Mijn idee was om even een leuk blog te schrijven over PID en dat het meer is dan een hip woord dat fabrikanten gebruiken. Alles om hun espressomachines en sousvide apparatuur aan de man te brengen. Die uitleg bleek een beetje lang te worden, vandaar dat het blog in twee delen is geknipt. Deze week de uitleg wat PID is, en volgende week hoe het van pas komt in onze keukens thuis.
Ingewikkelde materie
Toen ik voor het eerst hoorde van PID-sturing voor temperatuur dacht ik dat het een afkorting was voor Programmeer de Instelling Digitaal, of iets in die geest. Omdat ik steeds meer apparatuur langs zag komen waar PID werd genoemd als onderscheidend kenmerk, ben ik het toch maar eens op gaan zoeken. Ik bleek er goed naast te zitten.
Op Wikipedia ben ik aanvankelijk bij de eerste wiskundige formule afgehaakt. Ik ben best aardig met cijfers, maar Wiskunde heb ik op Mavo-niveau gedaan. Mijn moeilijkste examenvraag was uitrekenen hoeveel pakken laminaat meneer Jansen moest bestellen om de vloer in zijn woonkamer te kunnen leggen. Later heb ik nog wel wat les gehad in statistiek. Verder dan een standaarddeviatie uitrekenen kom ik daar ook niet meer in. Uiteindelijk heb ik toch maar doorgezet. PID-lijkt zo’n beetje de heilige graal op temperatuursbeheersing in de keuken. Als je er dagelijks mee bezig bent vind ik toch wel belangrijk om te begrijpen wat het is, al is het maar op de hoofdlijnen.
PID is een afkorting voor Proportional Integral Derivative in het Nederlands: Proportionele Integrale Afgeleide. In de huidige vorm is het een principe afkomstig uit de procestechniek en wordt onder andere veel toegepast in de chemische industrie. Het wordt bijvoorbeeld ook gebruikt in de ABS-computer van je auto om de remkracht te beheersen.
Wat doet PID?
Wat is dat PID dan precies? Simpel gezegd maakt een PID-Controller constant een rekensom. Dat is om te berekenen hoe groot de afwijking van een gemeten waarde is ten opzichte van een ingestelde waarde. Dat is de zogeheten foutwaarde. De controller geeft daarmee sturing aan bijvoorbeeld een verwarmingselement. Daarbij worden de huidige foutwaarde, de foutwaarden uit het verleden én de in de toekomst te verwachten foutwaarden meegenomen in de rekensommen. Het doel van de controller: zorgen dat de foutwaarde zo klein mogelijk wordt. Zo wordt de ingestelde waarde zo nauwkeurig mogelijk benaderd.
Van oorsprong is het principe bedacht voor het ontwikkelen van een automatische stuurman voor de scheepvaart in de jaren 20 van de vorige eeuw. Door simpelweg het roer vast te zetten in een bepaalde stand zal een schip niet zomaar de gewenste koers varen. Zelfs om een rechte lijn te volgen deden de stuurmannen van weleer constant aanpassingen aan de stand van het roer. Daarbij hielden ze niet alleen rekening met het vaargedrag van het schip. De belading van het schip, weersinvloeden van buiten af zoals de stroming en wind en uiteraard de door de navigator uitgezette koers werden ook meegenomen. Een ervaren stuurman kan zo een schip nauwkeurig op koers houden, zonder noemenswaardige afwijkingen.
Werking in beeld
Om het verschil duidelijk te maken tussen een PID-sturing en een eenvoudige sturing even een grafiekje uit een schoolboek over procestechniek. De groene lijn is de ingestelde waarde die men wil bereiken. Of dat nu remkracht, koers of temperatuur is, het principe blijft hetzelfde. De blauwe en rode lijnen laten zien wat de maximale afwijking van de ingestelde waarde is. Die wordt gaandeweg steeds kleiner. Bij een gewone thermostaat zou de afwijking van de temperatuur steeds hetzelfde blijven.
Maar hoe komt iets wat ooit is bedacht als automatische piloot voor grote zeeschepen in onze keuken terecht? Daarvoor kunnen we de Franse chef-kok Georges Pralus bedanken. Volgende week ga ik daarover verder, dan kan al die droge theorie even bezinken voor we aan de toepassing ervan gaan.
Geschreven door Daniëlle Wagemakers, zij werkt bij Kookwinkel Oldenhof in Hilversum.
3 Comments
[…] ← PID en sousvide – deel 1 […]
[…] keuken, gebeurt vaak met een PID controller, collega Daniëlle heeft al uitgelegd hoe die werkt in PID en sousvide deel 1 en deel […]
[…] Vorige week heb ik het nodige uitgelegd over de principes achter de term PID. Een breed begrip in de procesindustrie dat steeds meer een weg in onze keukens vindt. Vooral sousvide apparatuur en espressomachines moeten er al aan geloven, om volgens deze techniek de temperatuur zeer constant te houden. […]