Функции регуляторов температуры в системах нагрева

Контроллеры температуры с замкнутым контуром являются сердцем любой системы измерения и контроля температуры. Посмотрите, как  используются некоторые общие функции для получения большего контроль над нагревательным процессом.

Функции регуляторов температуры в системах нагрева

Рисунок 1. Замкнутый контур управления состоит из четырех компонентов: терморегулятора, силового устройства, датчика температуры и контролируемого объекта.

Контроллеры температуры используются в печах, сушилках, в частности в муфельных печах, туннельных печах для лаваша, сублимационных сушилках и другом оборудовании для обработки тепла для управления процессом нагрева. Независимо от того, является ли цель работы терморегулятора просто нарастанием и поддержанием определенной температуры, или процесс включает в себя несколько стадий нагрева, регулятор температуры может управлять работой нагревательных элементов.

Форма управления с обратной связью используется в большинстве технологических процессов. Система контроля нагревательным процессом состоит из четырех компонентов:

  • Датчик температуры, такой как термопара, резистивный датчик температуры (RTD) или термистор.
  • Терморегулятор.
  • Силовое устройство или конечное устройство управления, такое как магнитное реле, твердотельное реле, ртутный контактор, кремниевый выпрямитель или клапан.
  • Контролируемый объект, такой как электрический нагревательный элемент, клапан контроля пламени или другая нагрузка.

Для точного управления технологическим контуром необходимо правильно согласовать характеристики всех четырех компонентов (рисунок 1). Температура контролируемого объекта определяется датчиком и преобразуется в электрический сигнал, который затем подается в контроллер и сравнивается с заданным значением в качестве значения обратной связи. Если существует какое-либо отклонение, переменная процесса рассчитывается на основе отклонения, и силовое устройство подает соответствующую корректирующую мощность на управляемый объект.

Процесс с обратной связью является наиболее точной формой управления процессом. Температура является наиболее часто регулируемой переменной процесса, но другие переменные, такие как давление, расход и уровень, также контролируются терморегулятором.


Функции регуляторов температуры в системах нагрева


Рис. 2. Обнаружение обрыва контура контролирует каждую часть контура управления.

8 функций терморегулятора, которые могут вам понадобиться

В зависимости от контролируемого процесса может подойти простой термостат включения / выключения, или вам может потребоваться ряд функций для управления нагревательным процессом, как в ПИД   регуляторе напряжения и мощности. Для правильного выбора функциональности терморегулятора нужно точно определиться со всеми параметрами системы нагрева.

1 Антиблокировка

Антиблокировочное действие подавляет интегральное действие до тех пор, пока значение процесса не окажется в пределах диапазона пропорциональности, тем самым уменьшая перерегулирование при запуске. Это действие измеряется в процентах от диапазона пропорциональности и может быть установлено от 0 до 100% на большинстве регуляторов.

2 Контроль нагрева / охлаждения

Управление нагревом / охлаждением обеспечивает возможности управления нагревом и охлаждением в одном контроллере. Это особенно эффективно, когда требуется управление как нагревателями, так и вентиляторами, например, для регулирования температуры кольцевых нагревателей с охлаждением для цилиндра экструдера во время обработки пластмасс.

3 Режим работы

Контроллер может использовать один из трех режимов. Автоматический режим - это автоматическое действие, при котором контроллер выполняет управление с обратной связью со значениями, установленными с передней панели прибора или посредством цифровой связи. Дистанционное управление аналогично автоматическому управлению выходом, но уставка устанавливается с помощью внешнего аналогового сигнала. В ручном режиме управляющий выход настраивается на выбранный уровень независимо от входа датчика (разомкнутый контур).

4 Передача данных

Обмен данными может осуществляться с помощью параллельной или последовательной связи. Параллельная связь относится к битам данных, которые передаются в параллельном формате с отдельными линиями для каждого бита через простые схемы интерфейса. Последовательная связь - это биты данных, которые передаются последовательно по одной линии. При большей длине кабеля последовательная связь дешевле, чем параллельная.

5 Автонастройка

Внедрение правильных значений PID часто может быть трудным и трудоемким, но точные значения PID помогают процессорам достичь стабильного управления. С помощью функции автонастройки значения PID автоматически измеряются, вычисляются и устанавливаются. Функция автонастройки контроллера активируется при повышении температуры или при стабилизации управления из любого состояния процесса. Параметры PID выводятся через программное обеспечение микропроцессорного контроллера. Микропроцессор вычисляет амплитуду крутизны нарастания и спада процесса с течением времени и автоматически устанавливает значения PID. Это позволяет инженеру-технологу настраивать точные контуры ПИД-регулирования.

6 Сигнализация поломки нагревателя

Контроллеры с сигнализацией обрыва нагревателя имеют трансформатор тока, который в цифровом виде отображает ток в цепи. Когда управляющий выход включен и ток нагрузки падает ниже указанного минимума, срабатывает аварийный сигнал, указывающий на отказ нагревателя. Когда управляющий выход выключен, а ток нагревателя все еще присутствует, сигнал обрыва нагревателя используется для сигнализации о сварном контакте реле или неисправном твердотельном реле. Раннее обнаружение неисправности нагревателя или реле может ограничить дорогостоящее повреждение оборудования и материалов.

7 Сигнализация обрыва контура

В прошлом защита от разрывов контура управления, таких как поломка термопары, обеспечивалась добавлением сигнала выключения с высоким импедансом к сигналу термопары. Но полный контур регулирования температуры состоит из нескольких сотен элементов, таких как интегральные схемы, резисторы, соединения и т. д., которые могут выйти из строя. Отказ любого из них может привести к полному включению вывода и перегреву процесса или полному выключению и недогреву процесса. Сигнализация обрыва контура решает эти проблемы, контролируя почти каждую часть всего контура управления.

8 Нечеткая логика

Нечеткая логика позволяет контроллерам имитировать человеческое мышление, чтобы определять реакции между двумя значениями. Эта технология позволяет контроллеру температуры работать как опытный оператор.

Технология нечеткой логики может эффективно подавлять перерегулирование, сокращать время запуска, подавлять сбои процесса при частых изменениях нагрузки и минимизировать сбои процесса, возникающие при изменении уставки.


Аварийные сигналы на панели управления

Аварийные сигналы предназначены для того, чтобы держать вас в курсе статуса вашего нагревательного процесса. Функция аварийного сигнала включает сигнальную лампу и реле, если отклонение или измеренное значение (технологическое значение) достигает установленного значения аварийного сигнала. Вот несколько распространенных сигналов тревоги:

  • Сигнал отклонения. Эта функция сигнализации активируется, если измеренное значение процесса достигает предустановленного отклонения от установленного значения. Его значение перемещается с изменением установленного значения. Примеры включают сигнализацию высокого уровня, сигнализацию низкого уровня, сигнализацию высокого / низкого уровня и сигнализацию диапазона.

  • Сигнализация процесса. Эта функция сигнализации активируется, если измеренное значение процесса достигает установленного значения сигнализации. Абсолютное значение, отличное от уставки, это значение останется постоянным.

  • Таймер задержки сигнала тревоги. Функция таймера задержки сигнала тревоги используется для задержки срабатывания сигнала тревоги или запуска события, требующего некоторой задержки перед активацией. Если состояние тревоги сброшено в течение этого периода задержки, выход тревоги не будет активирован. Внешние помехи, такие как шум, могут вызвать кратковременное повышение значения технологического процесса до зоны срабатывания сигнализации. В этих случаях функция задержки сигнала тревоги предотвращает выдачу сигнала тревоги.

Существуют и другие функции сигнализации, в зависимости от особенностей вашего процесса. Главное, что нужно помнить, - не тревожиться - эти предупреждения предназначены для того, чтобы предупреждать вас об изменении статуса. Правильно реагируя на сигналы, вы можете обеспечить бесперебойную работу вашей системы.

В компании ТЭН 24 вы найдете все, что может понадобиться для качественной функциональной системы нагрева – от нагревательных элементов до термопар, терморегуляторов и даже обычных термостойких проводов. Также мы занимаемся изготовлением шкафов автоматики для управления технологическими процессами любой сложности.





Возврат к списку


Задать вопрос

Логотип ТЭН 24
Для того, чтобы купить нагреватели или задать вопрос специалисту заполните форму или просто позвоните по телефонам