Überlegungen zum Temperaturregler
Regelbarkeit der Elektroheizung
Die grundlegende Funktion des Reglers besteht darin, die tatsächliche Temperatur mit dem Sollwert zu vergleichen und einen Ausgang zu erzeugen, der den Sollwert beibehält.
Der Regler ist Teil des Gesamtsteuerungssystems und bei der Auswahl eines geeigneten Reglers sollte das Gesamtsystem analysiert werden. Folgendes sollte bei der Auswahl eines Controllers beachtet werden:
1. Art des Eingangssensors (Thermoelement, RTD, Kassette und Temperaturbereich)
2. Sensoranordnung
3. Erforderlicher Regelalgorithmus (Ein/Aus, Proportional, PID, Autotuning PID)
4. Art der erforderlichen Ausgangshardware (elektromechanisches Relais, SSR, analoges Ausgangssignal)
5. Zusätzliche Ausgänge oder Systemanforderungen (erforderliche Temperatur- und/oder Sollwertanzeigen, Kühlausgänge, Alarme, Grenzwerte, Computerkommunikation usw.)
ICHEingabetyp
Die Art des Eingangssensors hängt vom gewünschten Temperaturbereich, der gewünschten Messauflösung und -genauigkeit sowie davon ab, wie und wo der Sensor montiert ist.
Sensoranordnung
Die richtige Platzierung des Sensorelements relativ zur Arbeitsposition und Wärmequelle ist für eine gute Steuerung von größter Bedeutung. Wenn die drei in unmittelbarer Nähe angeordnet werden können, ist es einfacher, eine hohe Genauigkeit zu erzielen und sogar die Grenzgenauigkeit des Controllers zu erreichen. Wenn die Wärmequelle jedoch weiter von der Arbeitsstelle entfernt ist, kann die Positionierung des Sensorelements an einer anderen Stelle zwischen der Heizung und der Arbeitsstelle einen großen Unterschied in der erzielten Genauigkeit machen.
Bevor Sie die Position des Sensorelements auswählen, stellen Sie fest, ob der Wärmebedarf im Wesentlichen konstant ist oder sich ändert. Wenn der Wärmebedarf relativ konstant ist, hält die Platzierung des Sensorelements in der Nähe der Wärmequelle Temperaturänderungen am Arbeitsort auf einem Minimum.
Und wenn sich der Wärmebedarf ändert, kann das Sensorelement in der Nähe des Arbeitsplatzes platziert werden, um Änderungen des Wärmebedarfs schneller zu erfassen. Aufgrund der erhöhten thermischen Hysterese zwischen dem Heizer und dem Sensorelement tritt jedoch ein größeres Überschwingen und Unterschwingen auf, was zu einer größeren Streuung zwischen den maximalen und minimalen Temperaturen führt. Diese Streuung kann durch die Wahl eines PID-Reglers reduziert werden.
Steueralgorithmus (Modus)
Die Methode, mit der der Regler versucht, die Systemtemperatur wieder auf das gewünschte Niveau zu bringen. Die beiden gebräuchlichsten Methoden sind die binäre (Ein-Aus) Steuerung und die proportionale (Drossel) Steuerung.
Ein-Aus-Steuerung
Die Ein-Aus-Steuerung hat den einfachsten Steuerungsmodus. Es hat eine Totzone (Differenz), die als Prozentsatz der Eingangsspanne ausgedrückt wird. Der Sollwert liegt normalerweise in der Mitte der Totzone. Wenn also der Eingang 0 bis 1000 °F beträgt, die Totzone 1 % beträgt und der Sollwert 500 °F beträgt, ist der Ausgang voll eingeschaltet, bis die Temperatur 505 °F erreicht, wenn die Temperatur 495 °F oder weniger beträgt Ausgang wird vollständig ausgeschaltet sein. Es bleibt vollständig ausgeschaltet, bis die Temperatur auf 495 ° F fällt.
Wenn die Reaktionsgeschwindigkeit des Prozesses schnell ist, ist das Wechseln zwischen 495 °F und 505 °F schnell. Je schneller die Reaktionsgeschwindigkeit des Prozesses ist, desto größer ist das Über- und Unterschwingen und desto schneller schalten die Schütze, wenn sie als Stellglied verwendet werden.
Die Ein-Aus-Regelung wird typischerweise dort eingesetzt, wo keine präzise Regelung erforderlich ist, z. B. in Systemen, in denen die Energie nicht häufig ein- und ausgeschaltet werden kann, wenn sich die Temperatur aufgrund zu großer Systemmasse sehr langsam ändert, oder als Temperaturalarm.
Eine spezielle Art der Zweipunktregelung, die als Alarm verwendet wird, ist der Grenzwertregler. Dieser Regler verwendet ein selbsthaltendes Relais, das manuell zurückgesetzt werden muss, um den Prozess abzuschalten, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht ist.
