PID温控器，你知道怎么制作吗？

PID 或比例积分微分 (PID) 控制器可用于控制压力、流量、其他过程变量，尤其是温度。比例积分微分控制器的目的是迫使反馈与基于温度设置的某个设定点相匹配。 PID 温度控制器主要用于对过程中的能量增加变化做出快速反应的系统中。这在负载变化恒定且质量稍小的系统中非常有用。

简而言之，PID 控制器是一种查看设定值并随后将温度转换为所需设定值的设备。那么，如何设置 PID 温度控制器？您需要遵循哪些工具、步骤和预防措施？本文试图讨论与 PID 温度控制器有关的几乎所有内容，从设置到所需的工具，再到要遵循的步骤，仅举几例。

PID温控器工作原理

要清楚地了解 PID 温度控制器背后的工作原理，您可能需要仔细查看下图。

那么，这里发生了什么？设定点 (SP) 是整个过程必须产生的期望值。假设您家中的温度控制系统的设定点为 22°C；

因此，如果您希望整个过程产生接近 22°C 或非常接近的稳定温度。这是 PID 温度控制器的作用点。PID 控制器会考虑设定值，然后将其与过程变量 (PV) 的实际值进行比较。

回到你的房子里，一个 PID 控制器会查看室温的当前值，并查看它与 22°C 的距离或接近多少。如果设定点 (SP) 和过程变量 (PV) 相同，那么您的控制器无需执行任何操作。但是如果这两个值之间存在差异，则意味着存在需要更正的错误。

回到你家，需要纠正的错误可能是冷却或加热，这取决于 PV 值是高于还是低于 SP。如果温度低，传感器将拾取较低的温度并将其馈送到控制器。然后控制器会看到“温度错误”并尝试对其进行纠正或将其转换为所需的范围。如果干扰（温度升高/降低）再次影响系统，控制器将再次启动。就这么简单。

设置 PID 工具和所需材料

您是否打算自己设置 PID 温度控制器？如果是这样，那么您必须拥有一些工具和材料。如果使用错误或不合格的工具和材料，请放心使用 PID 温度控制器，其功能将令人不快。正确的工具和设备类型是创建 PID 温度控制器所必需的，该控制器将温度转换或设置为所需的设定点。

当您想自行设置 PID 温度控制器时，您需要以下工具：

• 烙铁、助焊剂镊子和焊锡丝
• 铣床
• 激光切割机
• FTDI 串行 TTL-232 USB 电缆
• 万用表（电压表和欧姆表）

拥有 PID 温度控制器的第一步是确保您拥有上述所有工具。

·材料

除了工具之外，您还需要以下材料组合：

• 单面电木铜板（最好用60*35mm）
• Attiny 45 微控制器
• 固态继电器
• 1N4004 二极管
• 指甲油
• 电容器（最好是 SMT 0603 Adafruit 书）
• 交流-直流变压器（最好是 230V-9V）
• 晶体管
• 运算放大器
• 稳压器

控制器编程

对 PID 温度控制器进行编程以确保其发挥作用的唯一目的并不是一个复杂的过程。您所需要的只是正确的软件，一切顺利。虽然 PID 调谐器似乎是最好的，但可以依赖的软件包有很多。

有几个原因。例如，PID Tuner 软件通过减少振荡和增加带宽来简化转动多个单独回路的过程。

该软件还允许在免费的同时实现他或她想要的设计和性能要求。 PID Tuner 坚固、简单，并在广泛的操作条件下提供出色的性能。

除了 PID Tuner 软件，也可以使用 IJ-6 软件。这种类型的软件可以轻松安全地监控和控制大范围的温度。

如何调整到所需的PID值

调整是将温度更改为所需量的过程。可悲的是，调整 PID 温度控制器似乎有点棘手，知道从哪里开始，以及遵循什么方向。有 3 种主要的 PID 温度控制器整定方法。它们包括手动调整、自动调整和启发式调整，如下所述：

·手动调优

手动调整可以通过将重置时间设置为最大值来实现，并且速率保持为零。之后，增益需要增加环路开始以稳定幅度振荡的水平。修正任何偏移，好处是必须在调整时间的同时将 PID 设置为复位值的一半。

·自动调谐

在这里，PID 控制器通常“学习”如何响应精确 PID 设置中的任何变化或干扰。 When one chooses the “Auto-Tune” function, the controller immediately triggers an output.需要注意的重要一点是，控制器需要 10 度或以上的设定点才能成功进行自动调整。

·调整启发式

也称为 Ziegler-Nichols 方法，调整启发式方法是调整 PID 控制器的另一种方法。为此，必须设置一个整数值 I 和导数 D 收益为零。比例增益P 然后缓慢增加，直到达到所谓的最终增益 Ku .

一些你需要注意的事情

对于 PID 温度控制器，您需要始终密切注意一些事项。除其他事项外，安全和预防措施最为重要。您需要确保考虑到具体的预防措施，以免您的生命或您身边的人处于危险之中。首先，如果您不知道如何安装新获得的PID温度控制器，最好寻求专业人士的服务。

此外，必须确保按照手册的指示连接温度控制器。此外，请确保从控制器应该放置的位置排除传导污染。最后，确保控制器的重要部件有完整的外壳。

PID温控器可以应用的领域

PID 温度控制器在几个值得注意的应用中都有使用。尽管 PID 控制与噪声作斗争，但它们在许多领域都是必要的。全球数以百万计的家庭、车辆和商业实体依赖于 PID 温度控制器。但是，它们在整个工业部门中得到大量使用。

以下是比例积分微分 (PID) 温度控制器的一些日常工业应用。

• 炉温控制 – 大多数熔炉在高温下容纳大量原材料。无论热量如何，材料的温度都不会迅速变化。但是，微分项使用稳定的 PV 信号来纠正错误。

• 批次温度控制 – 在这里，操作是在一个封闭的系统下进行的，温度可能会上升到不希望的水平。需要 PID 温度控制来控制一切。

• 中和 pH 控制 – 许多行业将 pH 值视为一个相当大的挑战。例如，它们有时往往是非线性的，这是许多企业都在努力解决的问题。这就是 PID 温度控制器的用武之地。PID 温度控制器有效地中和 pH 值，使其处于控制之下

总结

顾名思义，PID温度控制器是用于控制温度的设备。它由一个接收输入的传感器组成，另一端是一个连接到元件/设备（如加热器或风扇）的输出。 PID 温度控制器用于家庭、车辆和办公室。但是，它们在工业控制应用中得到大量使用。调整对于达到所需的温度水平是必要的。幸运的是，用户可以使用不止一种方法来调整这些设备。更好的是，有几个软件平台可以用来对 PID 温度控制器进行编程，使其按需要运行。在设置 PID 温度控制器时，确保考虑到具体的预防措施至关重要。通过这些预防措施，您将确保您的安全和温度控制器的使用寿命。