在本文中，我们将讨论 PID 控制器及其从单站设备到今天的演变。 

我将解释为什么在工业过程中使用 PID 控制器而不是简单的开/关控制器。

我将说明称为比例、积分和微分的控制器设置如何 影响受控制的不同过程。

我还将概述称为控制器调整的非常重要的活动。

让我们从很多人都熟悉的家庭温度控制开始讨论。

这所房子有一个可以将热量散发到整个房间的炉子，以及一个称为恒温器的壁挂式控制器。

恒温器有一个传感器，可以测量室内温度并将该测量值与可调节的设定值进行比较。

如果室温低于设定值，则打开炉子。

当室温升高到设定值以上时，炉子关闭。这种类型的控制称为 ON/OFF 或 Bang-Bang 控制。

下面是随着炉子打开和关闭，室温在一段时间内的变化图。

如您所见，温度并未完全保持在 70°F 的设定点，而是在设定点上下循环。

开/关控制可能适用于您的房屋，但不适用于工业过程或运动控制。

让我们看一个油箱液位控制的例子来解释原因。当泵排空时，阀门充满水箱。如果阀门采用 ON/OFF 控制操作，水将在 50% 的设定点附近波动。

出于我们的目的，假设波动为 ±10%。在大多数工业应用中，这种围绕设定点的波动是不可接受的。

好吧，如果可以对阀门进行节流并将其置于 ON 和 OFF 之间的任何位置会怎样？

现在我们可以继续讨论 PID 控制器。P代表比例，I代表积分，D代表微分。

由于每个过程的响应不同，PID 控制器通过使用不同数量的比例、积分和微分动作来确定应用修正的数量和速度。

每个模块都会贡献一个独特的信号，这些信号被加在一起以创建控制器输出信号。

让我们看看 PID 控制器如何适应反馈控制回路。控制器负责确保过程尽可能接近所需值，而不管各种中断如何。

控制器比较变送器过程变量 (PV) 信号和设定值。

基于该比较，控制器产生输出信号以操作最终控制元件。该 PID 控制器输出能够在其整个 100% 范围内操作最终控制元件。

大多数现代 PID 控制器是 PLC 或 DCS 的一部分，并使用块命令在程序控制逻辑中创建。

在 PLC 出现之前，PID 控制器是负责控制一个回路的独立设备。