¿Cuáles son los principales requisitos y soluciones básicas para la seguridad del propio sistema de control de temperatura y su impacto en el medio ambiente?
Los instrumentos de temperatura de contacto eléctrico comunes incluyen termómetros bimetálicos de contacto eléctrico, termómetros de presión de contacto eléctrico, interruptores de temperatura y termómetros de mercurio de contacto eléctrico. Por lo general, la temperatura del contacto eléctrico está integrada con la parte de detección y la parte de indicación del instrumento (algunos interruptores de temperatura no se muestran).
Termómetro de contacto eléctrico
Figura 1 Medidor de temperatura de contacto eléctrico ordinario
(1) Diagrama de bloques del sistema de control de temperatura del medidor de temperatura de contacto eléctrico.
Diagrama de bloques de un sistema de control de temperatura compuesto por instrumentos de temperatura de contacto eléctrico.
Figura 2 Diagrama de bloques del sistema de control de temperatura compuesto por instrumentos de temperatura de contacto eléctrico
(2) Diagrama del principio de control eléctrico secundario del sistema de control de temperatura compuesto por instrumentos de temperatura de contacto eléctrico.
Esquema de principio de control eléctrico secundario de un sistema de control de temperatura compuesto por instrumentos de temperatura de contacto eléctrico
Figura 3 Diagrama de principio de control eléctrico secundario de un sistema de control de temperatura compuesto por instrumentos de temperatura de contacto eléctrico
③Descripción
1FU es el fusible de alimentación del circuito secundario eléctrico; 1HR es la luz indicadora de alimentación del circuito secundario (roja); 2HR es la luz indicadora de funcionamiento (roja); luz indicadora (verde); 1KA y 2KA son relés intermedios; 1SA es un interruptor giratorio sin reinicio automático (es mejor utilizar un interruptor giratorio de tres velocidades, la posición media fuerza la parada de la calefacción y ambos lados están en automático). o modo de trabajo manual); 1SS es el botón de parada; 1SB es el botón de inicio; 1KM es el contactor; 1KH es el relé térmico; los contactos de alarma de límite superior e inferior son del instrumento del termómetro de contacto eléctrico.
④Principio de funcionamiento
A. Antes de encender el sistema de control de temperatura, configure primero la temperatura y configure los valores de alarma superior e inferior de la temperatura bimetálica del contacto eléctrico. , el termómetro de presión de contacto eléctrico y el interruptor de temperatura. El valor de alarma se ajusta al rango de control requerido.
b. Si no hay un interruptor giratorio de reinicio automático, la calefacción se fuerza a detenerse en la posición media y el equipo de calefacción no se puede iniciar ni de forma manual ni automática cuando el interruptor giratorio está en la calefacción automática; posición, el equipo de calefacción es controlado automáticamente por el instrumento cuando el interruptor giratorio está en la posición de calefacción automática, el equipo de calefacción se controla automáticamente Cuando el interruptor está en la posición de calefacción manual, el arranque y la parada del equipo de calefacción son manuales. revisado.
C. Principio de control de temperatura del modo de trabajo automático: El sistema de control de temperatura tiene dos modos de trabajo: calentamiento manual y control automático, que se pueden seleccionar a través del interruptor giratorio 1SA después de energizar el circuito eléctrico secundario; la luz indicadora de encendido 1HR siempre está encendida, la luz indicadora de funcionamiento 1HG siempre está encendida (cuando el contactor no está funcionando durante 1 KM, cuando la temperatura en el dispositivo de calentamiento es inferior al valor de alarma límite inferior del instrumento, el contacto normalmente abierto); del límite inferior del instrumento está cerrado, el contacto normalmente abierto del relé intermedio 1KA está cerrado y el calentador eléctrico comienza a calentarse, el sistema de calentamiento de temperatura se calienta y la luz indicadora de funcionamiento de 2 horas se enciende al mismo tiempo. momento en que la temperatura real en el dispositivo de calentamiento aumenta a ≥ el valor de alarma de límite inferior del instrumento, el contacto de alarma de límite inferior se desconecta y, al mismo tiempo, se desconecta el contacto normalmente abierto del relé intermedio 1KA; Sin embargo, dado que el contacto normalmente abierto del contactor 1KM-1 está cerrado y se autobloquea, el calentador aún genera calor y la temperatura continúa aumentando. Cuando la temperatura en el dispositivo de calentamiento es superior al valor de alarma del límite superior del instrumento, el contacto normalmente abierto del límite superior del instrumento se cierra, el contacto normalmente cerrado del relé intermedio 2KA se desconecta, el calentador se apaga y se detiene. calefacción y la luz indicadora de parada 1HG está encendida cuando la temperatura en el dispositivo de calefacción es menor o igual al valor de alarma del límite inferior del instrumento, el contacto normalmente abierto del límite superior del instrumento se desconecta y; al mismo tiempo, el contacto normalmente cerrado del relé intermedio 2KA está cerrado y el calentador aún no puede calentar cuando la temperatura es inferior al valor de alarma límite inferior del instrumento, el dispositivo de calentamiento comienza nuevamente a calentar, este ciclo puede alcanzar el intervalo; control de temperatura.
d. El contacto de alarma del instrumento tiene una capacidad pequeña y normalmente está abierto. Las funciones de los relés intermedios 1KA y 2KA son aumentar la capacidad de contacto, aislar interferencias y cambiar los estados de contacto de alarma. El uso de relés intermedios es beneficioso para mejorar la confiabilidad del sistema.
E. La Figura 3 es un diagrama esquemático de control secundario eléctrico relativamente completo solo como referencia. En aplicaciones prácticas, se pueden agregar componentes relevantes y modificar el diagrama esquemático según las necesidades reales.
⑤Características
a. El sistema de control de temperatura compuesto por instrumentos de temperatura de contacto eléctrico es simple, con pocos componentes y de bajo costo.
b.Sin embargo, dado que el elemento de medición de temperatura del termómetro de contacto eléctrico está combinado con el dial indicador, es un poco incómodo observar la temperatura en tiempo real del dispositivo de calentamiento.
c.Además, el instrumento de temperatura de contacto eléctrico tiene inercia y la precisión de la medición de la temperatura y el error de control son grandes, por lo que este método se usa a menudo en situaciones donde los requisitos de control de temperatura no son altos.
2. Sistema de control de temperatura del controlador de visualización de posición
La parte de medición de temperatura del sistema de control de temperatura del controlador de visualización de posición consta de un sensor de temperatura (termopar o resistencia térmica), un cable de conexión ( termoeléctrico Consta de un par de cables de compensación de termopar y resistencia térmica (cables con núcleo de cobre de 3 × 1,5 mm2) y un controlador de tres posiciones La medición de temperatura y la visualización de temperatura están separadas. En la actualidad, el control de posición se basa principalmente en el control de pantalla inteligente, pero todavía se utilizan algunos controladores de posición del puntero.
①El sistema de control de temperatura consta de las alarmas de límite superior e inferior del controlador de pantalla.
El diagrama esquemático de control secundario eléctrico del sistema de control de temperatura que consta de las alarmas de límite superior e inferior del controlador de pantalla es exactamente el mismo que el de la Figura 3.
Aquí tomamos el controlador de pantalla YR-GFC803-01 de Changhui Instruments como ejemplo para presentar el cableado del sensor de temperatura y el instrumento:
Figura 4 Diagrama de cableado del instrumento del controlador de pantalla de posición
¿Cómo ② utilizar el controlador de pantalla inteligente para emitir una alarma y devolver el valor de diferencia para controlar la temperatura?
La salida de alarma del controlador de pantalla inteligente está encendida/apagada y tiene una reacción. El instrumento puntero no tiene una función de "contraacción". La histéresis puede evitar que el relé de salida del controlador de pantalla funcione con frecuencia cuando el punto crítico de salida de alarma fluctúa hacia arriba y hacia abajo. El estado de salida específico es el siguiente:
La Figura 5 muestra el estado de salida del error de retorno de alarma de límite inferior del controlador y la Figura 6 muestra el estado de salida del error de retorno de alarma de límite superior del controlador.
Después de comprender el concepto de retroalimentación de alarma del controlador de pantalla, solo se necesita un punto de alarma para controlar el sistema de calefacción cuando se usa el controlador de pantalla inteligente. Cuando use la alarma de límite superior y la alarma de límite inferior, use el. alarma de control de temperatura controlada por la pantalla inteligente. La retroalimentación es diferente:
a.
Por ejemplo, para controlar la temperatura entre 100-150 ℃, configure el valor de alarma del límite superior del instrumento en 150 (cuando use el límite superior para controlar la temperatura, el valor de alarma del límite superior del instrumento = la temperatura límite superior a controlar), establezca la parte posterior La diferencia se establece en 50 (cuando se usa el límite superior para controlar la temperatura, la diferencia = la temperatura límite superior a controlar - la temperatura límite inferior a controlar = 650 ). Su principio de funcionamiento es el siguiente: En el modo de funcionamiento automático, cuando el sistema de calefacción está encendido, siempre que el contacto de alarma de límite superior (normalmente abierto) del instrumento no funcione cuando la temperatura es < 150 °C, y el El contacto 1KA está cerrado, el sistema se calentará cuando la temperatura sea ≥150 ℃, el contacto de alarma de límite superior (normalmente abierto) del instrumento está cerrado, el contacto 1KA está abierto y el sistema deja de calentarse en este momento; la temperatura es inferior a 100 ℃ y la temperatura es inferior a 150 ℃, el contacto de alarma de límite superior (normalmente abierto) está en el instrumento. Todavía está cerrado bajo el efecto del error de retorno (error de retorno = 50), y el contacto 1KA todavía está abierto En este momento, el sistema aún no se calienta; cuando la temperatura es < 100 °C, el contacto de alarma de límite superior (normalmente abierto) del instrumento está abierto y, al mismo tiempo, el 1KA cuando los contactos. están cerrados, el sistema se calienta. Este ciclo puede lograr el control de temperatura de intervalo.
La Figura 7 muestra el diagrama esquemático del control eléctrico secundario de la temperatura de control de alarma de límite superior del controlador.
b. Utilice la alarma de límite inferior del controlador de pantalla para controlar la temperatura.
Por ejemplo, para controlar la temperatura entre 100 y 150 ℃, configure el valor de alarma del límite inferior del instrumento en 100 (cuando use el límite inferior para controlar la temperatura, el valor de alarma del límite inferior del instrumento = el límite inferior de la temperatura a controlar), establezca la diferencia trasera en 50 (cuando se utiliza el límite inferior para controlar la temperatura, la diferencia trasera = el límite superior de la temperatura a controlar - el límite inferior de la temperatura a controlar = 650). Su principio de funcionamiento es el siguiente: En el modo de funcionamiento automático, cuando el sistema de calefacción está encendido, siempre que la temperatura sea inferior a 100 ℃, el contacto de alarma de límite inferior (normalmente abierto) del instrumento se cierra y el 1KA el contacto está cerrado, entonces el sistema se calentará cuando la temperatura ≤ Cuando 100≤150℃, el contacto de alarma de límite inferior (normalmente abierto) todavía está cerrado bajo el efecto del error de retorno del instrumento (error de retorno = 50), el 1KA; el contacto aún está cerrado y el sistema continúa calentándose en este momento cuando la temperatura es superior a 150 ℃, el contacto de alarma de límite inferior (normalmente abierto) del instrumento se abre y el contacto 1KA se abre al mismo tiempo. En este momento, el sistema deja de calentar; el contacto de alarma de límite inferior (normalmente abierto) del instrumento no se cierra hasta que la temperatura vuelve a ser < 100 °C y el contacto 1KA se cierra al mismo tiempo. El sistema se calienta, de modo que se puede lograr el control de temperatura de intervalo.
La Figura 8 muestra el diagrama de control eléctrico secundario de la alarma de límite inferior y el control de temperatura del controlador.
③Características del sistema de control de temperatura del controlador de posición
a. El sistema de control de temperatura compuesto por sensor de temperatura y controlador de posición tiene alta precisión de medición de temperatura, observación conveniente, confiabilidad y estabilidad. Buen sexo.
b. Hay un fenómeno de temperatura en el sistema de control de temperatura del controlador de posición, por lo que este método se usa a menudo en situaciones donde los requisitos de control de temperatura no son altos.
3. El sistema de control de temperatura consta de un regulador PID.
Los reguladores PID utilizados para el control de la temperatura suelen denominarse termostatos. La parte de medición de temperatura consta de un sensor de temperatura (termopar o resistencia térmica), un cable de conexión (cable de compensación de termopar y una resistencia térmica con núcleo de cobre de 3 × 1,5 mm2) y un termostato. El termostato para control de temperatura puede elegir salida de control de relé, salida de voltaje de accionamiento de relé de estado sólido SSR, salida de control de pulso de gatillo de cruce por cero SCR y salida de control de corriente/voltaje estándar.
¿Puede el sistema de control de temperatura construido con regulador PID lograr buenos efectos de control?
El efecto de control de un sistema de control de temperatura compuesto por un regulador PID está relacionado con la configuración del sistema y el algoritmo de control del regulador PID. Los reguladores proporcionados por la mayoría de los fabricantes de reguladores nacionales son algoritmos de control PID clásicos, que son difíciles de lograr resultados satisfactorios en sistemas de temperatura con grandes retrasos. Para un control preciso de la temperatura, no se recomienda elegir este tipo de termostato. Se recomienda que el termostato utilizado para el control de temperatura adopte un algoritmo de control difuso, un algoritmo de inteligencia artificial, un algoritmo de red neuronal, un algoritmo de red neuronal difusa, un algoritmo PID difuso, un algoritmo de predicción generalizado y un algoritmo de control PID genético para lograr buenos efectos de control. Si puede leer el artículo "Comparación de algoritmos de control de termostatos de uso común", le resultará muy útil elegir un regulador de forma razonable.
②Sistema de control de temperatura compuesto por controlador de temperatura y contactor.
El diagrama del principio de control eléctrico secundario del sistema de control de temperatura compuesto por un termostato y un contactor se muestra en la figura. En este momento, se debe seleccionar un termostato con salida de control de relé.
Figura 9 Diagrama esquemático de control secundario eléctrico del sistema de control de temperatura compuesto por termostato y contactor.
1. Principio de funcionamiento del sistema de control de temperatura termostato + contactor.
El sistema de control de temperatura compuesto por un controlador de temperatura y un contactor tiene el mismo principio de control secundario eléctrico que el sistema de control de temperatura que utiliza un controlador de visualización de posición, pero su principio de funcionamiento es muy diferente: usar un controlador de posición cuando usando un termostato, el contactor solo funcionará cuando la temperatura real alcance el límite superior o inferior de la temperatura a controlar; cuando use un termostato, cuando la temperatura real sea mucho más baja que el valor de temperatura de control requerido, el contactor siempre estará; cerrado Cuando la temperatura está dentro de un cierto rango Cuando la temperatura está cerca del valor de temperatura de control, el contactor comienza a abrirse y, después de un cierto intervalo, el contactor se cierra. Cuanto más cerca esté la temperatura real del valor de temperatura de control, mayor será la frecuencia de conmutación del relé. Cuando la temperatura real excede el valor de temperatura de control, el contactor se desconecta y ya no funciona. Este ciclo puede lograr el control de temperatura de intervalo.
b. Características
◆ Durante el proceso de calentamiento, el tiempo de encendido del dispositivo de calentamiento se ajusta mediante la acción del microinterruptor del contactor, lo cual es una buena mejora en la prevención. exceso de temperatura durante el proceso de calentamiento, la desviación de temperatura es mucho menor que el resultado del control del controlador de posición.
◆Cuando la temperatura real está cerca del valor de temperatura de control, el contactor actuará con frecuencia, lo que afectará la vida útil del calentador y del contactor.
(3) El controlador de temperatura + el relé de estado sólido constituyen un sistema de control de temperatura.
El sistema de control de temperatura que consta de un termostato y un relé de estado sólido se muestra en la Figura 10. En este momento, el termostato debe seleccionar un relé para controlar la salida. El controlador de temperatura puede accionar directamente un relé de estado sólido (SSR) para control de alta capacidad. Cuando el calentador es trifásico, la salida del termostato acciona tres relés de estado sólido. Los terminales de entrada de los relés de estado sólido se pueden conectar en serie o en paralelo, y el calentador se puede conectar en triángulo o estrella, y un. Se agrega un radiador a juego para la disipación del calor. Este sistema de control de temperatura es adecuado para ocasiones en las que el calentador eléctrico tiene gran capacidad.
En comparación con los contactores, los relés de estado sólido (SSR) no tienen movimiento mecánico ni partes móviles, pero tienen esencialmente la misma función que los relés electromecánicos. SSR es un elemento de conmutación sin contacto compuesto íntegramente por componentes electrónicos de estado sólido. Utiliza las características puntuales, magnéticas y ópticas de los componentes electrónicos para completar un aislamiento confiable de entrada y salida, y utiliza las características de conmutación de triodos de alta potencia, transistores de efecto de campo de potencia, tiristores simples y tiristores bidireccionales para conectar y desconectar sin contactos. o chispas Abra el circuito controlado.
Figura 10 Sistema de control de temperatura compuesto por controlador de temperatura y relé de estado sólido
1 Características
◆Durante el proceso de calentamiento, el relé de estado sólido no tiene contacto. interruptor La acción se utiliza para ajustar el tiempo de encendido del dispositivo de calentamiento, lo cual es una buena mejora para evitar el exceso de temperatura durante el proceso de calentamiento. La desviación de temperatura es mucho menor que el resultado del control del controlador de posición.
◆Cuando la temperatura real está cerca del valor de temperatura de control, el calentador se enciende con frecuencia y los aumentos repentinos de corriente afectarán la vida útil del calentador.
④El controlador de temperatura + el regulador de potencia + el tiristor constituyen un sistema de control de temperatura.
El sistema de control de temperatura compuesto por un termostato, un regulador de potencia y un tiristor es actualmente el mejor método de control de temperatura. El regulador de potencia también se denomina regulador de voltaje de CA trifásico controlado por silicio y se utiliza junto con un termostato, PLC o DCS de 1-5 V, 4-20 mA. El sistema de control de temperatura compuesto por termostato + regulador de potencia + tiristor se utiliza principalmente para el control de calefacción de hornos eléctricos industriales y control de funcionamiento de ahorro de energía y arranque suave de grandes ventiladores y bombas de agua. El tipo de carga puede ser carga resistiva trifásica o trifásica; -cargas inductivas de fase y cargas de transformador trifásico; las cargas trifásicas pueden ser cargas centrales puestas a tierra, cargas centrales no puestas a tierra, cargas delta internas y cargas delta externas.
a. Termostato + regulador de potencia + sistema de control de temperatura por tiristores.
El sistema de control de temperatura termostato + regulador de potencia + tiristor debe ser un regulador con un algoritmo de control avanzado, y su salida de control es de 4-20mA y 1-5V.
Figura 11 Controlador de temperatura + regulador de potencia + sistema de control de temperatura por tiristores.
b. Características
◆Durante el proceso de calentamiento, se logra un control preciso de la temperatura mediante un control preciso del voltaje, la corriente y la potencia.
◆El controlador de temperatura adopta algoritmos de control digital avanzados para optimizar la eficiencia del uso de energía. Desempeña un papel importante en el ahorro de energía eléctrica.
◆Este sistema de control de temperatura tiene una estructura compleja, la mayor inversión y el mejor efecto de control.
Conclusión
Existen muchos tipos de instrumentos de control de temperatura. Diferentes instrumentos de temperatura pueden formar varios sistemas de control de temperatura. La aplicación real debe determinarse según las necesidades. El termostato YR-RJD de Changhui Instruments utiliza un algoritmo de control PID avanzado, que es muy adecuado para sistemas de control de temperatura en condiciones de trabajo complejas. No tiene exceso ni defecto, y su rendimiento es equivalente al de los reguladores importados. Haga clic en la imagen para ingresar a la selección del termostato.
Controlador de temperatura