Les régulateurs de température sont conçus pour maintenir un objet ou un processus à la température souhaitée. Dans toutes les applications où il est nécessaire de contrôler une température, un régulateur est utilisé pour fixer une température au moyen d’un point de consigne. Un capteur quelconque est utilisé pour comparer la température à cet endroit au point de consigne requis. Il existe trois principaux types de régulateurs de température.
Qu’est-ce qu’un régulateur marche/arrêt ?
Les régulateurs de température marche /arrêt, ou « tout ou rien », sont le plus souvent représentés par des thermostats. Les types de capteurs de température peuvent varier, mais on utilise le plus souvent un bulbe rempli de mercure et un système capillaire, comme vous pouvez le voir sur ce site. D’autres capteurs comme les thermistances, les thermocouples ou les RTD peuvent également être utilisés comme capteurs pour les régulateurs marche/arrêt.
Le nom Marche/Arrêt vient de la méthode d’envoi du signal de refroidissement ou de chauffage : le système est en marche ou à l’arrêt. C’est très simple. Ces systèmes fonctionnent bien et sont utilisés depuis plus de 100 ans. Les variations de température sont plus importantes et ces systèmes tout ou rien ne sont pas recommandés pour les systèmes nécessitant un contrôle précis de la température. Des variations de 2 à 5 % ou plus peuvent être observées au-dessus et au-dessous du point de consigne de la température.
Qu’est-ce qu’un régulateur proportionnel ?
Les régulateurs proportionnels sont un peu différents. Ces appareils utilisent le plus souvent des thermocouples ou des RTD pour la détection de la température.
Un point de consigne de température est défini et réglé. Lorsque la température s’approche du point de consigne, le régulateur active ou désactive la charge de chauffage ou de refroidissement une fois qu’elle atteint une zone morte qui se situe normalement entre 5 et 10 % avant ou après le point de consigne. Par exemple, si le point de consigne pour le chauffage est de 100°C et que le régulateur a une zone morte de 10 %, il y aura une plage de 10 % autour du point de consigne. 10 % de 100 correspond à 1°C, et la plupart des régulateurs proportionnels divisent la zone morte autour du point de consigne : 5 degrés au-dessus et 5 degrés au-dessous. Lorsque la température détectée atteint 95°, le régulateur proportionne le signal jusqu’à ce qu’il atteigne 100°. La température détectée dépasse légèrement le point de consigne, mais lorsqu’elle atteint 105°, le régulateur recommence à proportionner le signal jusqu’à ce qu’il atteigne 100°, puis il recommence à le proportionner complètement.
Qu’est-ce qu’un régulateur de température PID ?
Les régulateurs PID sont conçus pour fournir un contrôle plus précis et plus efficace. Ces régulateurs sont conçus pour prendre en compte de multiples facteurs de performance de vos systèmes de chauffage afin de fournir un contrôle précis et efficace de la température.
Le sigle PID désigne trois fonctions principales de rétroaction appelées proportionnelle, intégrale et dérivée. Chacune d’entre elles a une fonction spécifique dans un système qui utilise le contrôle PID :
- La fonction proportionnelle correspond à la capacité du régulateur à voir le point de consigne s’approcher et à demander au dispositif de chauffage ou de régulation de la température de ralentir. Cela se produit normalement à une température spécifique sur un système de contrôle de la température (par exemple, 5 degrés en dessous du point de consigne).
- L’intégration est un algorithme employé qui examine comment le système se stabilise en dessous de ce point de consigne. Une fois que le « P » est initié, il peut ne pas fournir le petit coup de pouce nécessaire pour que la température atteigne son point de consigne.
- La dérivation fonctionne de l’autre côté du système. Si la température s’établit constamment au-dessus du point de consigne, la dérivée réduira la sortie de contrôle afin que le point de consigne soit abaissé.
Ensemble, les fonctions PID travaillent en harmonie pour obtenir un système de régulation de la température très étroitement contrôlé. La plupart des régulateurs de température PID disposent d’un processus appelé « Autotune » qui permet à un régulateur PID d’apprendre son système spécifique. Une personne utilisant le processus d’autoréglage met généralement son système sous tension avec les paramètres PID du régulateur réglés sur les valeurs par défaut. Il lance ensuite le processus d’autoréglage et constate que le processus de chauffage chute d’environ 50 ° par rapport au point de consigne d’entrée (par exemple, si le point de consigne de votre régulateur de température est de 200 °, la température chute à 150 °. Le système applique ensuite de la chaleur pour revenir au point de consigne d’origine de 200 °).
Le régulateur prend note de la vitesse à laquelle le système perd de la chaleur et de la vitesse à laquelle il se réchauffe, puis ajuste les paramètres P, I et D en conséquence. Ceci est très utile pour créer un contrôleur PID précis et utile. Le régulateur apprend en fait votre processus et applique ce qu’il considère comme les meilleurs réglages. Cela se traduit par un système plus efficace.
