خدمات پشتیبانی

کنترلر دما چیست؟ چه کاربردی دارد؟ (راهنمای جامع و کاربردی)

کنترلر دما چیست؟

کنترلر دما وسیله ای است که برای نگه داشتن دمای مورد نظر در مقدار مشخص استفاده می شود.ساده ترین مثال از کنترل کننده دما ، ترموستات رایجی است که در خانه ها یافت می شود. به عنوان مثال ، یک بخاری آب گرم با استفاده از یک ترموستات دمای آب را کنترل می کند و آن را در یک درجه حرارت خاص کنترل می کند. از کنترل کننده های دما در کوره ها نیز استفاده می شود. هنگامی که درجه حرارت برای اجاق تنظیم می شود ، یک کنترل کننده درجه حرارت واقعی ،داخل فر را کنترل می کند. اگر به زیر دمای تنظیم شده برسد ، سیگنالی را برای فعال کردن بخاری ارسال می کند تا دما دوباره به نقطه تنظیم برسد. در یخچال ها از ترموستات نیز استفاده می شود. بنابراین اگر درجه حرارت بیش از حد زیاد شود ، یک کنترل کننده اقدام به کاهش دما می کند.

صفحه کنترلر دما

کنترلر دما

چرا به کنترلر دما نیاز داریم؟

در هر شرایطی که نیاز به ثابت نگه داشتن درجه حرارت باشد ، به کنترلر دما نیاز است. این می تواند در شرایطی باشد که بدون نیاز به تغییر محیط پیرامون ، لازم است یک شی گرم ، سرد یا هر دو شود و در دمای هدف (نقطه تنظیم) بماند.دو نوع اساسی برای کنترل دما وجود دارد. حلقه باز و کنترل حلقه بسته. حلقه باز ابتدایی ترین شکل است و از گرمایشی / سرمایشی مداوم استفاده می کند ، بدون توجه به دمای واقعی خروجی. این سیستم مشابه سیستم گرمایش داخلی در اتومبیل است. در یک روز سرد ممکن است لازم باشد که گرما را کاملاً روشن کنید تا ماشین تا ۷۵ درجه گرم شود. با این حال ، در هوای گرمتر ، تنظیمات داخلی باعث گرم شدن فضای داخلی ماشین نسبت به دمای ۷۵ درجه می شود.

 

کنترلر دما چیست؟نمودار بلوک کنترل حلقه باز

کنترل حلقه بسته بسیار پیچیده تر از حلقه باز است. در یک برنامه حلقه بسته ، دمای خروجی به طور مداوم اندازه گیری و تنظیم می شود تا یک خروجی ثابت در دمای مورد نظر حفظ شود. کنترل حلقه بسته همیشه از سیگنال خروجی آگاه است و این امر را مجدداً در فرآیند کنترل تغذیه می کند. کنترل حلقه بسته مشابه خودروی دارای کنترل آب و هوا داخلی است. اگر دمای خودرو را روی ۷۵ درجه تنظیم کنید ، کنترل آب و هوا به طور خودکار گرمایش (در روزهای سرد) یا خنک سازی (در روزهای گرم) را در صورت لزوم تنظیم می کند تا دمای هدف ۷۵ درجه را حفظ کند.

بیشتر بخوانید : بوستر پمپ چیست؟ – نحوه ی نصب و استفاده از انواع بوستر پمپ (بررسی کامل)

بیشتر بخوانید :چگونه بهترین سنسور فشار را انتخاب کنیم؟

بیشتر بخوانید : کمپرسور (بررسی تخصصی)

کنترل کننده دما چیست؟نمودار بلوک کنترل حلقه بسته

کنترلر دما چگونه کار می کند؟

همه کنترل کننده ها ، از اصلی تا پیچیده ترین ، تقریباً به یک شکل کار می کنند. کنترلر دما برخی از متغیرها یا پارامترها را با یک مقدار تنظیم شده  کنترل می کنند. دو متغیر مورد نیاز کنترل کننده وجود دارد. سیگنال ورودی واقعی و مقدار تنظیم شده مورد نظر. سیگنال ورودی به عنوان مقدار فرآیند نیز شناخته می شود. سپس این مقدار ورودی یا فرایند با مقدار تنظیم شده مقایسه می شود. اگر مقدار واقعی با نقطه تنظیم مطابقت نداشته باشد ، کنترل کننده تغییر سیگنال خروجی را براساس تفاوت بین نقطه تنظیم و مقدار فرآیند و اینکه آیا مقدار فرآیند به نقطه تنظیم نزدیک می شود یا از نقطه تنظیم فاصله دارد ، ایجاد می کند. سپس این سیگنال خروجی نوعی پاسخ را برای تصحیح مقدار واقعی آغاز می کند تا با نقطه تنظیم مطابقت داشته باشد.

کنترل ON / OFF یکی از ساده ترین انواع کنترل برای اجرا است. با راه اندازی باند پسماند کار می کند. به عنوان مثال ، ممکن است یک کنترل کننده دما برای کنترل دمای داخل اتاق تنظیم شود. اگر نقطه تنظیم ۶۸ درجه باشد و دمای واقعی تا ۶۷ درجه کاهش یابد ، یک سیگنال خطا اختلاف -۱ درجه را نشان می دهد. سپس کنترل کننده سیگنالی را برای افزایش گرمای اعمال شده ارسال می کند تا دما را به نقطه تنظیم ۶۸ درجه برساند. هنگامی که دما به ۶۸ درجه رسید ، بخاری خاموش می شود. برای دمای بین ۶۸ تا ۶۷ درجه ، کنترل کننده هیچ اقدامی نمی کند و بخاری خاموش می ماند. با این حال ، هنگامی که دما به ۶۷ درجه می رسد ، بخاری دوباره شروع می شود.

برخلاف کنترل ON / OFF ، کنترل PID مقدار خروجی دقیق مورد نیاز برای حفظ دمای مورد نظر را تعیین می کند. توان خروجی می تواند از ۰ تا ۱۰۰٪ باشد. وقتی از یک نوع خروجی آنالوگ استفاده می شود ، درایو خروجی متناسب با مقدار توان خروجی است. با این حال ، اگر خروجی از نوع خروجی باینری مانند رله ، درایور SSR یا triac باشد ، برای بدست آوردن نمایش آنالوگ ، باید خروجی متناسب باشد.
یک سیستم متناسب با زمان از زمان چرخه برای متناسب کردن مقدار خروجی استفاده می کند. اگر زمان چرخه بر روی ۸ ثانیه تنظیم شود ، سیستمی که ۵۰ درصد نیرو می خواهد ، ۴ ثانیه خروجی و ۴ ثانیه خاموش خواهد داشت. تا زمانی که مقدار توان تغییر نکند ، مقادیر زمان تغییر نمی کند.
زمان چرخه کوتاه تر مطلوب است زیرا کنترل کننده می تواند با سرعت بیشتری واکنش نشان دهد و وضعیت خروجی را برای تغییرات داده شده در روند تغییر دهد.

انواع کنترلر دما

کنترلر دما در سبک های مختلف با طیف گسترده ای از ویژگی ها و قابلیت ها ارائه می شوند. همچنین روش های زیادی برای دسته بندی کنترل کننده ها با توجه به قابلیت های عملکردی آنها وجود دارد. به طور کلی ، کنترلر دما یا تک حلقه ای است یا چند حلقه ای. کنترل کننده های تک حلقه ای یک ورودی و یک یا چند خروجی برای کنترل سیستم حرارتی دارند. از طرف دیگر ، کنترلرهای چند حلقه ای ورودی و خروجی متعددی دارند و قادر به کنترل چندین حلقه در یک فرآیند هستند. حلقه های کنترل بیشتر، امکان کنترل بیشتر عملکردهای سیستم فرآیند را فراهم می کنند.

بیشتر بخوانید : سنسور التراسونیک چیست ؟ چگونه کار می کنند؟

بیشتر بخوانید : چیلر و هر آنچه راجب آنها باید بدانید.

بیشتر بخوانید : تابلو برق (بررسی تخصصی)

آنالوگ

ساده ترین و اساسی ترین نوع کنترلر دما ، کنترل کننده آنالوگ است. کنترلر دمای آنالوگ کنترل کننده های کم هزینه و ساده ای هستند که برای کنترل فرآیند ناهموار و قابل اعتماد در محیط های سخت صنعتی از جمله مواردی که دارای سر و صدای الکتریکی قابل توجهی هستند بسیار متنوع هستند. نمایشگر کنترل کننده معمولاً یک صفحه کلید است.

حد

این کنترل کننده ها ،کنترل حد ایمنی بر دمای فرآیند را فراهم می کنند. آنها توانایی کنترل دما به تنهایی را ندارند. به زبان ساده ، کنترل کننده های محدود دستگاه های ایمنی مستقلی هستند که باید در کنار یک حلقه کنترل موجود استفاده شوند. آنها قادر به پذیرش ورودی ترموکوپل ، RTD یا پردازش با محدودیت های تنظیم شده برای دمای بالا یا پایین هستند دقیقاً مانند یک کنترل کننده معمولی. کنترل محدود کردن ، قفل شدن و بخشی از مدار کنترل اضافی برای خاموش کردن مثبت سیستم حرارتی در حالت بیش از حد است. خروجی حد قفل باید توسط یک اپراتور تنظیم شود. یک نمونه معمول می تواند ایمنی خاموش بودن کوره باشد. اگر کوره از برخی از دمای تنظیم شده فراتر رود ، دستگاه محدود سیستم را خاموش می کند. این امر برای جلوگیری از آسیب رساندن به کوره و احتمالاً هر محصولی است که ممکن است در اثر حرارت زیاد آسیب ببیند.

 

  تایمر، کانتر و کانتر تایمرها (معرفی کامل، کاربردها و انواع مختلف)

کنترل کننده های درجه حرارت برای اهداف عمومی

از کنترل کننده های درجه حرارت عمومی برای کنترل بیشتر فرآیندهای معمولی در صنعت استفاده می شود. به طور معمول ، آنها در محدوده ای از اندازه های DIN هستند ، دارای چندین خروجی و عملکردهای خروجی قابل برنامه ریزی هستند. این کنترل کننده ها همچنین می توانند کنترل PID را برای شرایط کنترل عمومی عالی انجام دهند. آنها برای دسترسی آسان اپراتور به طور سنتی با صفحه نمایش در صفحه جلو قرار می گیرند.


سوپاپ موتور درایو

نوع خاصی از کنترل کننده های  عمومی کنترل کننده درایو موتور سوپاپ (VMD) است. این کنترل کننده ها به طور خاص برای کنترل موتورهای دریچه ای استفاده می شوند که در برنامه های تولیدی مانند کنترل مشعل گاز در یک خط تولید استفاده می شوند. الگوریتم های تنظیم خاص ، بدون نیاز به بازخورد اسلایدوایر یا دانش بیش از حد الگوریتم های تنظیم سه بعدی PID ، کنترل دقیق و واکنش خروجی سریع را ارائه می دهند. کنترل کننده های VMD بسته به نیاز انرژی فرآیند در هر زمان ، موقعیت شیر را کنترل می کنند.

بیشتر بخوانید : کنترلر رطوبت چیست؟ چه کاربردی دارد؟

بیشتر بخوانید :راهنمای کامل آشنایی با انواع سنسور

بیشتر بخوانید : آسانسور (بررسی تخصصی)

 

کنترلر دما

کاربرد کنترل کننده دما

مصارف معمول در صنعت

کنترل کننده های دما در صنایع مختلف برای مدیریت فرایندها یا عملیات تولید استفاده می شود. برخی از کاربردهای متداول برای کنترل کننده های دما در صنعت شامل دستگاه های قالب گیری اکستروژن و تزریق پلاستیک ، دستگاه های ترمو ساز ، دستگاه های بسته بندی ، فرآوری مواد غذایی ، ذخیره مواد غذایی و بانک های خون است. در زیر مروری کوتاه بر برخی از کاربردهای معمول کنترل دما در صنعت وجود دارد:

حرارت دادن / اجاق گاز
کنترل کننده های دما در کوره ها و در برنامه های عملیات حرارتی در کوره ها ، کوره های سرامیکی ، دیگهای بخار و مبدل های حرارتی استفاده می شوند.
بسته بندی
در دنیای بسته بندی ، ماشین آلات مجهز به میله های آب بندی ، چسب های اعمال کننده ، عملکردهای ذوب ، تونل های بسته بندی کوچک یا برچسب ها باید در دمای تعیین شده و طول زمان فرآیند کار کنند. کنترل کننده های دما دقیقاً این عملیات را تنظیم می کنند تا از خروجی محصول با کیفیت بالا اطمینان حاصل کنند.
پلاستیک
کنترل دما در صنعت پلاستیک در چیلرهای قابل حمل ، قیف ها و خشک کن ها و تجهیزات قالب گیری و اکسترود معمول است. در تجهیزات اکسترودر ، از کنترل کننده های دما برای نظارت دقیق و کنترل دما در نقاط مختلف بحرانی در تولید پلاستیک استفاده می شود.
مراقبت های بهداشتی
از کنترل کننده های دما در صنعت مراقبت های بهداشتی برای افزایش دقت کنترل دما استفاده می شود. تجهیزات متداول با استفاده از کنترل کننده های دما شامل تجهیزات آزمایشگاهی و آزمایشی ، اتوکلاو ، دستگاه جوجه کشی ، تجهیزات برودتی ، و اتاق های رشد تبلور و محفظه های آزمایش است که نمونه ها باید در آن نگهداری شوند یا آزمایشات باید در پارامترهای خاص دما انجام شوند.
غذا و نوشیدنی
برنامه های معمول پردازش مواد غذایی شامل کنترل کننده های دما شامل اجاق های دم ، مخلوط کردن ، استریلیزاسیون و پخت و پز است. کنترل کننده ها دما و یا زمان فرآیند را تنظیم می کنند تا از عملکرد بهینه اطمینان حاصل کنند.

قطعات یک کنترل کننده دما

ورودی ها

کنترل کننده های دما می توانند چندین نوع ورودی داشته باشند. نوع سنسور ورودی و سیگنال مورد نیاز ممکن است بسته به نوع فرآیند کنترل شده متفاوت باشد. سنسورهای ورودی معمولی شامل ترموکوپل ها و دستگاه های حرارتی مقاومتی (RTD) و ورودی های خطی مانند mV و mA هستند. انواع ترموکوپل استاندارد معمول شامل انواع J ، K ، T ، R ، S ، B و L از جمله دیگر است.همچنین می توان تنظیم کرد کنترل کننده ها RTD را به عنوان ورودی سنجش دما بپذیرند. یک RTD معمولی می تواند یک حسگر پلاتین ۱۰۰Ω باشد.


خروجی ها

علاوه بر ورودی ها ، هر کنترل کننده ای یک خروجی نیز دارد. از هر خروجی می توان برای انجام چندین کار از جمله کنترل یک فرآیند (مانند روشن کردن منبع گرمایش یا سرمایش) ، شروع یک زنگ هشدار یا انتقال مجدد مقدار فرآیند به یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا ضبط استفاده کرد.خروجی های معمولی ارائه شده با کنترل کننده های دما شامل خروجی های رله ، درایورهای رله حالت جامد (SSR) ، و خروجی آنالوگ خطی است. خروجی رله معمولاً یک رله دو پرتاب تک قطبی (SPDT) با سیم پیچ ولتاژ DC است. کنترل کننده سیم پیچ رله را انرژی می بخشد ، و باعث جدا شدن مخاطبین می شود. این اجازه می دهد تا کنتاکت ها منبع ولتاژ خارجی را کنترل کنند تا سیم پیچ یک کنتاکتور گرمایشی بسیار بزرگتر را تأمین کند. توجه به این نکته مهم است که درجه کنونی مخاطبین رله معمولاً کمتر از ۲A است. کنتاکت ها می توانند یک کنتاکتور گرمایشی با درجه بندی ۱۰-۲۰A را که توسط باندهای بخاری یا عناصر گرمایشی استفاده می شود ، کنترل کنند.


امیدواریم این مقاله مفید واقع شود لطفا نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید

بیشتر بخوانید : سنسور خازنی چیست؟ -۷ گام ساده برای شناخت سنسور های خازنی

بیشتر بخوانید : تابلو برق (بررسی تخصصی)

بیشتر بخوانید : سنسور اکسیژن (بررسی تخصصی)

صفحه کنترلر دما

سخن آخر :

اتوماسیون صنعتی صنعت تک، یک مجموعه تخصصی آموزش ، معرفی و فروش تجهیزات اندازه گیری فشار از جمله سنسور , سنسور اکسیژن, سنسور فشار ، سنسور آتونیکس , ترانسمیتر فشار, ترانسمیتر فشار ویکا ، سنسور القایی , پرشر سوئیچ (پرشر سوئیچ دانفوس)و گیج فشار است که به مشتریان خود کمک می کند به راحتی سنسور یا ترانسمیتر مناسب خود را شناسایی و در صورت نیاز خرید کنند. شما همواره می توانید جهت مشاوره و یا راهنمایی با شماره ۰۲۱۴۴۰۳۲۵۷۸ تماس بگیرید.

 

  معیارهای مهم در انتخاب پنل HMI
3 2 رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest
1 دیدگاه
قدیمی‌ترین
تازه‌ترین بیشترین رأی
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
ziba
ziba
1 سال قبل

سلام وقت بخیر مقاله ی خوبی بود اگر اطلاعات بیشتر بزارید ممنون میشم

1
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر بدهید.x
()
x