Proportionalregulering (opvarmning)

Når temperaturen (T)er mindre end setpunktet (SP) minus halvdelen af båndbredden (XP) er udgangen konstant på 20 mA (100 %). Mellem SP – ½ XP og SP + ½XP vil udgangen ændres fra 20 mA (100%) til 4 mA (0%), når T ændrer sig fra proportionalbåndets nedre grænse til den øvre grænse. Når T = SP, er udgangen derfor på 12 mA (50%). Afhængigt af hvor stort signal der skal bruges til at holde den ønskede temperatur, vil en proportionalregulering regulere T ind på en konstant temperatur mellem nedre og øvre båndgrænse. Vi får derfor en proportionalafvigelse på maximalt +/- ½ XP, og kun T = SP, hvis der netop skal bruges 50 % signal for at holde temperaturen.

Proportional – + integralregulering

Integralledets opgave er at fjerne proportionalfejlen. Dette opnås ved hjælp af en integrator, hvis udgangssignal styres af afvigelsen delta T = SP – T. Kun når delta T = 0 (T = SP), er integratorens udgangssignal konstant. Integrationstiden tn er den tid, udgangssignalet ville være om at fjerne en fejl delta T, forudsat at delta T var konstant i denne tid. Hastigheden, hvormed integralledet korrigerer for afvigelser fra setpunktet, er derfor proportional med afvigelsen, det vil sige, temperaturen nærmer sig setpunktet efter en eksponentialkurve, hvis stejlhed er bestemt af tn.

PID- regulering / HBO-PI regulering

Når T i længere tid har været fx. under proportional-båndet, er det ønskeligt at reguleringen begynder at regulere signalet ned tilpas tidligt til, at temperaturen hurtigst muligt eller i andre tilfælde uden oversving reguleres på plads. Dette opnås normalt ved tilføjelse af et differentialled i reguleringen. Differentialleddet måler, hvor hurtigt temperaturen ændrer sig og regulerer signalet herefter. Differentialleddets styrke indstilles ved hjælp af differentiationstiden td. En PID regulering er således bestemt af tre parametre: Proportionalbånd XP, Integraltid tn og Differentationstid td.

En PID regulering er i praksis vanskelig at justere ind til en given opgave pga. disse tre indbyrdes afhængige parametre. Med HBO’s PI regulator opnås i de fleste tilfælde en bedre regulering med kun de to parametre XP og tn : Dette opnås ved tvangsstyring af integratorsignalet (integratorbegrænsning) under indreguleringen. Ved passende og ret ukritisk valg af XP og tn vil reguleringen “fange” temperaturen, før setpunktet nås, resulterende i et hurtigt indsvingningsforløb med et lille eller intet oversving.