Kontrol suhu pada dasarnya adalah prasyarat untuk setiap reaksi kimia yang diminati orang. Suhu mempengaruhi laju reaksi dan seringkali kesempurnaan reaksi. Tubuh manusia menggabungkan sistem kontrol suhu biologis untuk mempertahankan kisaran suhu tubuh yang sempit. Proses yang dirancang untuk menghasilkan berbagai bahan juga memerlukan kontrol suhu. Insinyur memiliki pilihan antara pengontrol suhu analog dan digital.
Beberapa termostat rumah analog terdiri dari spiral strip tembaga. Saat strip mengembang dengan panas, spiral mengembang, menggerakkan tuas mekanis. Tungku atau AC merespons dengan tepat. Kontroler analog hanya bereaksi terhadap lingkungan saat ini.
Mikroprosesor dalam pengontrol suhu digital menerima input numerik dari lingkungan dan memanipulasinya untuk memungkinkan tingkat kontrol yang lebih besar. Jika suatu sistem memanas dengan cepat, sistem analog hanya akan bereaksi ketika pengontrol mencapai suhu yang diinginkan, yang disebut setpoint (SP). Sumber panas dapat dimatikan, namun sistem akan melampaui SP karena menyerap energi dari permukaan radiasi hangat yang mengelilingi sistem. Pengontrol suhu digital menghitung laju kenaikan suhu dan memicu peranti untuk merespons sebelum SP tercapai. Pengontrol menggunakan data masa lalu untuk memprediksi dan mengubah hasil di masa mendatang.
Ada banyak algoritma atau skema perhitungan yang mungkin digunakan oleh pengontrol suhu digital. Salah satu yang paling umum adalah kontroler proporsional-integral-turunan atau PID. Ini menggunakan tiga perhitungan terpisah untuk mempertahankan suhu konstan.
Kesalahan (e) adalah perbedaan antara suhu aktual (T) dan suhu setpoint (SP). Perhitungan proporsional mengubah aliran input ke proses berdasarkan besaran E. Sebuah E sebesar 2 akan membutuhkan input energi dua kali lipat dari E sebesar 1.
Kontrol proporsional menjaga sistem agar tidak melampaui SP, tetapi responsnya mungkin lamban. Metode integral mengantisipasi bahwa tren data masa depan akan bertahan. Dalam contoh di atas, jika T meningkat sebesar E sebesar 2 dan kemudian E sebesar 4, sistem mungkin mengantisipasi bahwa E berikutnya akan menjadi 8, jadi alih-alih menggandakan respons, sistem mungkin melipatgandakan respons dan tidak menunggu yang berikutnya pengukuran.
Kontroler proporsional dan integral (PI) dapat berosilasi di sekitar SP, memantul antara terlalu hangat dan terlalu dingin. Sebuah metode kontrol derivatif akan meredam osilasi. Tingkat perubahan E digunakan dalam perhitungan.
Kontroler PID menggunakan rata-rata tertimbang dari tiga perhitungan untuk menentukan tindakan apa yang harus diambil setiap saat. Pengontrol suhu digital ini adalah yang paling umum dan efektif, karena menggunakan data terkini, historis, dan diantisipasi. Skema kontrol lainnya memerlukan informasi tentang sifat sistem. Pengetahuan tersebut meningkatkan kemampuan pengontrol untuk mengantisipasi respons sistem di masa depan.