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溫度控制器說明

 

一、原理 :

 

    工業(yè)用溫控器一般分為兩大類:一類是機械式溫控器(如電接點水銀溫度計、電接點雙金屬溫度計、溫控開關(guān))一類是電子式溫控器,機械式溫控器在逐步淘汰,電子式溫控器應(yīng)用廣泛在這里進行詳細介紹。電子式溫控器由四大機構(gòu)組成:轉(zhuǎn)換顯示機構(gòu)、設(shè)定機構(gòu)、比較運算機構(gòu)、輸出機構(gòu),當溫度傳感器把現(xiàn)場溫度轉(zhuǎn)換成電信號(Ω或mV)傳給溫控器,溫控器的轉(zhuǎn)換顯示機構(gòu)把電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示或模擬指示出來,并在內(nèi)部與設(shè)設(shè)定機構(gòu)的設(shè)定值通過比較機構(gòu)進行比較(或PID運算)后通過輸出機構(gòu)輸出給操控器(接觸器、固態(tài)繼電器、功率控制器),然后操控器再對加熱器/致冷器進行控制。

 

二、分類:

簡易式溫控器

 ①輸入信號固定
 ②溫度顯示范圍固定
 ③一般用ON/OFF控制(個別有PI、PD)
 ④一般是繼電器輸出(個別有SSR、4-20mA)
 ⑤一般最多只能選擇一個報警,并且只能是偏差報警
 ⑥顯示方式:指針指示或數(shù)字顯示
 ⑦設(shè)定方式:旋鈕設(shè)定或指拔設(shè)定

④⑤⑥⑦

定貨時需指出

智能型PID溫控器  ①輸入信號一般為萬能輸入(個別定貨需指定)
 ②溫度范圍可自由選擇
 ③自由控制方式:ON/OFF、PID可自由選擇
 ④控制作用:加熱/致冷可自由選擇
 ⑤控制周期、輸入較正、回差值可自由設(shè)定
 ⑥報警設(shè)定值、報警模式可自由選擇
 ⑦輸出有繼電器、SSR、4-20mA 定貨時需選擇
 ⑧數(shù)字顯示、平面觸摸鍵設(shè)定 固定無需指出

④⑤⑥⑦⑧

內(nèi)部參數(shù)設(shè)定

  以上說明只是相對而言,兩種基本均有面板尺寸:48×48、72×72、48×96、96×96(個別48×24、160×80)最常用為:48×48。

 

三、功能細說及應(yīng)用

     簡易式因操作、運用簡單,在此不作詳細介紹,以下主要介紹智能型的功能說明、應(yīng)用及注意事項,部分常識與簡易式共用。

 

輸入   指的是與之相配的溫度傳感器的分度號(國際簡易英文代號)一般有兩大類(十幾種)熱電偶、熱電阻。一般內(nèi)部參數(shù)可選,但個別廠家定貨時需指定輸入類型,大部分廠家還可接受各種變送器4-20mA、1-5VDC等標準信號,并且顯示值可自行標定而作為濕度、壓力等儀表使用,Autolise的AT48A系列也有此功能。除了選擇正確接線也要注意,熱電偶為兩線制(分正、負極不能接反),熱電阻一般為三線制(A、B、B),為了保證測溫準確性,熱電偶線要接到儀表的接線端子或通過補償導(dǎo)線延長到儀表接線端子,而熱電阻到儀表的連接線要盡量電阻小的線,并且三條線的電阻要一樣大小,若兩線制熱電阻,則儀表B、B短接

 

顯示 一般為四位LED顯示,分辯率可設(shè)定,而顯示精度則不同的廠家而不同,一般有0.1%、0.2%、0.3%、0.5%;表示允許誤差值=±實際測量值×精度等級,因此精度跟儀表量程無關(guān)。

 

主輸出   輸出根據(jù)操作器(控制加熱器的部分),而選擇(定貨時需選),主要有繼電器、固態(tài)繼電器、4-20mADC輸出三種,大部分廠家只有一個主要輸出。

 

控制方式   是對主輸出而言的,內(nèi)部參數(shù)可選,主要有ON/OFF、PID調(diào)節(jié)兩種,簡單地講ON/OFF控制是顯示值(PV)一旦高于或低于主設(shè)定值(SV)而進行斷與通控制,而溫度控制特有的熱慣性使這種控制讓溫度固定保持在設(shè)定值的上、下一定范圍之內(nèi)因此精度較低,而PID調(diào)節(jié)則是以主設(shè)定值(SV)為目標根據(jù)熱慣性大小進行提前、滯后或加熱時間長短的比例、微分、積分綜合控制,通過自整定兩個來回后,會較好的與設(shè)定值(SV)保持平衡,這種控制方式精度高,因此一般選擇這種控制方式。

 

控制作用   是針對主輸出而言的,即:加熱/致冷控制,一般內(nèi)部參數(shù)可選(個別只有加熱控制),加熱/致冷控制輸出是相反的,選擇錯誤會引起完全的溫度失控,大部分情況使用加熱控制。

 

控制回差值   一般是針對ON/OFF控制方式而言,為了防止因測量輸入值(PV)接近設(shè)定值(SV)并且波動而導(dǎo)致輸出觸點動作頻繁,使繼電器或接觸器等機械開關(guān)壽命降低。相當于主輸出的觸點通/斷以設(shè)定值(SV)±回差值為準,這種叫雙邊回差。也有的是單邊回差, 即設(shè)定值(SV)“+”或“-”回差值為動作值,回差值越大控制精度越低,回差值越小控制精度越高,但開關(guān)壽命越短,根據(jù)實際情況而設(shè)定。

 

控制周期   是針對PID調(diào)節(jié)控制方式而言,指的是比例周期,控制周期越短控制精度越高,但對于操作器為繼電器電器或接觸器的系統(tǒng)不要太短,因為動作頻繁而縮短它們的壽命,一般為20秒~30秒,對于操作器為固態(tài)繼電器、功率調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)一般為0.5秒~3秒。

 

PID自整定   是針對主輸出而言,儀表開啟自整定后,儀表會根據(jù)加熱系統(tǒng)從常溫到所需設(shè)定的快慢,超過后降溫的快慢自己算出對系統(tǒng)最佳的比例值(P值)、微分值(I值)、積分值(D值),視不同系統(tǒng)自整定需要的時間可以從數(shù)秒到數(shù)小時,經(jīng)過兩個來回自整定會自己結(jié)束。對于系統(tǒng)第一次使用新儀表時要啟動自整定,停機再啟動不用再自整定,當系統(tǒng)熱效應(yīng)改變設(shè)定值改變時,要重新自整定(例:一加熱系統(tǒng)原來沒有加風(fēng)機時自整定,加了風(fēng)機熱循環(huán)后要重新自整定)自整定一定要在連接好傳感器、操作器,并一開始加熱就啟動自整定,這樣自整定才會相對準確。對一些特殊場合或很熟悉成批一樣的設(shè)備,可以自己進入?yún)?shù)把已知的P值、I值、D值輸入而不用通過自整定。

 

變送輸出   個別廠家才有(但需定貨時指明)。把儀表的輸入同時變送為4-20mA的標準信號,供另外的記錄儀等同時使用。Autolise的AT48A可以通過參數(shù)設(shè)定把主輸出改為變送輸出而當作溫度變送器用,且無需直流電源,也無需定貨指出。

 

輔助輸出   也叫報警輸出,固定是繼電器輸出,一般廠家定貨時可選擇一個或兩個報警輸出,用于對主輸出觸點毀壞失控而超出某一溫度值(或某一范圍)進行輸出報警或切斷,也有的可設(shè)定傳感器、加熱器斷線報警,報警方式一般內(nèi)部參數(shù)可選。Autolise的AT48C輔助輸出還可設(shè)定為主輸出而當主輸出為繼電器的儀表用。

 

報警模式   指的是報警觸點的動作模式是上限報警、下限報警,還是上、下限報警(絕對值)、上偏差報警、下偏差報警,還是上、下限偏差報警(與主設(shè)定值的偏差值),另外報警模式還需配合相對的報警設(shè)定值,這樣報警觸點才能正確動作。

 

報警回差值   即報警滯后值,防止測量值接近報警值并且波動而導(dǎo)致報警觸點動作頻繁。

 

四、選型注意事項:

 

智能型溫控器選型應(yīng)注意以下幾點:
①外形尺寸(面板尺寸、長度)
②輸入傳感器分度號(根據(jù)配套的傳感器而定)、顯示精度、顯示分辯率
③主輸出是什么(根據(jù)操控器而定,若操控器未定則根據(jù)系統(tǒng)精度要求而定)
④是否需要報警,幾個報警,可選的報警模式是否符合你的要求
⑤控制作用可選項是否有符合你的要求
 
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