調(diào)節(jié)器有很多種分類方法。根據(jù)控制回路區(qū)分，調(diào)節(jié)器可以分為單回路調(diào)節(jié)器和多回路調(diào)節(jié)器。根據(jù)給定值來分，調(diào)節(jié)器可以分為定值控制、外給定控制和程序控制調(diào)節(jié)器。根據(jù)控制對象的區(qū)分，可以分為溫度調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器、流量調(diào)節(jié)器、液位調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器等。從產(chǎn)品樣式上分，調(diào)節(jié)器有數(shù)碼顯示、液晶顯示、模塊式調(diào)節(jié)器等產(chǎn)品。
調(diào)節(jié)器的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，在航空航天、化工、交通運輸、電力、機電、制藥、食品加工、造紙等行業(yè)都需要使用調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中已經(jīng)不可缺少。巨大的應(yīng)用帶來了巨大的市場，很多公司設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)調(diào)節(jié)器，國外霍尼韋爾、山武、歐陸、歐姆龍、橫河、西門子等都在生產(chǎn)制造調(diào)節(jié)器，他們占據(jù)了調(diào)節(jié)器的高端市場。國內(nèi)市場的中低端市場被一些大的廠家占據(jù)，主要包括富士、臺達(dá)、宇電、島電、RKC等。更低端的市場基本上為多數(shù)儀表生產(chǎn)企業(yè)所占據(jù)。
雖然調(diào)節(jié)器生產(chǎn)制造廠家眾多，但在產(chǎn)品的外觀、樣式、功能上卻大同小異。YR-GAD調(diào)節(jié)器是由昌暉儀表制造有限公司經(jīng)六年多的研發(fā)最新設(shè)計出來的的一款調(diào)節(jié)器，儀表在硬件的可靠性、穩(wěn)定性做了大量的實驗與測試，并在控制算法、顯示、人機操作、軟件多功能性上做出了很多創(chuàng)新，填補了市場的空白。
YR-GAD調(diào)節(jié)器的技術(shù)特點及技術(shù)創(chuàng)新
1、控制算法
調(diào)節(jié)器的控制算法一般采用經(jīng)典PID算法或改良的PID算法。
經(jīng)典PID算法是按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID調(diào)節(jié)器，具有原理簡單，易于實現(xiàn)，適用面廣，參數(shù)的選定比較簡單等優(yōu)點，是應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器，非常適合流量、液位、壓力等線性對象。
溫控專用PID則是在經(jīng)典PID的基礎(chǔ)上做了改良，在控制過程中對超調(diào)進(jìn)行抑制，最大限度抑制超調(diào)，這種算法適合電爐類的具備大慣性、非對稱的控制對象。YR-GAD系列調(diào)節(jié)器提供人工智能PID算法和溫控專用PID算法兩種算法。對不同的控制對象，可以選用不同的控制算法。
有些控制對象，如溫度控制，屬于非線性對象，在高溫階段與低溫階段，模型的參數(shù)會有較大的差別，只用一組PID參數(shù)，很難得到更高品質(zhì)的控制效果。YR-GAD調(diào)節(jié)器提供4組PID參數(shù)，用于滿足不同設(shè)定區(qū)域內(nèi)的控制要求。
2、程序控制
在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常涉及程序控制。程序控制是指設(shè)定值按照固定程序?qū)崿F(xiàn)的自動控制，廣泛應(yīng)用于控制各種生產(chǎn)和工藝加工過程。YR-GFP系列程序控制調(diào)節(jié)器最多帶60段程序，用于滿足不同的工藝要求。
YR-LCD-GAP液晶顯示調(diào)節(jié)器提供程序段預(yù)覽功能，可以在儀表上預(yù)覽設(shè)置好的工藝曲線，減少設(shè)置錯誤的發(fā)生。程序段預(yù)覽功能是YR-LCD-GAP液晶顯示調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器的一大創(chuàng)新。
3、高穩(wěn)定性的硬件
YR-GAD調(diào)節(jié)器的一大技術(shù)特點是采用了高可靠性的硬件。與普通調(diào)節(jié)器相比，YR-GAD調(diào)節(jié)器測量速度更快，測量精度更高。低溫漂、抗干擾設(shè)計保證調(diào)節(jié)器在應(yīng)用過程的強壯性與安全性。
3.1 高精度/高速度測量
目前市場上的調(diào)節(jié)器，信號采樣基本上都采用雙積分電路，雙積分電路的優(yōu)點是抗干擾能力強，硬件成本低，缺點是精度差，一般只能達(dá)到12位或14位。如果采用濾波的方法提升測量精度，會帶來響應(yīng)速度慢的問題。昌暉YR-GAD調(diào)節(jié)器采用了4位Σ-Δ A/D轉(zhuǎn)換芯片。熱電偶、熱電阻信號在全量程范圍內(nèi)測量精度高達(dá)±0.1℃以內(nèi)，0-5V、 4-20mA等信號，精度高達(dá)±0.1％以內(nèi)，YR-GAD調(diào)節(jié)器對信號的響應(yīng)速度控制在0.2秒內(nèi)。高精度/高速度測量能大幅提升控制品質(zhì)。
3.2 低溫漂設(shè)計
YR-GAD調(diào)節(jié)器采用低溫漂性能的元器件，儀表在高低溫環(huán)境下使用時，測量精度得以保證，控制效果不失真。
3.3 抗干擾設(shè)計
調(diào)節(jié)器最嚴(yán)重的故障之一是測量值跳變，測量值跳變會帶來輸出的不穩(wěn)定，從而引起控制對象的不穩(wěn)定，嚴(yán)重的會損壞控制對象，甚至引起火災(zāi)等災(zāi)難性事件。引起測量值跳變的原因有很多，如接線松動、信號斷線等，最多的原因還是來自設(shè)備的干擾。一些設(shè)備廠家，考慮成本因素或自身設(shè)計水平不足，有時會把信號線、動力線混搭在一起，這些設(shè)備往往還不接地線。在使用變頻器、功率調(diào)整器等變頻裝置下，會產(chǎn)生強大的電磁干擾，干擾信號的強度有時會超過信號強度，此時調(diào)節(jié)器的抗干擾能力就顯得格外重要。
3.4 電流輸出、電壓脈沖輸出一體化設(shè)計
調(diào)節(jié)器的控制輸出方式有電流電壓輸出、電壓脈沖輸出等幾種方式。電壓電流輸出用于驅(qū)動功率調(diào)整器、調(diào)節(jié)閥類的執(zhí)行器，電壓脈沖輸出是時間比例方式的電壓輸出，驅(qū)動固態(tài)繼電器類的執(zhí)行器。
目前市場上的調(diào)節(jié)器，采用小模塊輸出方式，不同種類的輸出模塊，輸出不同的信號。這種方式設(shè)計比較簡單，但通用性差，銷售服務(wù)時需要預(yù)先了解現(xiàn)場情況，才能配置調(diào)節(jié)器。
YR-GAD調(diào)節(jié)器，采用一體化設(shè)計，在一個電路上同時實現(xiàn)使電流輸出與電壓脈沖輸出，并在同一個輸出端子上得以實現(xiàn)。只需在調(diào)節(jié)器的組態(tài)參數(shù)上更改輸出方式即可實現(xiàn)輸出方式的切換。一體化設(shè)計給調(diào)節(jié)器的生產(chǎn)、銷售、服務(wù)帶來很大的便利。
4、多功能設(shè)計
目前市場上的調(diào)節(jié)器，主機大部分采用的是單CPU結(jié)構(gòu)，需要實現(xiàn)輸入、控制運算、輸出、通訊、顯示、存儲、報警等多項功能，實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，往往是強化了某一項功能，另外的功能就會弱化。而一些更為復(fù)雜的功能、如以太網(wǎng)、USB、彩色液晶顯示等，采用單CPU模式，很難實現(xiàn)。
YR-GAD調(diào)節(jié)器采用雙CPU結(jié)構(gòu)，輔CPU實現(xiàn)輸入、控制運算、輸出、報警等基本功能，主CPU實現(xiàn)液晶顯示、記錄、報表、通訊、USB等復(fù)雜功能。雙CPU結(jié)構(gòu)使調(diào)節(jié)器的多功能設(shè)計的實現(xiàn)得以可行。
4.1 液晶顯示調(diào)節(jié)器
YR-LCD-GAD液晶顯示調(diào)節(jié)器采用液晶顯示，豐富顯示內(nèi)容，簡化人機操作。在同一個畫面內(nèi)可以同時顯示測量值、設(shè)定值、程序運行狀態(tài)、程序號、段號、設(shè)定時間、運行時間、升降溫狀態(tài)、手自動狀態(tài)等基本元素，YR-LCD-GAD調(diào)節(jié)器還實現(xiàn)了測量值與給定值的實時曲線，這些功能在數(shù)碼顯示調(diào)節(jié)器上是不可能實現(xiàn)的。
與傳統(tǒng)數(shù)碼管調(diào)節(jié)器相比，采用液晶顯示最大的優(yōu)點是簡化人機操作。YR-LCD-GAD液晶顯示調(diào)節(jié)器的組態(tài)設(shè)置及操作非常簡單，具有很好的人機交換，新手稍加培訓(xùn)，即可熟練使用。
YR-LCD-GAD液晶顯示調(diào)節(jié)器具有測量值與設(shè)定值的記錄功能，用戶可以在儀表上追憶歷史數(shù)據(jù)。也可以通過U盤把歷史數(shù)據(jù)備份到計算機，通過上位機管理軟件查看、分析、打印和管理。YR-LCD-GAD液晶顯示調(diào)節(jié)器集調(diào)節(jié)器與記錄儀于一身，這個功能也是YR-LCD-GAD液晶顯示調(diào)節(jié)器的一大創(chuàng)新。
4.3 通訊功能
YR-GAD調(diào)節(jié)器提供RS485通訊，一組通訊實現(xiàn)儀表與計算機通訊，另一組通訊實現(xiàn)儀表與儀表或儀表與其他設(shè)備之間的通訊。
YR-GAD提供強大的上位機管理軟件，可以對485網(wǎng)上的GF調(diào)節(jié)器執(zhí)行程序段的運行、暫停、停止、手自動切換、程序切換、段切換、自整定等，也可以下傳程序段參數(shù)。485網(wǎng)最多可以接16臺調(diào)節(jié)器，上位機管理軟件對網(wǎng)上的調(diào)節(jié)器進(jìn)行實時監(jiān)控，并對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析、打印和管理。
2 YR-GF調(diào)節(jié)器的應(yīng)用
YR-GAD調(diào)節(jié)器性能穩(wěn)定，控制精度高，在很多工業(yè)現(xiàn)場得以應(yīng)用。其中，在中國科學(xué)院硅酸研究所的一臺多段式升降爐上的應(yīng)用是一個比較典型的應(yīng)用。升降爐共有9個控溫區(qū)，每個溫區(qū)都需要執(zhí)行升溫、保溫與降溫過程，需要執(zhí)行程序控制。升降爐燒制兩種完全不同的材料，需要兩條完全不同的工藝曲線。硅酸研究所對程序控制的曲線要求非常高，升溫過程的測量值曲線的斜率與設(shè)定值曲線的斜率需要保持一致，保溫過程的控制精度要求在±0.1℃以內(nèi)。昌暉儀表YR-GAP調(diào)節(jié)器滿足了升降爐的要求。
隨著時代的發(fā)展，生產(chǎn)過程的自動化水平越來越高，人工智能水平會越來越高，調(diào)節(jié)器的需求也會越來越大。同時，時代也會對傳統(tǒng)調(diào)節(jié)器提出更高的要求，未來的調(diào)節(jié)器將會朝智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，控制本身需要更快的控制速度、更高控制精度。昌暉儀表YR-GAD調(diào)節(jié)器將會朝這個目標(biāo)繼續(xù)完善，為我國智能調(diào)節(jié)儀表的發(fā)展做貢獻(xiàn)。
