جهاز التحكم في درجة الحرارة؟

1. ما هو الـ 240 فولت جهاز التحكم في درجة الحرارة؟

التحكم في درجة حرارة اضطراب الهوية التداخلي، في قلبه، هو جهاز يقوم بضبط إشارة الخرج بشكل مستمر على أساس الارتجاع. اسم الجهاز يكشف عن جانبيه الرئيسيين.

AC 240 فولت: نوع الطاقة التي يحتاجها جهاز التحكم للعمل. تستخدم غالبية وحدات التحكم الصناعية ووحدات التحكم عالية الطاقة التيار المتردد القياسي (AC) الذي يبلغ 240 فولت الموجود في معظم البلدان حول العالم. وتقوم أجهزة التحكم في تعريفات المعلمات باستمرار برصد درجة الحرارة باستخدام مجس مرفق. يقارنونه مع النقطة المحددة (SP) ويحسب إجراءات الضبط المناسبة على أساس هذا الاختلاف.

وتحتوي أجهزة التحكم هذه على منفذ إدخال يمكن استخدامه لتوصيل جهاز استشعار، مثل المزج الحراري (أو مكشاف درجة حرارة المقاومة -RTD)، ومنفذ إخراج قادر على تشغيل المرحلات أو المرحلات ذات الحالة الصلبة. أجهزة الخرج هي أجهزة وسيطة تقوم بتعديل عنصر التسخين عالي الطاقة أو تحويله بأمان (على سبيل المثال، عنصر أو مرجل أو سلك تسخين) وفقاً للإشارة المحسوبة من جهاز التحكم. يسمح نظام الحلقة المغلقة من التغذية المرتدة لأجهزة التحكم لتصحيح أي انحراف عن درجات الحرارة المحددة، والحفاظ عليها مع مستوى ملحوظ من الاتساق.

نسبي: يستجيب المكون للخطأ الحاصل حاليا. كلما كان التصحيح أقوى، كلما كان الخطأ أكبر (الفرق بين PV و SP). المخرجات تتناسب مع الخطأ. يمكن أن يترك التحكم النسبي النقي خطأ متبقيا، يعرف أيضا باسم خطأ الحالة الثابتة. وذلك لأن الطريقة لا تأخذ في الحسبان الأخطاء السابقة أو الاتجاهات المستقبلية.

تكامل: يأخذ المكون في الاعتبار الخطأ التراكمي في الوقت المناسب. يتم تعديل المخرجات لإزالة الخطأ المتبقي من الإجراء النسبي. ومع مرور الوقت، يضمن ذلك اقتراب درجة الحرارة من النقطة المحددة. الكثير من التكامل يمكن أن يجعل النظام حساس جدا، وحتى تذبذب.

المشتق (D): المكون هو مؤشر للأخطاء المستقبلية، استنادا إلى معدل التغير في الخطأ. ترتفع درجة الحرارة أو تنخفض استجابةً لمعدل التغير. يمكن للعمل الاشتقاقي توقع الخطأ وتطبيق قوة الفرامل (أو تعزيز)، لوقف درجة الحرارة من تجاوز أو بشكل كبير تحت نقطة المحددة لها. ويصبح النظام أكثر استجابة واستقرارا.

الضبط هو عملية إيجاد الإعداد الأمثل لهذه المعلمات الثلاثة. (P,I,D إعدادات) وفقا لنظام أو تطبيق. ويلزم تحقيق توازن لضمان سرعة الاستجابة والحد الأدنى من الخطأ واستقرار التحكم دون تذبذب. العديد من المتحكمين اليوم لديهم وظائف التوليف الذاتي التي تقوم تلقائيا بضبط النظام من خلال خلق اضطراب متحكم به ومراقبة استجابته. وهذا يسهل عملية التركيب لأولئك الذين لا يتحكمون في المهندسين.

2. عناصر مهمة يجب النظر فيها وميزات للبحث عنها

عند اختيار أو استخدام جهاز التحكم في درجة حرارة معرّف المعلمات تكون العديد من الميزات والمكونات مهمة لأدائه ووظيفته.

إدخال المستشعر: من المهم أن يكون المستشعر متوافقًا مع المستشعرات القياسية الأخرى. مدخلات النوع J، ومدخلات النوع K-type (المزوجات الحرارية)، ومدخلات Pt100/Pt1000 (RTDs) كلها شائعة. يجب قراءة إشارات المستشعر بدقة من قبل جهاز التحكم.

واجهة المستخدم وشاشة العرض: يلزم شاشة عرض (شاشة LED أو LCD) تعرض بوضوح Setpoint (SP) ومتغيرات العملية PV (PV)، بالإضافة إلى معاملات أخرى مثل معاملات تحديد الهوية المعلوماتية. الواجهة (المقابض والأقراص)، يجب أن تكون بديهية وسهلة التعديل.

قدرات البرمجة: البحث عن وحدات التحكم التي توفر برمجة سهلة الوصول من Setpoint, P I D بارامترات. وبالنسبة للعمليات الحرارية المعقدة، فإن ميزات مثل برنامج Setpoint Hold (الذي يحافظ على درجة الحرارة عند قيمة محددة سلفاً) وبرنامج Ramp/قع وبرامج محددة سلفاً مفيدة.

وظائف الإنذارات الحد الأدنى والحد الأعلى إنذارات حاسمة لسلامة العملية. ويمكنها إطلاق إنذار خرج (اتصال المرحل) أو تحذير سمعي/بصري عندما تتجاوز درجات الحرارة مستويات التشغيل الآمنة.

3. مرحلة الإخراج: إنها مهمة. وتشمل النواتج العالية القدرة ما يلي:

منفذ ترحيل الحالة الصلبة (SSR). يتيح التحكم السلس والمستمر في الطاقة باستخدام تعديل عرض النبضة (PWM)، أو إطلاق زاوية الطور بدقة (تستخدم عادة لعناصر التسخين). وهذا يسمح بتعديل درجة الحرارة بشكل دقيق للغاية. وغالبا ما تكون مجهزة بوظائف مضادة للتشبع لتجنب تلف المرحل.

مرحل الخرج: يوفر هذا الخرج مفتاح تشغيل/إيقاف بسيط للتحكم في جهاز مختلف يتحكم في الطاقة العالية (مثل المرحل أو contactor). وهو مناسب للمحركات الكبيرة ودوائر الطاقة العالية، ولكنه يفتقر إلى التحكم الدقيق الذي يوفره إصلاح قطاع الأمن.

الطاقة المدخلة: يجب أن تكون الطاقة المدخلة متوافقة مع الجهد المحلي (عادة بين 220-240 فولت).

جودة البناء: غالباً ما تكون وحدات التحكم في الدرجة الصناعية قوية البناء، مع تصنيفات العزل والحماية المناسبة (مثل تصنيفات IP)، مناسبة للبيئات القاسية.

فيم تستخدم وحدة التحكم بتعريف المعلمات التي تعمل بجهد 240 فولت؟

تخيلوا أنكم تسخنون الفرن إلى 1000C بالضبط.

يتم توصيل جهاز التحكم مع مستشعر درجة الحرارة، مثل ثنائي حراري من نوع K.

ويستخدم متغير العملية (PV) لقياس درجة حرارة القمينة.

من خلال مقارنة PV و SP، يمكن لوحدة التحكم حساب الخطأ.

يستخدم جهاز التحكم خوارزمية تعريف المعلمات الداخلية لحساب إشارة التحكم على أساس الخطأ.

سيتم إرسال الإشارة المحسوبة إلى مرحلة الخرج (SSR, Relay).

وتتحكم مرحلة الخرج هذه في كمية الطاقة التي يتم تسليمها إلى عناصر التسخين في القمينة:

وتزيد إشارة الخرج إذا كانت درجة حرارة الفرن منخفضة (خطأ إيجابي). وهذا يسمح بمزيد من القوة للعناصر.

وتنخفض إشارة الخرج إذا كانت درجة حرارة الفرن مفرطة (خطأ سلبي)، مما يؤدي إلى انخفاض طاقة العناصر.

ويمكن لأجهزة التحكم تعديل إعداداتها بشكل استباقي عن طريق حساب المعدل الذي تتغير به درجة حرارة القمينة (الإجراء الاشتقاقي).

يمكن لوحدة التحكم ضبط القوة مع مرور الوقت لتحقيق نقطة محددة من خلال تجميع تاريخ الأخطاء (العمل المتكامل).

وتتكرر هذه العملية آلاف المرات في كل ثانية. وهذا يسمح بالحفاظ على درجة الحرارة أقرب ما يمكن عند 1000C درجة مئوية.

ما تطبيقات وحدات التحكم ذات تعريف المعلمات التي تعمل بجهد 240 فولت؟

أجهزة التحكم في درجة حرارة أجهزة تعريف المنتج متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها في العديد من المجالات المختلفة.

العمليات الصناعية: أفران وأفران السيراميك أو الزجاج أو الفخار، أفران المعالجة الحرارية لمعالجة اللدائن، محطة اللحام، أفران التجفيف.

البحث العلمي ؛ المختبرات: غرف النمو (الحاضنات) وأجهزة الطرد المركزي والمفاعلات الكيميائية.

المشروبات والكحول ؛ الأغذية: التعليب، والإسبريسو، والسخانات العميقة، والسخانات المسبكة (تتطلب في كثير من الأحيان وصلة بينية عن طريق مسبار ترموستات ثلاثي الأسلاك).

HVAC: التحكم الدقيق في المناخ للبيئات الحساسة. وغالبا ما تكون وحدات التحكم البسيطة كافية لأنظمة المنزل والمكتب.

مشاريع للهواة: قواطع الليزر والقمائن المتقدمة. وتتوفر أيضا سخانات أحواض السمك المخصصة (يتطلب تصميمها العناية).

اختر جهاز التحكم المناسب ذو 240 فولت للتعرف الشخصي لاحتياجاتك

طاقة الخرج المطلوبة: قارن خرج وحدة التحكم (معدل الطاقة SSR، قدرة تبديل الترحيل) مع الحمل الكهربائي (أمبير أو فولت) الذي تريد التحكم فيه.

ميزات ضبط معرِّف المعلمات: هل يمكن ضبط وحدة التحكم يدويًا؟ هل تحتوي وحدة التحكم على ميزة التوليف التلقائي؟ ما هي سهولة الاستخدام في البرمجة؟

وضوح العرض: هل يمكنك قراءة الشاشة في بيئتك؟ قائمة البرمجة هل هي منطقية؟

وفقًا لمخطط الأسلاك الذي تقدمه الشركة المصنعة، قم بتوصيل مدخل التيار الكهربائي لجهاز التحكم (L1، N، L2، Earth) بمصدر طاقة مناسب مزود بمصهر.

وينبغي توصيل جهاز استشعار درجة الحرارة بطرفي المدخلات. تأكد من أن القطبية صحيحة (خاصة مع المزدوجات الحرارية).

قم بتوصيل أطراف الخرج بمرحل الحالة الصلبة أو المرحل. تأكد من الانتباه للرسم التخطيطي الذي يأتي مع وحدة التحكم في SSR/. يجب الانتباه بشكل خاص إلى الأطراف المميزة على أنها شائعة (COM)، مفتوحة بشكل عادي (NO)، أو مغلقة بشكل عادي (NC).

التهيئة الأولية تشغيل وحدة التحكم. دعيه يبدء قد تحتاج إلى الدخول في وضع برمجة لتحديد مقياس درجة الحرارة (مئوية/فهرنهايت)، ومعايرة المستشعر (إذا لزم الأمر)، وضبط نقطة الضبط الأولية.

4. ضبط المركبة للحصول على أفضل أداء

وسوف تحتاج معلمة PID (P ID) أن تكون دقيقة للحمل والبيئة التي تعمل فيها. العديد من وحدات التحكم الحديثة تجعل هذه العملية أبسط.

الموالفة اليدوية: وهذا ينطوي على زيادة P المكسب حتى يتذبذب النظام. ثم ضبط D لتثبيت النظام قبل استخدام I لإزالة الخطأ المتبقي ومن المهم أن يكون هناك فهم شامل للعملية وإيلاء الاهتمام.

أوتوتون: طريقة يفضلها الكثير من الناس. أوتوتون هي ميزة تقدمها معظم وحدات التحكم. وهذا يتضمن عادة إجراء تغيير خطوة قصيرة في نقطة التحول عندما تكون العملية (أو التسلسل) مستقرة. يراقب المتحكم استجابة النظام، ويحسب تلقائيا أفضل قيم P و I و D لاستخدامها في خوارزميتها. تم تبسيط الموالفة الأولية بشكل كبير.

حل المشكلات الشائعة

حتى بعد التركيب الدقيق، يمكن أن تحدث مشاكل. هناك بعض المشاكل الشائعة مع وحدات التحكم في تعريف المنتج، والحلول الممكنة.

التذبذب أو تجاوز درجة الحرارة: غالبًا ما يكون ذلك بسبب معلمات PID التي تكون عدوانية للغاية (P أو I كبيرة جدًا). قم بتقليل P و I. تحقق من أن المستشعر ليس مشوشا أو إذا كان هناك أحمال غير مستقرة. تحقق من معايرة المستشعر ونوع المستشعر المستخدم من قبل جهاز التحكم.

استجابة بطيئة لدرجة الحرارة: يمكن أن يكون هذا بسبب إعدادات معلمة PID معتدلة (P منخفضة)، تلف المستشعر أو وضع غير صحيح، وحدة تحكم معطلة، أو حمل كبير يتطلب المزيد من التحكم. زد بي أيضا، تحقق من وصلات المجسات وحالة الحمل الخاص بك.

الخرج عالق أو وحدة التحكم لا تستجيب: تحقق من جميع الاتصالات. التحقق من أن إدخال المستشعر يعمل بشكل صحيح، ويوفر إشارة صالحة في نطاق جهاز التحكم. تحقق من توصيلات مخرجات جهاز الإرسال التحقق من أي مشاكل داخلية (استبدلها إذا لزم الأمر).

قراءة خاطئة لدرجة الحرارة: قد تكون معايرة المستشعر خاطئة. التحقق من توافق المستشعر مع جهاز التحكم (تقاطع بارد تعويض المزوجات الحرارية) والتحقق من الإعدادات. تأكد من أن أسلاك الاستشعار ليست تالفة أو معيبة.

لا تعمل الإنذارات تأكد من أن حدود نقطة التنبيه مضبوطة بشكل صحيح تأكد من أن قراءات المجس ستطلق الإنذار تحقق من توصيلات مخرجات أجهزة الإنذار وأي أجهزة متصلة (مثل ضوء الإنذار، وصلة المرحل، وما إلى ذلك).

5. أداة التحكم الدقيق

Pالتحكم في درجة حرارة الهوية يقدم أكثر من منظم حرارة بسيط. وهو نظام تغذية مرتدة متقدم مصمم لتوفير الدقة. تسمح خوارزمية تعريف الهوية الشخصية للمستخدمين بالتحكم في درجة الحرارة في العديد من التطبيقات المطلوبة باستخدام الطاقة القياسية 240 فولت. إن فهم قدرات ومبادئ ضوابط تعريف المنتج يمكن أن يساعد المشغلين على تحسين كفاءة عملياتهم وجودة المنتج والنتيجة الإجمالية. ولتسخير إمكانات تكنولوجيا التحكم هذه، فإن الاختيار الدقيق والتركيب الصحيح والضبط الدقيق هو المفتاح.