Temperatura se măsoară printr-o gamă diversă de senzori. Scalarea şi indicarea se fac în °C, °F, °K. Senzorii deduc temperatura din schimbări într-o caracteristică fizică, de obicei neliniară. Şase tipuri de senzori sunt des utilizaţi: Termocupluri, Componente rezistive (RTD şi Termistor), Detectoare de radiaţie în infraroşu, Dispozitive bimetalice, Dispozitive cu expansiune lichid şi Dispozitive cu schimbare de culoare.
Controlerul universal de proces sau controlerul de temperatură se alege funcţie de următoarele cerinţe:
1. Tipul de senzor de intrare (termocuplu – TC, termorezistenţă – RTD, termistor NTC, modul adaptor-transmiţător Tx-gama 4 – 20mAcc) corespunzător gamei de temperatură măsurată.
2. Plasarea senzorului în procesul tehnologic, firele de legătură, protecţia părţii electronice, gradul de protecţie al panoului frontal.
3. Algoritmul de control adaptat la procesul tehnologic (ON / OFF, proporţional, PID, autotunig PID).
4. Tip de hardware intern necesar la ieşire (releu electromecanic, SSR, semnal de ieşire analogic) şi extern de comandă.
5. Ieşiri suplimentare sau cerinţele de la sistem (afişare: temperatură variabilă în proces – PV şi / sau referinţă – SP; seturi de SP, programare rampe şi paliere pentru SP, SP externă pentru reglare în cascadă, retransmisia PV, alarme pe PV sau pe eroare, limite Hi- Lo configurabile, comunicaţia serială în sistem, sursa pentru traductor pe 2 fire).
Consideraţii de selecţie pentru algoritmul de control.
Controlerul ON/OFF (bipoziţional) oferă reglarea cea mai simplă şi se aplică unde precizia nu e necesară, procesul e foarte lent sau pentru alarme. Acţiunea releelor se face cu un histerezis (on/off diferenţial) programabil pentru reducerea oscilaţiei PV în jurul SP.
Controlerul Timp Proporţional (time ratio) descreşte puterea aplicată pe măsură ce se apropie valoarea măsurată (PV) de referinţa fixată (SP), eliminând comanda ciclică (oscilaţia în jurul SP). Comanda timp proporţional aplică putere sarcinii pentru un procent fix din ciclu.
Controlerul PID (Proporţional, Integral, Derivativ) oferă o reglare mai precisă şi mai stabilă decât tipurile de controler ON /OFF sau Timp Proportional, fiind cel mai utilizat în sistemele care au un nivel relativ mic în masă şi care reacţionează rapid la schimbările în energie adăugată la proces. Funcţia derivativă compensează modificările de sarcină care au loc rapid. Parametri din funcţia PlD trebuie acordaţi la un anumit proces de către operator utilizând procedurile Ziegler-Nichols, Omega®Tuning sau Logica Fuzzy pe bază de informaţii experimentale, despre proces sau sistem. Controlerele cu PID auto-tuning, precum cele de la Novus® Automation ajustează parametrii PID în mod automat, urmărind reacţia procesului la mici modificari în SP.
Tipul ieşirii de comandă depinde de sistemul de încălzire/ răcire şi puterea disponibile, de algoritmul de control şi hardware-ul extern controlerului pentru încălzire, răcire, ventilaţie.
Timp proporţional sau ON / OFF: releu electromecanic, Triac (releu AC Solid State), DC Solid State Relay Driver (puls). Analog proporţional: 4 – 20mAdc, 0 – 5Vcc sau 0 – 10Vcc.
Relee electromecanice sunt tipul economic de ieşire, pentru sisteme cu ciclu de peste 10 – 15 secunde şi sarcini relativ mici. La amperaj se consideră un factor de siguranţă 1,5 la sarcini rezistive şi 4 … 5 la sarcini inductive. La sarcini mari sau sisteme trifazice, releele comandă contactoare externe. Releul AC Solid State sau DC impuls de tensiune pentru comanda unui SSR extern cresc fiabilitatea, mai ales la procese cu ciclul scurt.
Ieşire analogică de amplitudine proporţională este o tensiune (0 … 5Vcc) sau curent (4 – 20mAcc), fiind utilizate de controlere de putere crossover zero SCR sau supape dozatoare.
Umiditate. Umiditatea se referă la conţinutul de vapori de apă, în aer sau alte gaze. Măsurarea umidităţii poate fi încadrată într-o varietate de termeni şi unităţi. Trei termeni des folosiţi sunt umiditatea absolută, punctul de rouă (Dew point) şi umiditatea relativă (RH).
Senzorii de umiditate. Tehnologia modernă a semiconductorilor şi a ceramicii cu straturi de siliciu a făcut posibilă producerea de senzori de umiditate de înaltă precizie, cu rezistenţă la substanţe chimice şi contaminare, la preţuri mici. Senzorii rezistivi sunt interschimbabili, utilizabili în locaţii la distanţă, având cost mic. Senzorii capacitivi oferă gamă largă de măsurare a RH şi toleranţă la condensare şi sunt ajustabili cu laser. Senzorii de conductivitate termică funcţionează bine în medii corozive şi la temperaturi ridicate.
Selectarea unui senzor de umiditate se face urmărind criteriile:
Condiţiile de mediu, Precizia, Repetabilitatea, Interschimbabilitatea, Stabilitatea pe termen lung, Abilitatea de a reveni după condensare, Rezistenţa chimică şi fizică la condiţiile de mediu, Dimensiunile, Eficienţa costurilor.
Aparatele de măsurare, indicare şi control al umidităţii se aleg şi după alte criterii: Sursa de alimentare, Consumul de energie, Memoria nevolatilă, Indicarea locală, Portabilitatea, Încadrarea în standarde şi Comunicaţia serială RS 485 pentru integrarea într-un sistem.
Domenii de aplicaţii variate: producţie cu procese termice, refrigerare, asigurarea calităţii, depozite de alimente, medicamente, microclimat în clădiri, spitale, supermaketuri, transport.
Contact
Ing. Emil Floroiu
CONEX ELECTRONIC SRL
Tel.: 021 242 2206
Fax: 021 2420979
emil.floroiu@conexelectronic.ro
www.conexelectronic.ro