ПИД-регулятор и термоконтроллеры

Термодат-16Е6 - одноканальный программный ПИД-регулятор температуры и электронный самописец с графическим 3,5 - дюймовым дисплеем. Прибор имеет универсальный вход, предназначенный для подключения термопар или термосопротивлений а также датчиков с токовым выходом. Разрешение 1°С или 0,1°С задается пользователем. Может управлять как нагревателем, так и охладителем. Интуитивно понятное управление обеспечивается 4 кнопками внизу экрана.

Основные достоинства прибора:

• большой экран;
• наглядное представление информации и техпроцесса;
• наличие встроенной памяти для архивации данных о техпроцессах;
• многоканальность – возможность управления несколькими независимыми зонами печи одним прибором.

Термолюкс выпускается в двух модификациях (011 и 021). Модификация 011 предназначена для печей с нагревателями со статической или убывающей зависимостью сопротивления от температуры. Модификация 021 позволяет построить систему управления нагревом печей с нагревателями, имеющими возрастающий характер зависимости сопротивления от температуры (дисилицид-молибденовые нагреватели, молибден, вольфрам), то есть имеющими очень низкое сопротивление при комнатных температурах. Такие нагреватели при низких температурах потребляют очень большой ток, существенно превышающий критическое значение, что ведет к моментальному выходу их из строя. В общем случае ток ограничивают установкой в блок управления печью дополнительных мощных дорогостоящих устройств ограничения тока. В этом нет необходимости при использовании контроллера Термолюкс-021, так как он может регулировать подачу тока самостоятельно.

Дополнительно ко всем функциям контроллера Термолюкс-011, в контроллере Термолюкс-021 реализована возможность постоянного измерения тока, подаваемого в нагрузку (организована обратная связь по току). Это позволяет программно ограничить максимальный ток, идущий через нагреватели. Контроллер «учитывает» данное ограничение при подаче мощности на нагреватели и не позволяет току превышать заданное оператором значение, тем самым обеспечивая функционирование нагревателей в безопасном режиме. Зачастую прибор Термолюкс-021 позволяет отказаться от использования трансформаторов с переключаемыми вручную обмотками, а иногда и вовсе отказаться от использования трансформаторов, что приводит к существенному снижению стоимости оборудования.

Во всех приборах реализован фазо-импульсный метод управления мощностью (ФИМ), который позволяет добиться плавной подачи мощности, исключая резкие скачки температуры на самом нагревателе, а также позволяет более точно регулировать температуру. Прибор Термолюкс подает мощность на нагреватель 100 раз в секунду, благодаря чему нагреватель разогревается плавно и не успевает остыть до включения очередной подачи тока. При этом нагреватели не испытывают дополнительных напряжений и работают в очень мягком режиме, что способствует увеличению срока их службы примерно на 30%. Практически все остальные программируемые контролеры работают методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при котором мощность подается по схеме «полностью открыть/полностью закрыть»; при этом на нагреватель поступает сразу 100% мощности. При таком режиме работы нагреватели испытывают редкие мощные удары, соответственно срок службы нагревателя сокращается. На картинках внизу вы можете увидеть графики изменения напряжения по времени, изменения температуры по времени на нагревательных элементах при широтно-импульсной модуляции и фазо-импульсной модуляции.

Управление контроллера реализуется без каких либо дополнительных устройств типа блоков ФИМ, ФИУ, БУС, БУТ – он сразу передает сигнал на исполнительный элемент (тиристор, семистор, оптотиристор, оптосемистор) вне зависимости от типа нагрузки (одно- или трехфазной), схемы соединения нагрузки («звезда» или «треугольник»). Выбор типа нагрузки производится оператором программно с экрана контроллера, без каких-либо физических действий и без установки дополнительных устройств.

Приборы имеют выход по шине RS-232 для подключения приборов к компьютеру, что позволяет получить на дисплее график процесса нагрева и остывания в реальном времени. Также Термолюкс позволяет осуществлять управление процессом термообработки через ПК, сохранять данные как в табличном, так и в графическом виде (пример на картинке ниже). Табличные данные при этом могут быть переведены в формат EXCEL с возможностью последующего редактирования.

Все приборы имеют возможность задания оператором 16 различных программ нагрева-выдержки-остывания печи, каждая из которых состоит из 10 произвольных точек в координатах время-температура. Прибор имеет адаптивный алгоритм управления — он сам в автоматическом режиме постоянно исследует систему «печь+загрузка» и определяет необходимые коэффициенты системы без участия оператора. Благодаря наличию адаптивного алгоритма, прибор можно без перенастройки использовать на любых печах.

Термоконтроллеры с ПИД регулированием — приборы, позволяющие с высокой точностью регулировать температуру в автоматических системах управления промышленными процессами. Благодаря пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону регулирования, который лежит в основе логического «мышления» данных приборов, в камере печи удается достигнуть высокой точности реализации заданных температурных программ. Погрешность отклонения измеряемой от заданной температуры при использовании этих приборов не превышает 2°С.

Мы оборудуем силовые блоки наших печей ПИД-регуляторами двух марок: Термодат и Термолюкс. Ниже представлены характеристики обоих приборов