不断变化的温度控制应用需求,温控器如何发展

2019/1/6 15:13:06 人评论 次浏览 分类:热点聚焦  文章地址:http://yunrun.com.cn/news/2333.html

过去50年间,工业温控器技术发生了翻天覆地的变化,取得了一系列进步。本文旨在介绍工业温控器技术如何帮助用户创造具有出色性能的新型解决方案,满足客户不断变化的应用需求。

20世纪60年代,动圈式仪表是工业应用的标准设备。但是,电子技术的进步和发展很快就改变了温控器的设计和生产方式,第一次出现了具有开关功能或配备刻度盘进行比例控制的开放式印刷电路板(PCB)调节器。比例控制能够在设定值附近提供更低的功率输出,最大限度减少温度超调,在当时是最精确的控制方法。然而,比例控制方法仍然具有缺陷:系统温度可能略高于/低于设定值,即所谓的偏移误差。


20世纪70年代,得益于模拟调节器技术,温度控制器的尺寸从96×96mm减小到48×48mm,而功能却几乎没有受到任何影响。但是,从20世纪70年代末到现在,模拟调节器技术几乎没有任何进展。80年代,数字控制器的出现使温度控制技术前进了一大步:按钮和数字显示技术代替了刻度盘,更好地解决了调节器设置这一难题;与此同时,微处理器技术的发展使得PID控制成为现实,进一步提高了控制精度。和比例控制方法相比,积分控制消除了偏移误差,微分控制则减少了温度超调,减少了干扰。


PID控制技术为温度控制应用带来了众多优势,但是却还是需要专业的工程师进行手动设置,这一过程十分耗时。而现在,PID自整定已经得到了广泛应用,温控器由此可以自动计算最佳PID值,上述问题也就不再是问题了。


昌晖仪表YR-GBD系列温控器具有完整的PID自动调谐功能,藉此用户无需再手动设置参数(需要专业技术人员),也节约了长达几分钟的时间。另外,独特的dAC 功能也可以在预热阶段通过改变比例带值防止出现温度超调,从而改善PID温控器性能。

昌晖YR-GBD温控器
现代电子技术发展带来的另一项优势是减少了应用过程中的手动操作,降低了误差的发生概率。具有温度曲线功能的温控器YR-GBP可以对温度斜坡率、保温、步进、环路进行配置,精确实现应用所需温度曲线,实现温度的自动变化。节省设备设置时间,工作人员还可以存储配置数据,并在不同工艺流程中自由调用。


在挤出机等一类应用中,切断电源后温度不会快速下降,因此需要使用冷却装置以实现更好的温度控制。温控器已经集成了加热-冷却控制功能,能够同时控制加热器和冷却装置,取得更好的应用控制。


近几年来为简化布线和缩短安装时间,在温控器内部集成其他功能的方法越来越普遍。一些中端和高端控制器的核心过程控制元件支持逻辑编程功能,集成了共同工作控制元件,整个系统只配备一个人机界面,提高了终端用户的工作效率,且过程控制更加简单。


例如,德国的一家部件制造商需要为石墨电极的加热熔炉设计温度控制解决方案,这离不开标准的温控器,同时应用的任何升级都需要温控器具备序列管理等高级功能,且对易用性有较高要求。
难题在于石墨电极需要均匀加热,但燃烧器对熔炉不同区域的加热具有不同的加热速率和加热强度,因此很容易导致电极因过度加热或加热不均匀而损坏,造成生产浪费和严重经济损失。

最终解决方案采用了增强型氧气控制装置,实现纯净燃气加热。KS98-1温控器是紧凑型微型PLC控制器(可编程逻辑控制器)和 DIN控制器,完美符合现有外壳要求,并配备了所有必要的I/O选件。和其他温控器相比,具有PLC和数学函数的KS98-1控制器的功能更加完善。

和许多设备一样,通信技术的发展也促进了控制器和系统的集成。通常来说,温度和过程控制器都以离散装置的形式应用于系统。凭借通信选件,现在用户可以直接通过PC或PLC系统监控和管理控制。另外,还有多种通用型工控制软件支持数据记录、制图、配置和管理功能。最后,过去几十年间越来越多的公司为实现高质量控制,对先进数据记录技术提出了要求,这反过来促进了基于PC的数据记录技术的发展和进步。


例如Solent Scientific公司生产了内置有先进显微镜的37℃培养室,进行长时间段的人类活体细胞研究。该培养室还配备了定时图像捕捉功能。温控器的过程监控软件支持实时数据记录,藉此Solent Scientific公司可以确保培养室内部温度在长时间内保持在±0.1℃,符合应用容差要求。另外, 温控器在功能性和精度方面已经取得了长足的进步,但是设置过程仍然停留在自动调节。现在,控制器的尺寸更加小巧,可以更轻松地集成到机器设备中。


温度控制技术在未来会如何发展?

扩展温控器功能以收集过程信息的需求、简化操作、以及集成共同工作控制元件推动了具有单一显示屏(例如HMI、控制面板)以及信息路由至PC的解决方案的发展。

这意味着在未来,温控器将进一步成为单一产品而不是单个装置,为用户带来更多应用优势和控制功能,更高效、准确地监控系统数据。


未来温控器发展的另一大趋势是定制化,即根据具体的应用需求打造客户的专属温控器。最新的显示和编程技术也使温控器的操作更加简单,支持工作人员轻松访问数据,确保过程变化进一步优化,提高生产效率。


连接至网络也是温控器的未来发展方向:在标准布线和非工程连通性条件下,以太网通信技术简化了集成,进一步增强了易用性和控制功能,优化温度控制。


有一点是毋庸置疑的:工业温度控制器技术将继续在满足客户不断变化的应用需求这一过程中继续发展,为客户创造更为先进的解决方案,提高生产效率和控制质量。

深入了解温控器
温控器                  PID调节器
温控器                                                   人工智能PID调节器 

aaa

共有访客发表了评论 网友评论

  客户姓名:
邮箱或QQ:
验证码: 看不清楚?