуют сигналу, передаваемому на выходное устройство. Аналоговое управление обычно использует выходы 4-20 мА или 1-5 В, в то время как управление ВКЛ-ВЫКЛ использует контактные или транзисторные выходы, выбранные на основе спецификаций выходного устройства.

4. Метод связи

Для взаимодействия с компьютерами методы связи облегчают передачу измеренных или выходных значений на компьютер или изменение целевых значений с компьютера. Связь Ethernet стала общепринятой, заменив старые стандарты последовательной связи, такие как RS422 или RS485.