Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący, zwany w skrócie regulatorem PID, jest typem urządzenia często używanym w układach sterowania. Systemy te sterują innymi urządzeniami lub systemami, a regulator PID pomaga regulować ważne zmienne w systemie sterowania. Może dotyczyć tylko jednego urządzenia lub wielu jednocześnie. Zazwyczaj jest używany w przemyśle i produkcji.
Aby zrozumieć, czym zajmuje się regulator PID i dlaczego jest to taka zaleta, można posłużyć się przykładem z życia codziennego. Kiedy właścicielowi domu jest zimno, ustawia termostat urządzenia grzewczego w swoim domu na żądaną temperaturę. Temperatura, w której aktualnie znajduje się dom, jest znana jako zmienna procesowa. Zmienna to po prostu czynnik, taki jak temperatura w domu, który może się zmieniać w czasie.
Idealna temperatura, jaką właściciel domu ustawił na swoim termostacie, nazywana jest nastawą. Zmienna procesowa i nastawa mogą być w danym czasie takie same. Jeśli aktualna temperatura w domu jest taka sama, jak temperatura pożądana. Jednak w przeciwieństwie do wartości zadanej zmienna procesowa może się zmieniać. Dzieje się tak, gdy w domu robi się za gorąco lub za zimno.
Te dwa terminy, zmienna procesowa i nastawa, są tymi samymi terminami używanymi do wyrażenia, jak działa regulator PID. Sterownik jest ustawiony na sterowanie zmienną, niezależnie od tego, czy jest to temperatura, czy inny aspekt systemu, nad którym ma kontrolę. Sterownik stara się znaleźć najlepsze rozwiązanie, aby utrzymać tę zmienną na pożądanej wartości zadanej.
Różnice występują między regulatorem PID a normalnymi regulatorami w sposobie ich działania. Regulator PID wykorzystuje zaawansowaną formułę, aby zapobiegać występowaniu jakichkolwiek błędów. Dzięki temu sterowane urządzenia lub systemy działają tak bezbłędnie, jak to tylko możliwe.
Ten typ formuły jest znany jako algorytm. Algorytm kieruje działaniami w oparciu o to, co się dzieje. Algorytm miałby konkretne wskazówki, jak reagować na określone zmiany. Jest to podobne do quizu w magazynie, który zadaje pytania, a następnie używa strzałek, aby skierować czytelnika do następnego pytania w oparciu o jego odpowiedź na poprzednie pytanie. W ten sposób algorytm to szereg różnych procedur, które można wykonać lub zmienić w zależności od tego, co robi urządzenie odbierające zamówienia.
Wreszcie regulator PID uczestniczy w pętli sprzężenia zwrotnego. Informacje wysyłane przez kontroler, odbierane przez urządzenia, a informacje z urządzeń odsyłane do kontrolera. Następnie kontroler podejmuje decyzję o dalszym postępowaniu na podstawie informacji, które otrzymuje i wysyła, tworząc ciągłą pętlę.
Jedna główna zaleta wyróżnia się nad innymi przy zastosowaniu regulatora PID. Może sterować różnymi systemami lub urządzeniami przy niewielkiej interakcji człowieka. Nie tylko pozwala to pracownikom skoncentrować się na innych zadaniach, ale także umożliwia jednoczesne uruchomienie wielu procesów. Wadą tej metody jest fakt, że kontroler musi być dostrojony, co oznacza, że instrukcje, które mówią mu, co ma zrobić, muszą zostać zmodyfikowane, aby działał poprawnie. Aby to zrobić, wymagana jest zaawansowana wiedza na temat konfigurowania tego typu kontrolera, aby uniknąć błędów.