Промышленные термоконтроллеры

  • Промышленные термоконтроллеры    Одной из самых распространенных задач в технике регулирования является контроль и поддержание температуры объекта на заданном уровне. Для решения этой задачи разработано огромное количество устройств, обладающих разными возможностями и характеристиками. С появлением доступных микропроцессоров, основой систем управления температурой стали термоконтроллеры. Благодаря хорошему качеству регулирования и наличию множества сервисных функций, эти приборы завоевали заслуженное признание и популярность.

    Основу любого современного термоконтроллера составляет микропроцессор. В отличие от классических вычислительных задач, регулирование температуры не требует большой вычислительной мощности. Это позволяет применять простые и дешевые компоненты, что благоприятно влияет на надежность и стоимость готового оборудования. Микропроцессор температурного контроллера работает в связке с аналогово-цифровым преобразователем, в задачу которого входит оцифровка сигнала от датчика температуры. В зависимости от типа такого датчика, значительно изменяется схема АЦП. Еще не так давно термоконтроллеры могли работать только с одним семейством датчиков, реализующих один принцип измерения температуры. Наиболее часто это были термометры сопротивления или термопары. Сегодня, благодаря успехам микроэлектроники, большинство промышленных контроллеров температуры оснащаются универсальными входами. Это позволяет подключать большое число типов датчиков к одному и тому же прибору. Универсальный вход дает возможность использовать однотипное оборудование для решения различных задач, что положительно сказывается при внедрении и обслуживании систем управления.

    Главной задачей термоконтроллера является управление температурой. Основу этого процесса составляет преобразование сигнала обратной связи, в качестве которого выступает измеренное значение температуры, в выходной сигнал. Существует несколько алгоритмов такого преобразования, различающихся по качеству результата. Для температурных контроллеров наибольшее применение нашли два алгоритма – позиционное управление и ПИД - регулирование. Позиционное управление более просто в настройке, но отличается пониженным качеством результата. ПИД-алгоритм требует наличия возможности управления мощностью выходного сигнала, сложен в настройке, зато может обеспечить наилучшее качество поддержания температуры. Современные приборы, как правило, предоставляют пользователю оба этих алгоритма. Выбор необходимого выполняется программно.

    Для подсоединения к процессу термоконтроллеры имеют в своем составе модули выходного сигнала. В отличие от входа, выход не может быть универсальным и его подбору следует уделить самое пристальное внимание. Наиболее часто производители оснащают свои изделия электромагнитными реле, транзисторами либо оптопреобразователями. В зависимости от типа силовой части тепловой установки, следует выбрать наиболее подходящий, благо обычно выпускается большое число вариантов одного и того же прибора с разными типами выходных устройств.

    Настройка работы термоконтроллера осуществляется программно и носит название параметрирования. Пользователь должен выбрать режимы работы и задать необходимые коэффициенты. Программировать алгоритмы работы нет необходимости. Как правило, параметрирование производится с помощью кнопок на лицевой панели оборудования. Также, в последнее время, многие системы имеют возможность ввода данных с помощью ПК. Учитывая необходимость настройки только перед запуском системы, данный процесс не отличается большим удобством. Рекомендуется доверять настройку специально обученному персоналу, хотя разобраться в инструкции под силу и большинству технических специалистов. Большим плюсом программирования термоконтроллеров стала недавно появившаяся возможность автоматической настройки параметров ПИД-регулирования. Благодаря ее наличию не требуется проводить сложную процедуру определения характеристик оборудования и коэффициентов регулирования. Достаточно запустить режим автонастройки и микропроцессор сам найдет нужные значения.

    Наряду с основной функцией, температурные контроллеры могут иметь и множество дополнительных. Наиболее часто встречаются элементы индикации и сигнализации, срабатывающие при достижении заданных температур и стандартные интерфейсы для интеграции в АСУТП. Также встречаются модули программного изменения задания, элементы управления задвижками, вспомогательные входные и выходные цепи. Фактически, сегодня можно найти прибор для решения любой задачи контроля и регулирования температуры, даже если она связана с работой дополнительного оборудования. Также температурные контроллеры возможно использовать и для управления другими системами, не связанными с температурой. Достаточно только чтобы алгоритм работы оборудования позволял решать требуемые задачи.

    Несмотря на бурное развитие программируемых логических контроллеров, и иных типов оборудования, автономные термоконтроллеры еще на долгое время сохранят свою актуальность. Их будущее обеспечено простотой применения и низкой стоимостью. Там где нет необходимости в задании сложных алгоритмов работы, температурный контроллер остается наиболее оптимальным прибором управления.

    Тэги: Термоконтроллеры, температура, контроллер