溫控表知識普及

一、原理:

工業用溫控器一般分為兩大類:一類是機械式溫控器(如電接點水銀溫度計、電接點雙金屬溫度計、溫控開關)一類是電子式溫控器,機械式溫控器在逐步淘汰,電子式溫控器應用廣泛在這里進行詳細介紹。電子式溫控器由四大機構組成:轉換顯示機構、設定機構、比較運算機構、輸出機構,當溫度傳感器把現場溫度轉換成電信號(Ω或mV)傳給溫控器,溫控器的轉換顯示機構把電信號轉換成數字顯示或模擬指示出來,并在內部與設設定機構的設定值通過比較機構進行比較(或PID運算)后通過輸出機構輸出給操控器(接觸器、固態繼電器、功率控制器),然后操控器再對加熱器/致冷器進行控制。

二、分類:

簡易式溫控器

①輸入信號固定
②溫度顯示范圍固定
③一般用ON/OFF控制(個別有PI、PD)
④一般是繼電器及SSR輸出(個別有4-20mA,可控硅)
⑤一般最多只能選擇一個報警,并且只能是偏差報警
⑥顯示方式:指針指示或數字顯示
⑦設定方式:旋鈕設定或指拔設定

智能型PID溫控器

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①輸入信號一般為萬能輸入(個別定貨需指定)
②溫度范圍可自由選擇
③自由控制方式:ON/OFF、PID可自由選擇
④控制作用:加熱/致冷可自由選擇(由內部參數設定)
⑤控制周期、輸入較正、回差值可自由設定
⑥報警設定值、報警模式可自由選擇
⑦輸出有繼電器、SSR、4-20mA(定貨時需選擇)
⑧數字顯示、平面觸摸鍵設定

以上說明只是相對而言,兩種基本均有面板尺寸:48×48、72×72、48×96、96×96

三、功能細說及應用

簡易式因操作、運用簡單,在此不作詳細介紹,以下主要介紹智能型的功能說明、應用及注意事項,部分常識與簡易式共用。

輸入:
指的是與之相配的溫度傳感器的分度號(國際簡易英文代號)一般有兩大類(十幾種)熱電偶、熱電阻。一般內部參數可選,但個別廠家定貨時需指定輸入類型,大部分廠家還可接受各種變送器4-20mA、1-5VDC等標準信號,并且顯示值可自行標定而作為濕度、壓力等儀表使用,Autolise的AT48A系列也有此功能。除了選擇正確接線也要注意,熱電偶為兩線制(分正、負極不能接反),熱電阻一般為三線制(A、B、B),為了保證測溫準確性,熱電偶線要接到儀表的接線端子或通過補償導線延長到儀表接線端子,而熱電阻到儀表的連接線要盡量電阻小的線,并且三條線的電阻要一樣大小,若兩線制熱電阻,則儀表B、B短接

顯示:
一般為四位LED顯示,分辯率可設定,而顯示精度則不同的廠家而不同,一般有0.1%、0.2%、0.3%、0.5%;表示允許誤差值=±實際測量值×精度等級,因此精度跟儀表量程無關。

主輸出:
輸出根據執行器(控制加熱器的部分),而選擇(定貨時需選),主要有繼電器、固態繼電器、4-20mADC輸出三種,大部分廠家只有一個主要輸出。

控制方式:
是對主輸出而言的,內部參數可選,主要有ON/OFF、PID調節兩種,簡單地講ON/OFF控制是顯示值(PV)一旦高于或低于主設定值(SV)而進行斷與通控制,而溫度控制特有的熱慣性使這種控制讓溫度固定保持在設定值的上、下一定范圍之內因此精度較低,而PID調節則是以主設定值(SV)為目標根據熱慣性大小進行提前、滯后或加熱時間長短的比例、微分、積分綜合控制,通過自整定兩個來回后,會較好的與設定值(SV)保持平衡,這種控制方式精度高,因此一般選擇這種控制方式。

控制作用:
是針對主輸出而言的,即:加熱/致冷控制,一般內部參數可選(個別只有加熱控制),加熱/致冷控制輸出是相反的,選擇錯誤會引起完全的溫度失控,大部分情況使用加熱控制。

控制回差值:
一般是針對ON/OFF控制方式而言,為了防止因測量輸入值(PV)接近設定值(SV)并且波動而導致輸出觸點動作頻繁,使繼電器或接觸器等機械開關壽命降低。相當于主輸出的觸點通/斷以設定值(SV)±回差值為準,這種叫雙邊回差。也有的是單邊回差, 即設定值(SV)“+”或“-”回差值為動作值,回差值越大控制精度越低,回差值越小控制精度越高,但開關壽命越短,根據實際情況而設定。

控制周期:
是針對PID調節控制方式而言,指的是比例周期,控制周期越短控制精度越高,但對于操作器為繼電器電器或接觸器的系統不要太短,因為動作頻繁而縮短它們的壽命,一般為20秒~30秒,對于操作器為固態繼電器、功率調節器的系統一般為0.5秒~3秒。

PID自整定:
是針對主輸出而言,儀表開啟自整定后,儀表會根據加熱系統從常溫到所需設定的快慢,超過后降溫的快慢自己算出對系統最佳的比例值(P值)、微分值(I值)、積分值(D值),視不同系統自整定需要的時間可以從數秒到數小時,經過兩個來回自整定會自己結束。對于系統第一次使用新儀表時要啟動自整定,停機再啟動不用再自整定,當系統熱效應改變設定值改變時,要重新自整定(例:一加熱系統原來沒有加風機時自整定,加了風機熱循環后要重新自整定)自整定一定要在連接好傳感器、操作器,并一開始加熱就啟動自整定,這樣自整定才會相對準確。對一些特殊場合或很熟悉成批一樣的設備,可以自己進入參數把已知的P值、I值、D值輸入而不用通過自整定。

變送輸出:
把儀表的輸入同時變送為4-20mA的標準信號,供另外的記錄儀等同時使用。可以通過參數設定把主輸出改為變送輸出而當作溫度變送器用,且無需直流電源。

輔助輸出(也叫報警輸出)
固定是繼電器輸出,用于對主輸出觸點毀壞失控而超出某一溫度值(或某一范圍)進行輸出報警或切斷,也有的可設定傳感器、加熱器斷線報警,報警方式一般內部參數可選。輔助輸出還可設定為主輸出而當主輸出為繼電器的儀表用。

報警模式:
指的是報警觸點的動作模式是上限報警、下限報警,還是上、下限報警(絕對值)、上偏差報警、下偏差報警,還是上、下限偏差報警(與主設定值的偏差值),另外報警模式還需配合相對的報警設定值,這樣報警觸點才能正確動作。

報警回差值:
即報警滯后值,防止測量值接近報警值并且波動而導致報警觸點動作頻繁。

四:選型注意事項

智能型溫控器選型應注意以下幾點:

  • 外形尺寸(面板尺寸、長度)
  • 輸入傳感器分度號(根據配套的傳感器而定)
  • 主輸出是什么(根據不同執行器。如:交流接觸器、固態繼電器)
  • 報警輸出 (根據不同執行器。如:交流接觸器、固態繼電器)