什么是控制器？控制器的使用及原理

什么是控制器？

控制器是自動調節機器輸出的裝置。

產品通常以指示控制器或溫度控制器的名稱出售。即使在作為溫度控制器出售的設備中，也有許多產品可以調節溫度以外的東西。

從傳感器輸入溫度、濕度、壓力、流量等物理參數并顯示數值。應用反饋，使其與設定的目標值相同。通常具有顯示器的產品很常見，可以監視要調整的參數的當前值和設定值。

如果顯示器是模擬指針，則稱為模擬控制器；如果是7段顯示器，則稱為數字控制器。目前，數字控制器是主流。如果是模擬指針，則可以省略當前值顯示。

控制器的使用

控制器廣泛應用于從工業設備到家用電器的各個領域。下面是如何使用控制器的示例。

• 商業水箱和液體儲罐的溫度管理

• 空調溫度控制

• 除濕機和加濕器的濕度管理

• 用于細胞培養的CO2 培養箱中二氧化碳氣體的流速

• 局部排氣設備的壓力管理

當你想保持參數不變時使用它。它還可以與計算機一起工作來記錄監控數據。

控制器原理

控制器由傳感器部分、處理計算/監控部分、輸出部分組成。傳感器部分是輸入物理量的部分。溫度計測量溫度，濕度計測量濕度使用

在處理計算/監視部分中，在監視該值的同時調整輸出值。測量值和目標值由電路中內置的比較器確定。使用比較測量值和目標值的大小，確定輸出值并將其發送到輸出部分。有多種用于提供反饋的控制操作方法。

1. 開/關操作

當測量值低于目標值時打開輸出，高于目標值時關閉輸出。通過重復該操作，測量值保持在目標值附近。

2.比例動作（P動作）

該操作執行與目標值的差值成比例的控制輸出。盡管可以比 ON/OFF 操作更平穩地進行操作，但它在目標值附近波動相對較大。當稍微偏離目標值時值變得穩定的情況稱為偏移，并使用積分運算進行調整。

3.積分動作（I動作）

這是基于目標值與測量值之差的時間積分值進行控制的操作。它常用于消除比例運算中出現的偏移。與比例動作結合使用。

4.微分運算（D運算）

這是根據測量值的變化率（微分值）進行輸出的運算。提供在當前值突然變化時立即返回到原始值的輸出量。 P、I、D運算的組合稱為PID運算，可以獲得綜合各運算優點的效果。

如何選擇控制器

根據安裝尺寸、輸入規格、輸出規格、通訊方式等選擇控制器。

1、安裝尺寸

安裝尺寸是指安裝控制器的面板尺寸。一般控制器多安裝在金屬控制面板的前面板上，因此請根據安裝空間選擇產品。如果要排列多個控制器，請選擇小型產品。

2. 輸入規格

輸入規格是指輸入信號、輸入點數等規格。根據需要控制的物理量進行選擇。如果輸入信號是溫度，通常使用電阻溫度計或熱電偶。

電阻溫度探測器大多為PT100Ω規格，熱電偶根據工作溫度分為K、R、B等。對于溫度以外的情況，通常連接具有 4-20mA 輸入或 1-5V 輸入的設備。

輸入信號是可以引入的信號數量。您可能想要實現“級聯控制"，將受控設備的兩個控制回路組合起來，這可能需要兩個或更多輸入點。

3. 輸出規格

輸出規格是傳輸到輸出設備的信號的規格。對于模擬控制，常見的是 4-20mA 或 1-5V 輸出。對于ON-OFF控制，多采用接點輸出或晶體管輸出。根據輸出目標設備的規格進行選擇。

4、通訊方式

通信方法是與計算機進行通信的方法。當您想要通過通信將測量值和輸出值傳輸到計算機，或從計算機更改目標值時使用。

過去，與計算機通信常用的是RS422、RS485等串行通信。近年來，使用LAN電纜的以太網通信已成為主流。