Повелители температуры: температурные контроллеры компании Autonics

Пять новых серий температурных контроллеров компании Autonics покрывают практически весь спектр потребностей в области контроля температуры. Сферы их применения — пищевая и упаковочная промышленность, отопление и кондиционирование, печатное и лабораторное оборудование. Дополнением к новой линейке контроллеров служат твердотельные реле, термодатчики и конверторы интерфейсов Autonics.

Компания Autonics является экспертом в области измерительных приборов и систем управления. Технические решения компании устанавливают принципиально новый стандарт регулирования температуры. Температурные контроллеры пяти новых серий обещают стать бестселлерами на мировом рынке. Это:

• ПИД-регуляторы серии TK, обладающие самым богатым набором функций среди температурных контроллеров Autonics и позволяющие не только регулировать температуру, но, благодаря аналоговому входу, контролировать другие процессы по ПИД-закону;
• Экономичные контроллеры серии ТС, включающие в себя все необходимые функции для регулирования температуры и обладающие привлекательной ценой;
• Температурные контроллеры серии TD с отдельным механическим вводом уставки;
• Многоканальные контроллеры серии TM модульного типа, позволяющие организовать синхронный контроль температуры по 124 каналам;
• Микропроцессорные температурные контроллеры серии ТА с круговой шкалой настройки.

В основе новых температурных контроллеров лежит недавно разработанный алгоритм ПИД-регулирования, реализующий регулирование температуры с большей эффективностью и с высочайшей точностью.

Также компания Autonics производит все необходимые сопутствующие материалы для регулирования температуры:

• однофазные твердотельные реле серии SRH1 со встроенным радиатором;
• однофазные регуляторы мощности серии SPC1;
• температурные датчики и модули конвертации интерфейсов серии SCM.

Температурные контроллеры применяются в самых различных отраслях промышленности и являются важнейшим инструментом регулирования температуры с целью достижения требуемых результатов в разнообразных технологических процессах. Аналоговые и цифровые температурные контроллеры с ПИД-регулированием производства компании Autonics характеризуются быстротой настройки и обеспечивают высокую точность управления температурой, а также позволяют контролировать ее в различных производственных процессах, отличаясь при этом более привлекательной ценой, проработанной конструкцией и удобством в использовании. Это оправданный выбор для успешного решения любых задач регулирования температуры.

Экономичный температурный контроллер серии TC

Обеспечивает эффективное регулирование температуры с использованием выхода ТТР с фазовым управлением и релейного выхода. Обладает большим дисплеем с улучшенной читаемостью показаний.

Серия TC (рис. 1, 2) — это одно из самых экономичных решений, предоставляющее все необходимые функции для регулирования температуры по самой привлекательной цене.

 
Температурные контроллеры серии TC

Температурные контроллеры серии TC осуществляют идеальное регулирование температуры за счет недавно разработанного алгоритма ПИД-регулирования и короткого интервала измерений (100 мс). Ключевым фактором в достижении эффективного и экономически целесообразного регулирования температуры стало объединение в одном контроллере выхода твердотельного реле (ТТР) с фазовым управлением (SSRP) и релейного выхода. Дополнительным преимуществом является большой размер дисплея, что значительно улучшает читаемость показаний.

Основные характеристики приведены в таблице 1:

Таблица 1. Основные характеристики контроллеров серии ТС

Выход ТТР с фазовым управлением (SSRP)

Выход твердотельного реле с фазовым управлением (SSRP) — это тип выхода, выбираемый пользователем. В отличие от стандартного выхода управления ТТР, данный выход дополнен возможностью фазового и циклического управления, что позволяет достичь высокоточного регулирования с наименьшими затратами. Стандартный выход управления ТТР по-прежнему может быть выбран путем настройки внутреннего параметра. Помимо этого можно выбрать дополнительное «циклическое управление» при подключении ТТР с контролем перехода через ноль и «фазовое управление» при подключении ТТР мгновенного (случайного) переключения.

Стандартный температурный контроллер серии TK

Серия TK (рис. 3, 4) — это стандартные температурные контроллеры на базе ПИД-регуляторов со сверхкоротким интервалом измерений (50 мс) и погрешностью индикации 0,3%. На борту прибора — расширенный набор функций управления, включающий одновременное регулирование нагрева и охлаждения, а также автоматическое или ручное управление. Контроллер оснащен выходом ТТР с фазовым управлением (SSRP), токовым выходом и функциями связи. А такие дополнительные преимущества, как поддержка входных сигналов различных типов (в том числе и аналоговых), возможность установки нескольких заданий (до четырех) и дисплей большого размера делают серию TK лучшей в своем классе.

Обладая аналоговым входом, прибор серии ТК может использоваться не только как температурный контроллер, но и как ПИД-регулятор. Благодаря сверхкороткому интервалу измерений показаний время опроса составляет 50 мс, что в два раза меньше, чем у контроллеров серии ТС, контроллер способен обеспечить наилучшее качество регулирования температуры или других процессов. Контроллеры ТК имеют высокую точность индикации ±0,3%. Это означает, что погрешность измерений в диапазоне от 0 до 1000°C составляет 3°C.

Пример применения контроллера TK

Контроллер может регулировать температуру по всем известным методам: дискретное регулирование (ВКЛ/ВЫКЛ); пропорциональное, пропорционально-интегральное, пропорционально-дифференциальное и пропорционально-интегра­льно-дифференциальное регулирование.

Дизайн контроллеров изменился, и теперь стало удобнее наблюдать за параметрами на дисплее. Это достигнуто благодаря увеличенному размеру индикационных элементов и повышенной яркости светодиодов.

Контроллеры серии ТК укомплектованы двумя управляющими выходами, что позволяет осуществлять высококачественный контроль температуры, управляя не только нагревательным или охлаждающим элементом по отдельности, но и одновременно нагревателем (по одному выходу) и охлаждающим элементом (по второму выходу). Также контроллеры ТК поддерживают переход из автоматического регулирования в ручное, что дает возможность посмотреть, как ведет себя регулируемая система при определенном проценте использования управляющего выхода. Используется при наладке системы.

Помимо визуального наблюдения и ручной настройки всех параметров контроллера через панель прибора, можно осуществлять эти и другие операции удаленно, на графической панели или ПК благодаря наличию интерфейса RS-485 (Modbus RTU). Компания Autonics предоставляет бесплатную программу по работе с температурными контроллерами через ПК DAQMaster — скачать ее можно на сайте Autonics. Также компания предоставляет конверторы интерфейсов для коммуникации оборудования с ПЛК или ПК.

В зависимости от модификации контроллеры бывают с релейными выходами, с выходом твердотельного реле с фазовым управлением и с токовыми выходами форматов 0...20 мА или 4...20 мА. Причем имеется модель с управляющим выходом, сочетающим в себе два варианта, которые выбираются в настройках: либо это выход стандартного твердотельного реле, либо — выход по току. Выход твердотельного реле с фазовым управлением позволяет реализовать стандартное управление силовой цепью, циклическое управление (с переходом через ноль) и собственно фазовое регулирование.

Возможность задания до четырех уставок делают контроллер более гибким инструментом управления. Переключение между уставками можно осуществлять с помощью цифрового переключателя, через программу DAQMaster на ПК или через меню настройки самого контроллера. Но стоит отметить, что контроллер серии ТК не является программируемым, т.е. в нем нельзя запрограммировать временные интервалы, в течение которых должно работать соответствующее задание.

Размер контроллеров в длину уменьшен на 38% по сравнению с существующими моделями (длина прибора составляет 60 мм).

Аварийные выходы, которых может быть максимум два, можно запрограммировать на исполнение девяти аварийных случаев, среди них: шести случаев, связанных с выходом текущего значения температуры за определенные границы (как раз шесть вариантов настраиваемых границ); сигнализация отключения или выхода из строя входного датчика; сигнализация выхода из строя нагревателя (требуется дополнительное устройство — трансформатор тока); сигнализация обрыва контура, играющая роль диагностики некорректной работы управляемого контура. Причиной срабатывания последней сигнализации может стать выход из строя температурного датчика, выход из строя исполнительного элемента (нагреватель или вентилятор), отключение питания в силовой цепи. Аварийные выход реализованы в виде электромагнитных реле с возможностью коммутации тока до 3 А.

Благодаря широкому выбору поддерживаемых термодатчиков, контроллер стал более универсальным.

В контроллерах серии ТК есть функция Рампы, позволяющая устанавливать время набора/спада температуры, в течение которого она будет изменяться по линейному закону.

Цифровой температурный ПИД-контроллер серии TD

Серия TD — это первые промышленные цифровые температурные контроллеры на базе ПИД-регулятора, в которых ввод уставки и контроль отклонения осуществляются просто, как никогда ранее, с помощью цифровых органов настройки и большого дисплея с высокой читаемостью показаний. Кроме того, данная серия не только позволяет оптимально регулировать температуру за счет использования недавно разработанного алгоритма ПИД-регулирования и короткого интервала измерений (100 мс), но также предоставляет пользователю максимум возможностей, давая возможность выбирать различные режимы работы выхода.

Основные характеристики серии приведены в таблице 2.

Таблица 2. Основные характеристики контроллеров серии TD

4/2-канальный температурный контроллер модульного типа серии TM

TM (рис. 6) — это многоканальный модульный температурный контроллер, позволяющий использовать четыре или два канала регулирования температуры с очень коротким интервалом измерения (100 мс) и допускающий расширение системы до 31 модуля со 124 каналами регулирования без дополнительных источников питания или кабелей связи. Кроме того, имеется возможность настройки параметров на ПК с использованием USB-интерфейса или интерфейса RS-485. Для большего повышения эффективности регулирования температуры предусмотрена функция синхронного управления нагревом/охлаждением.

Основные характеристики

• Контроллеры серии ТМ в зависимости от модели имеют несколько каналов управления (4 канала/2 канала)- например, четыре входа и четыре управляющих выхода в одном модуле.
• Благодаря тому, что модули можно соединять между собой с помощью бокового коннектора, отсутствует необходимость в дополнительных конверторах интерфейсов и источниках питания. Питание модулей и обмен информацией можно организовать через один базовый модуль (контроллер).
• При синхронном управлении сразу по четырем каналам (модель ТМ4) интервал измерений равен 100мс, а для моделей ТМ2, при управлении двумя каналами, интервал измерений 50мс.
• В ситуации, когда тяжело регулировать температуру системы используя только нагревание или только охлаждение, можно с помощью одного контроллера серии ТМ организовать синхронное управление нагревом и охлаждением.
• Благодаря наличию интерфейса RS-485 (Modbus RTU) возможна настройка и мониторинг параметров с использованием ПК или графической панели:
• Предоставляется бесплатная программа DAQMaster для настройки и мониторинга параметров с помощью ПК. Стоит отметить, что в программе DAQMaster можно вести неограниченную по времени запись журнала работы контроллера. Например, можно вести запись изменений температуры, отмечать работу управляющего выхода и фиксировать время срабатывания сигнализации в течении всего времени работы.
• Есть возможность удобного подключения к компьютеру и настройки параметров по USB-кабелю.
• Простота в обслуживании благодаря разъемным соединениям (разъем для входных датчиков, разъем для управляющих выходов, разъем питания и интерфейса связи).
• Контроллеры серии ТМ поддерживают множество температурных датчиков: термосопротивление Pt100, термопары типа K, J, L и другие.
• Применение: любая область, где требуется регулирование температуры- печи для термообработки, катапультные установки, экструдеры и т.п.

Температурный контроллер без индикации серии TA

Серия TA — это микропроцессорные температурные контроллеры с круговой шкалой настройки, отличающиеся высокой точностью регулирования (рисунок 7). Они выполнены на базе микропроцессора и предлагают пользователю такие дополнительные возможности, как отключение выхода с помощью круговой шкалы и простой контроль за ходом регулирования с помощью индикации на лицевой панели.

Основные свойства

• Простая установка температуры с помощью круговой шкалы на передней панели.
• Простой контроль выполнения регулирования с помощью индикации. Светодиодный индикатор отклонения (красный, зеленый), светодиодный индикатор выхода «OUT» (красный).
• Функция отключения выхода с помощью круговой шкалы. Поворотом стрелки до упора влево отключаются управляющие выходы.
• Функция индикации перегорания датчика.
• Функция автоматической подстройки смещения.

Основные характеристики

• Тип входа: термометр сопротивления: DIN Pt100 Ом (допустимое сопротивление
• линии не более 5Ом); термопара: K(CA), J(IC).
• Выход управления: Релейный выход (250В~, 3A, а-контакт и b-контакт связаны в одну линию); выход управления ТТР (12В= ±2В, макс. 20мА)
• Тип регулирования: дискретное (ВКЛ/ВЫКЛ) регулирование, ПИД-регулирование
• Источник питания: 100...240В~ 50/60Гц

Однофазные твердотельное реле с собственным радиатором — серия SRH1

Компания Autonics производит серию однофазных твердотельных реле SRH1 (рисунок 8), конструкция которых обеспечивает максимально эффективную тепловую защиту за счет встроенного радиатора и применения керамической пластины. Кроме того, следует отметить, что серия SRH1 — это реле с напряжением пробоя 4000 В~, которое подходит для применения в широком круге отраслей: нагреватели, производство полупроводников, промышленное оборудование, управление маломощными двигателями и т.п.

Основные свойства

• Исключительно высокое напряжение пробоя диэлектрика: 4000В~.
• Максимально эффективная тепловая защита благодаря встроенному радиатору с керамической пластиной.
• Возможны различные способы монтажа (монтаж на DIN-рейку, монтаж на панель).
• Поддерживается включение с контролем перехода через ноль и мгновенное включение.

Основные характеристики

• Разновидности входных напряжений: 5...24В=, 24В~ 50/60Гц, 90...240В~ 50/60Гц
• Напряжение нагрузки: 24...240В~ 50/60Гц, 48...480В~ 50/60Гц
• Тип нагрузки: 15A (ZC), 20A (ZC/R), 30A (ZC/R), 40A (ZC), 60A (ZC/R)

* ZC — Zero cross (с отслеживанием пересечения нуля); R — Random (мгновенное переключение).

Температурные датчики серии TW

Компания Autonics производит температурные датчики (рисунок 9) для обеспечения своих клиентов всем необходимым для контроля температуры. Выпускаются термопары типов K (CA), J(IC), L(IC) и термосопротивления Pt100 по JIS-стандарту.

Конверторы интерфейсов серии SCM

Для обеспечения связи контроллеров с ПК или графическими панелями по интерфейсу RS-485 необходимы конверторы интерфейсов (рисунок 10). Компания Autonics производит следующие конверторы:

• SCM-38I- конвертер из RS-485 в RS-232
• SCM-48I- конвертер из RS-485 в USB
• SCM-US- кабель для легкого и быстрого соединения контроллера с ПК (Специальный разъем в USB).

SCM-38I — конвертер из RS-485 в RS232

• Питание: 12...24В=
• Скорость передачи данных: 1200...115200bps (рекомендуемая- 9600 bps)
• Режим работы: Полудуплекс
• Расстояние связи 800м
• Изоляция входной и выходной сигнальной линии

SCM-48I — конвертер из RS-485 в USB

• Питание: 5В= от USB-порта
• Поддержка USB 1.1 и USB 2.0
• Кабель с ферритовым фильтром для снижения помех
• Скорость передачи данных: 1200...115200bps (рекомендуемая- 9600bps)
• Режим работы: Полудуплекс
• Расстояние связи макс. 1,2км (RS-485), 1,5м (USB)
• Изоляция входной и выходной сигнальной линии

SCM-US — кабель для легкого и быстрого соединения контроллера с ПК (специальный разъем в USB)

• Совместим со всеми ОС Microsoft
• Питание: 5В= от USB-порта
• Поддержка USB 1.1 и USB 2.0
• Легкая коммуникация с ПК
• Встроенная цепь защиты
• Кабель с ферритовым фильтром для снижения помех
• Скорость передачи данных: 1200...115200bps (рекомендуемая- 9600bps)
• Режим работы: Полудуплекс
• Расстояние связи 1,5м (нельзя удлинить)

На рисунке 11 представлена схема подключения температурных контроллеров серии ТК к различным устройствам управления (ПК, ПЛК и графические панели)

Схема подключения температурных контроллеров серии ТК к различным устройствам управления

Заключение

Компания Autonics выпускает температурные контроллеры, позволяющие покрыть основные потребности в автоматизации контроля температуры. Температурные контроллеры широко применяются в упаковочной промышленности — в термоусадочных машинах, в экструдерах, в ламинирующем оборудовании и др. Температурные контроллеры могут применяться в простых системах отопления; в составе печатного оборудования, где они осуществляют контроль температуры воздуха в сушильной камере; в лабораторных установках по тестированию изделий на жаростойкость и т.д.

Приобретая температурный контроллер, термодатчик и твердотельное реле компании Autonics, пользователь решает свою задачу легко, качественно и экономично.

Материал подготовлен Александром Шишкановым (Autonics)