Закон регулювання - це залежність переміщення регулюючого органу від відхилення регульованої змінної. Якість регулювання забезпечується вибором закону регулювання. Найбільшого поширення набули наступні п'ять основних законів регулювання: двопозиційний. пропорційний. інтегральний. диференційний і пропорційно-інтегрально-диференціальний (ПІД).
Двохпозиційний закон регулювання - це «Двопозиційне регулювання», яке називають ще «Старт-стопи регулювання». Щоб моделювати двохпозиційний режим регулювання, оператор на малюнку вище встановлював би регулюючий клапан в одне з двох крайніх положень: або повністю відкритий, або повністю закритий, тобто «включено» або «вимкнено». Так, наприклад, якщо рівень буде низьким, оператор відкриє клапан повністю, щоб вода могла наповнити резервуар. Потім, як тільки вода досягне бажаного рівня, оператор повністю закриє клапан, щоб припинити приплив води в резервуар.
Щоб моделювати пропорційний закон регулювання. оператор безперервно встановлював би регулюючий клапан в положення, яке відповідає події на даний момент зміни рівня. Так, наприклад, якщо рівень знизився трохи, оператор відкриє клапан трохи; якщо рівень знизився ще більше, оператор збільшить ступінь відкриття клапана. Навпаки, якщо рівень дещо підвищиться, оператор зменшить ступінь відкриття клапана на відповідну величину. Таким чином, моделюючи пропорційне регулювання, оператор безперервно відповідно до зміни рівня змінює положення клапана. Регулювання рівня при цьому буде виконуватися більш ефективно, ніж при простому відкритті і закритті клапана. Коли зміни рівня припиняються, оператор припиняє позиціонування клапана.
Так як при пропорційному регулювання вихідний коректує сигнал виробляється на зміни регульованої змінної процесу, пропорційний регулятор не дає вихідного сигналу, якщо регульована змінна процесу не змінюється. Наприклад, коли рівень в резервуарі змінюється, оператор відкриває або закриває клапан пропорційно цим змінам. Коли зміни рівня припиняються, оператор зупиняє позиціонування клапана. При цьому рівень встановиться на деякій позначці, але це може не бути задане значення рівня. Це означає, що при пропорційному регулюванні може бути зміщення регульованої змінної процесу або помилка регулювання. У певних системах це цілком прийнятно. Якщо ж зміщення регульованої змінної не допускається, треба застосувати інший закон регулювання: інтегральний, при якому забезпечується повернення регульованої змінної до уставці.
Щоб моделювати закон інтегрального регулювання. оператор продовжує відкривати або закривати клапан так довго поки рівень відхиляється від уставки в незалежності від того чи відбуваються при цьому внесення змін у конструкцію рівня або не відбуваються. Так, наприклад, якщо рівень трохи знизився, оператор відкриє клапан небагато. Потім, навіть якщо рівень перестав змінюватися, оператор продовжить відкривати клапан поки рівень не повернеться до заданого значення (уставці).
Малюнок вище ілюструє процес, який може вимагати застосування іншого закону регулювання. Цей процес - той же самий процес підтримки рівня з першого прикладу, що відрізняється лише тим, що ємність резервуара багато більше, в той час як живильне труба залишається тією ж самою. Це означає, що, коли оператор відкриває або закриває клапан як раніше, виявляється менше безпосередній вплив на рівень в резервуарі. При збільшення рівня, пропорційне регулювання могло б відпрацювати дії, спрямовані на зниження рівня, але дія не була б достатньо швидким, щоб підтримувати рівень всередині бажаних обмежень.
Закон диференціального регулювання використовується, щоб запобігти надмірному відхилення регульованої змінної від уставки, виробляючи коригуючий вплив пропорційне швидкості відхилення. Так, моделюючи диференційний закон регулювання, оператор змінює ступінь відкриття регулюючого клапана відповідно до швидкості зростання відхилення рівня від уставки. Наприклад, якщо рівень почав знижуватися, оператор швидко збільшить ступінь відкриття припливного клапана (при чому ці зміни положення клапана більші, ніж при чисто пропорційній законі регулювання), щоб уповільнити швидкість зміни рівня і, в кінцевому рахунку, стабілізувати рівень. Якщо рівень почав швидко знижуватися, оператор повинен швидко і значно відкрити клапан, щоб уповільнити швидкість падіння рівня і потім його стабілізувати.
Останнім ми розглянемо пропорційно-інтегрально-диференціальний закон регулювання. Щоб відтворити цей закон регулювання, оператор змінює положення регулюючого клапана в залежності від величини відхилення, швидкості зміни і тривалості неузгодженості. Іншими словами, оператор в цьому випадку об'єднує пропорційний, інтегральний і диференціальний закони регулювання.
Каскадне регулювання два або більше контурів з'єднані так, щоб вихід одного регулятора коригував уставку іншого
Двопозиційне регулювання регулювання, при якому регулювальний орган переміщується з одного крайнього положення в інше і назад: увімкнене
Диференціальне регулювання вироблення складової вихідного сигналу регулятора в залежності від швидкості відхилення регульованої змінної
Інтегральне регулювання формує регулюючий вплив пропорційно інтегралу відхилення регульованої величини так довго, поки існує відхилення
ПІД-регулятор прилад для управління технологічним процесом, заснований на трьох законах регулювання: пропорційному, інтегральному і диференціальному