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在本文中，我們將討論 PID 控制器及其從單站設備到今天的演變。 

我將解釋為什么在工業過程中使用 PID 控制器而不是簡單的開/關控制器。

我將說明稱為比例、積分和微分的控制器設置如何 影響受控制的不同過程。

我還將概述稱為控制器調整的非常重要的活動。

讓我們從很多人都熟悉的家庭溫度控制開始討論。

這所房子有一個可以將熱量散發到整個房間的爐子，以及一個稱為恒溫器的壁掛式控制器。

恒溫器有一個傳感器，可以測量室內溫度并將該測量值與可調節的設定值進行比較。

如果室溫低于設定值，則打開爐子。

當室溫升高到設定值以上時，爐子關閉。這種類型的控制稱為 ON/OFF 或 Bang-Bang 控制。

下面是隨著爐子打開和關閉，室溫在一段時間內的變化圖。

如您所見，溫度并未完全保持在 70°F 的設定點，而是在設定點上下循環。

開/關控制可能適用于您的房屋，但不適用于工業過程或運動控制。

讓我們看一個油箱液位控制的例子來解釋原因。當泵排空時，閥門充滿水箱。如果閥門采用 ON/OFF 控制操作，水將在 50% 的設定點附近波動。

出于我們的目的，假設波動為 ±10%。在大多數工業應用中，這種圍繞設定點的波動是不可接受的。

好吧，如果可以對閥門進行節流并將其置于 ON 和 OFF 之間的任何位置會怎樣？

現在我們可以繼續討論 PID 控制器。P代表比例，I代表積分，D代表微分。

由于每個過程的響應不同，PID 控制器通過使用不同數量的比例、積分和微分動作來確定應用修正的數量和速度。

每個模塊都會貢獻一個獨特的信號，這些信號被加在一起以創建控制器輸出信號。

讓我們看看 PID 控制器如何適應反饋控制回路。控制器負責確保過程盡可能接近所需值，而不管各種中斷如何。

控制器比較變送器過程變量 (PV) 信號和設定值。

基于該比較，控制器產生輸出信號以操作Zui終控制元件。該 PID 控制器輸出能夠在其整個 范圍內操作Zui終控制元件。

大多數現代 PID 控制器是 PLC 或 DCS 的一部分，并使用塊命令在程序控制邏輯中創建。

在 PLC 出現之前，PID 控制器是負責控制一個回路的獨立設備。