控制器基础知识 什么是控制器
来源：深圳市京都玉崎电子有限公司
发布时间：2026-09-21 19:37:21
这些设备通常以“指示控制器”或“温度控制器”的名义出售。即使是作为温度控制器出售的设备，许多也能控制温度以外的其他参数。
温度、湿度、压力和流量等物理参数由传感器输入以显示数值。系统会提供反馈以确保这些数值与设定的目标值相符。产品通常配备显示屏，用于监控待调整参数的当前值和设定值。
当显示器使用模拟指针时，称为模拟控制器；当使用七段数码管时，称为数字控制器。目前，数字控制器是主流。对于模拟指针，可以省略电流值显示。
控制器的用途
控制器广泛应用于从工业设备到家用电器等各个领域。以下是一些控制器应用示例。
商用水箱和液体储罐的温度控制
空调温度控制
除湿机和加湿器的湿度控制
控制二氧化碳培养箱中二氧化碳的流速以进行细胞培养。
局部排气通风系统的压力管理
当您需要保持参数恒定时，可以使用此功能。它还可以与计算机配合使用，以记录监测数据。
控制器的原理
控制器由传感器部分、处理/监控部分和输出部分组成。传感器部分用于输入待控的物理量。例如，温度计用于测量温度，湿度计用于测量湿度。
在处理和监控部分，输出值在监控的同时进行调整。测量值和目标值通过电路内置的比较器进行比较，以确定输出值，然后将输出值发送到输出部分。有多种控制操作方法可以提供反馈。
1. 开/关操作
当测量值低于目标值时，此函数会打开输出；当测量值高于目标值时，此函数会关闭输出。通过重复此操作，可以使测量值始终接近目标值。
2. 比例作用（P作用）
此操作提供与目标值偏差成比例的控制输出。与简单的开/关操作相比，它能实现更平滑的操作，但输出值在目标值附近波动较大。当输出值稳定在略微偏离目标值的位置时，这种偏差称为偏移量，需要使用积分操作或类似方法进行调整。
3. 积分作用（I作用）
这种控制方法利用目标值与测量值之差的时间积分。它常用于消除比例控制中出现的偏差，通常与比例控制结合使用。
4. 差分运算（D运算）
该操作根据被测值的变化率（导数）输出一个值。如果被测值变化迅速，它会立即输出一个值，使当前值恢复到其原始值。P、I 和 D 操作的组合称为 PID 操作，它实现了每种操作优势的综合效果。
如何选择控制器
控制器是根据安装尺寸、输入规格、输出规格、通信方式等因素选择的。
1. 安装尺寸
安装尺寸指的是控制器安装面板的尺寸。通常，控制器安装在金属控制面板的表面，因此应根据可用的安装空间选择产品。如果需要安装多个控制器，请选择较小的型号。
2. 输入规格
输入规格包括输入信号和输入点数。这些参数根据待测物理量来选择。当输入信号为温度时，通常使用电阻温度计或热电偶。
电阻温度计大多为PT100Ω型，而热电偶则根据被测温度的不同，可选用K型、R型、B型等。对于温度测量以外的应用，通常会连接输入电流为4-20mA或1-5V的器件。
输入信号的数量指的是可以输入的信号数量。有时，您可能需要对需要两个或多个输入点的受控设备实施“级联控制”，即将两个控制回路组合在一起。
3. 输出规格
输出规格是指传输到输出设备的信号的规格。对于模拟控制，常用的输出规格为 4-20mA 或 1-5V。对于开关控制，常用的输出规格为触点输出或晶体管输出。应根据输出设备的规格进行选择。
4. 沟通方式
通信方法是一种与计算机进行通信的方法。它用于向计算机传输测量值和输出值，或从计算机更改目标值。
过去，RS422和RS485等串行通信方式是计算机通信的常用方式。近年来，通过局域网线缆进行的以太网通信已成为主流。
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