کنترلر دما چیست؟ بررسی تخصصی بهترین کنترلر دمای بازار

کنترلر دما چیست؟ بررسی تخصصی بهترین کنترلر دمای بازار

کنترلر دما چیست؟ آیا تابه‌حال دقت کرده‌اید که چگونه دمای محیط اطراف ما به ثابتی معین تبدیل می‌شود؟ کنترلر دما به‌عنوان یک ابزار اساسی برای حفظ دمای موردنظر در یک محیط خاص مورداستفاده قرار می‌گیرد. یکی از مثال‌های ساده‌تر از کنترلرهای دما، ترموستات‌های رایجی هستند که معمولاً در منازل به کار می‌روند. به‌عنوان‌مثال، ترموستات یک بخاری آب را به‌گونه‌ای کنترل می‌کند که دمای آب را در یک سطح خاص ثابت نگه می‌دارد.

از کنترلرهای دما نیز در کوره‌ها استفاده می‌شود. هنگامی که دمای موردنظر برای فر تنظیم می‌شود، کنترلر واقعی دما را در داخل فر کنترل می‌کند و در صورت لزوم، بخاری را فعال می‌کند تا دما به مقدار تنظیم شده برسد. ترموستات‌ها نیز در یخچال‌ها استفاده می‌شوند، این ابزارها در صورت افزایش بیش از حد دما، عملیاتی را برای کاهش دما آغاز می‌کنند.

در این مقاله، ما با شما به کاوش در دنیای جذاب کنترلرهای دما، از اصول اولیه تا تکنولوژی‌های پیشرفته‌تر خواهیم پرداخت. همراه ما باشید تا درک بهتری از نقش این ابزارهای مهم در زندگی روزمره پیدا کنید و به جادوی فناوری پشت پرده آن‌ها پی ببرید.

کنترلر دما سری دیراترون جومو JUMO diraTRON

چرا به کنترل کننده دما نیاز داریم؟

در هر شرایطی که نیاز به حفظ دما با دقت بالا داشته باشیم، کنترلر دما ابزاری ضروری است. این نیاز می‌تواند در موارد مختلفی پیش آید، از جمله زمانی که باید یک فضا را گرم یا سرد نگه داریم و آن را در دمای مشخصی ثابت کنیم، بدون آنکه نیاز به تنظیم دستی باشد.

دو نوع اصلی کنترلر دما وجود دارد: حلقه باز و حلقه بسته. حلقه باز به‌سادگی از گرمایش یا سرمایش مداوم بدون توجه به دمای واقعی خروجی استفاده می‌کند. این نوع کنترلر دما چیست؟ این نوع کنترل مانند سیستم گرمایش داخلی یک خودرو عمل می‌کند که در روزهای سرد، گرما را به طور کامل فعال می‌کند تا دما را به مقدار معینی برساند، اما در هوای گرم‌تر، ممکن است باعث افزایش دما فراتر از آنچه لازم است شود.

در مقابل، حلقه بسته به طور مداوم دمای خروجی را اندازه‌گیری و تنظیم می‌کند تا یک خروجی ثابت در دمای موردنظر حفظ شود. این نوع کنترل مشابه کنترل آب‌وهوای داخلی خودرو است که اگر دمای خودرو را روی یک مقدار معین تنظیم کنید، سیستم گرمایش یا خنک‌کردن را به طور خودکار تنظیم می‌کند تا دمای موردنظر را حفظ کند.

به طور خلاصه، کنترلر دما یک ابزار ضروری است که در محافظت از تجهیزات، بهبود کیفیت محصولات و حفظ شرایط راحتی و ایمنی در محیط‌های مختلف کاربرد دارد.

انواع کنترلر دما

در زمینه کنترل دما، انواع مختلفی از کنترلرها با ویژگی‌ها و قابلیت‌های متنوع ارائه شده‌اند. همچنین، روش‌های متعددی برای دسته‌بندی کنترلرها بر اساس قابلیت‌های عملیاتی و نحوه کارکرد آنها وجود دارد. به‌طورکلی، کنترلر دما ممکن است تک‌حلقه‌ای یا چندحلقه‌ای باشد.

کنترلرهای تک‌حلقه‌ای یک ورودی و یک یا چند خروجی برای کنترل سیستم حرارتی دارند. در مقابل، کنترلرهای چندحلقه‌ای ورودی و خروجی‌های متعددی دارند و قادرند چندین حلقه را در یک فرایند کنترل کنند. بیشترین تنوع در حلقه‌های کنترل، امکانات کنترلی بیشتر سیستم را فراهم می‌آورد.

کنترلر دما آنالوگ

کنترل‌کننده آنالوگ ساده‌ترین و اساسی‌ترین نوع کنترلر دما است. این کنترلرها از طریق کلیدهای ساده و برای کنترل فرایندهای متنوع در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شوند. نمایشگر کنترلر معمولاً یک صفحه‌کلید است که کنترل دما را اعمال می‌کند.

کنترلر دما حد

کنترلرهای حد قادرند کنترل ایمنی بر دمای فرایند را فراهم کنند. آنها می‌توانند ورودی‌هایی مانند ترموکوپل یا RTD را با محدودیت‌های تنظیم شده برای دما پذیرفته و کنترل کنند. این نوع کنترلر دما چیست؟ این نوع کنترلرها معمولاً به همراه یک حلقه کنترل دیگر استفاده می‌شوند و می‌توانند بخشی از مدار کنترل اضافی برای خاموش‌کردن سیستم حرارتی در حالت بیش از اندازه موردنظر داشته باشند.

کنترلر دما دیجیتال

کنترل‌کننده‌های دما دیجیتال، با ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود، به طور متفاوتی از مدل‌های آنالوگ عمل می‌کنند. بسته به نوع و مدل دستگاه، این کنترلرها می‌توانند دارای خروجی‌های متنوعی باشند که عبارت‌اند از:

  1. خروجی رله On-Off
  2. خروجی رله PID
  3. خروجی SSR
  4. خروجی (SCR با محدوده 4 تا 20 میلی آمپر)
  5. خروجی ولتاژ با محدوده‌های 0 تا 10 ولت و 1 تا 5 ولت و غیره.

این ویژگی‌ها، این کنترلرها را برای مصارف مختلف از جمله صنایع، آزمایشگاه‌ها و کاربردهای دیگر، بسیار مناسب می‌سازد. همچنین، قابلیت‌های پیشرفته‌ای که این دستگاه‌ها ارائه می‌دهند، از جمله امکان برنامه‌ریزی دقیق و کنترل دما به شکل پی‌آی‌دی (PID)، آنها را به گزینه‌ای بسیار جذاب برای کاربران حرفه‌ای و صنعتی می‌سازد.

در نتیجه، انواع مختلفی از کنترلرهای دما با امکانات و کارایی‌های متفاوت برای محیط‌ها و فرایندهای مختلف ارائه شده است. انتخاب مناسب‌ترین نوع کنترلر بسته به نیازهای خاص و شرایط عملیاتی موردنظر، بسیار مهم است.

نحوه کار کنترلر دما

عملکرد کنترلر دما بر اساس مقایسه متغیرهای محیطی با مقادیر تنظیم شده استوار است. این کنترلرها، از ساده‌ترین تا پیچیده‌ترین، طبق یک الگوی کلی عمل می‌کند. برای شروع، دو متغیر اساسی برای کنترل وجود دارد: سیگنال ورودی واقعی و مقدار تنظیم شده.

سیگنال ورودی به‌عنوان مقدار فرایند نیز شناخته می‌شود. سپس این مقدار فرایند با مقدار تنظیم شده مقایسه می‌شود. اگر تفاوتی مشاهده شود، کنترلر سیگنال خروجی را تنظیم می‌کند تا به تطابق میان مقدار واقعی و تنظیم شده برسد.

روش‌های کنترلر دما چیست؟ یکی از روش‌های ساده‌تر کنترل دما، کنترل ON/OFF است. این نوع کنترل، با استفاده از روش روشن و خاموش‌کردن، عمل می‌کند. به‌عنوان‌مثال، در یک سناریوی کنترل دما، اگر دمای محیط به ۶۷ درجه کاهش یابد و دمای تنظیم شده ۶۸ درجه باشد، کنترلر دما سیگنالی را برای افزایش گرمای اعمال شده ارسال می‌کند تا دما به مقدار موردنظر برسد.

در مقابل، کنترل PID به طور دقیق‌تر و پیچیده‌تر عمل می‌کند و مقدار خروجی دقیق برای حفظ دمای موردنظر را تعیین می‌کند. این نوع کنترل از مقادیر آنالوگ برای کنترل خروجی استفاده می‌کند که با استفاده از آن می‌توان میزان دقیقی از توان خروجی را تنظیم کرد.

در کل، کنترلر دما با استفاده از مقایسه مقادیر واقعی با مقادیر تنظیم شده و تنظیم خروجی به طور مداوم یا گام‌به‌گام، دمای محیط را در محدوده مطلوب حفظ می‌کند.

کنترلر دما جومو
کنترلر دما سری DICON Touch

کنترلر دمای PID چیست؟

کنترلر دمای PID یک حلقه کنترلی است که به‌منظور بهبود دقت فرایند طراحی شده است. این کنترلر از پردازش پیشرفته‌تری نسبت به کنترلرهای دمای سنتی استفاده می‌کند. کارکرد این کنترلر بر پایه محاسبه اختلاف بین دمای مطلوب و دمای فعلی فرایند است. سپس با استفاده از حذف تأثیر تغییرات محیط، مقدار توان موردنیاز برای حفظ دمای مطلوب را به طور بهینه محاسبه می‌کند.

در مقایسه با کنترلرهای دمای On/Off که به‌صورت تنظیم روشن و خاموش بر اساس تجاوز از حد مشخص دمای مطلوب عمل می‌کنند، کنترلرهای دمای PID باعث کاهش خطا و تأخیر در رسیدن به دمای مطلوب می‌شوند. این کنترلرها از توانایی تنظیم دما به‌صورت پیوسته بهره می‌برند که باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت محصول نهایی می‌شود.

مقاومت بیشتر این نوع کنترلر دما چیست؟ کنترلرهای دمای PID مقاومت بیشتری در برابر تداخلات فرایندی نظیر باز و بسته کردن درب سیستم دارند. با تنظیم مناسب، این کنترلرها توانایی جبران تغییرات ناخواسته دما را دارند و به حفظ دمای مطلوب فرایند کمک می‌کنند. همچنین، با استفاده از این کنترلرها می‌توان مصرف انرژی را کاهش داد و به‌طورکلی ریسک آسیب به محصول نهایی را کاهش داد.

تنظیم کنترلر دما با استفاده از ضرایب PID

روش کنترل دما با استفاده از ضرایب PID شامل تنظیم سه ضریب اصلی است که برای استفاده از این روش، نیاز است که این سه ضریب در کنترلر دما به‌درستی تنظیم شوند:

  • P ضریب تناسب
  • I ضریب انتگرالی
  • D ضریب مشتقی

به طور مثال، یک کنترلر را مشاهده می‌کنیم که ضرایب PID آن به‌خوبی تنظیم شده‌اند. این ضرایب از پیش تنظیم شده‌اند اما برای بهینه‌سازی بهره‌وری در یک فرایند، نیاز است که همه ویژگی‌های کنترلی به‌دقت مورد بررسی قرار گیرند و این ضرایب به‌درستی تنظیم شوند.

لازم به ذکر است که اگر این ضرایب به‌درستی انتخاب نشوند، ممکن است نتیجه حاصل از استفاده از کنترل PID نه‌تنها کم‌کیفیت باشد بلکه از روش روشن/خاموش نیز بدتر باشد. به‌عنوان‌مثال، رسیدن به دمای مطلوب ممکن است زمان‌بر شود یا نوسانات زیادی رخ دهد و احتمالاً هیچگاه به یک مقدار ثابت نرسیده شود.

کنترلر PID مخفف عبارت Proportional Integral Derivative Controller است. یک PID بر اساس اصل بازخورد حلقه کنترل عمل می‌کند که مقدار خطای e(t) را به عنوان تفاوت بین یک نقطه تعیین شده و یک مقدار فرآیند مقصود محاسبه می‌کند و یک راه حل بر اساس نسبت، انتگرال و مشتق که به ترتیب با P، I و D نمایش داده می‌شود، اعمال می‌کند.

کنترلرهای PID علاوه بر دما قابلیت کنترل متغییرهای دیگر یک فرآیند را دارا هستند. کنترل فشار، دما و رطوبت، فلو و سطح از قابلیت‌های یک کنترلر PID است که اغلب به عنوان کنترلر دما یا در مواردی به ترموستات دما نیز در بازار شناخته می‌شوند.

از قابلیت‌های مفید یک کنترلر دما تنظیم خودکار این ضرایب با توجه به شرایط فرایند است. در کنترلرهای دما JUMO این ویژگی یا همان Auto Tune وجود دارد.

روش کار کنترلر دما

کنترلر دما ورودی‌هایی را از یک سنسور دما دریافت می‌کند که به طور عمومی یک ترموکوپل یا RTD است. مقدار دریافت شده از سنسور دما که در کنترلر با یک مقدار دلخواه از پیش تعیین شده توسط اپراتور یا همان ست پوینت (Set Point) مقایسه شده و کنترلر با توجه به الگوریتم برنامه‌نویسی شده PID و تفاوت بین این دو مقدار، محاسباتی را جهت انتخاب نوع فرمان به اکچویتور انجام می‌دهد.

انتخاب درست کنترلر دما

در هنگام خرید کنترلر دما مناسب، بسیار مهم است که دقیقاً چگونه از کنترل‌کننده دما استفاده خواهد شد. به عبارتی پروسه یا فرآیند کنترلی از حیث نوع کار اهمیت دارد. در بعضی پروسه‌های کنترلی، دما به صورت تک ست پوینت کنترل شده و در بعضی موارد فرآیند شامل برنامه کنترلی می‌شود. تعداد سنسور ورودی (سنسوردما RTD یا ترموکوپل) و علاوه بر این، نوع خروجی مورد نیاز، SSR، خروجی آنالوگ) و عملکرد کنترل (روش روشن/خاموش) و قابلیت پذیرش برنامه، در انتخاب کنترلر دما بسیار حائز اهمیت است.

شما باید بدانید چه تعداد و چه نوع خروجی‌هایی (هشدار، لیمیت) لازم خواهد بود. این عوامل باید در زمان انتخاب کنترلر دما مناسب مورد توجه قرار گیرند.

  • نوع سنسور ورودی (ترموکوپل، RTD و غیره)
  • محدوده دما
  • نوع خروجی مورد نیاز (آنالوگ، SSR، ساده)
  • عملکرد کنترل (روشن / خاموش on/off، نسبی، PID)

روش های کنترل دما

  • عملکرد کنترل روشن / خاموش on/off

کنترل روشن / خاموش ساده ترین نوع کنترل بازخوردی است. در اینجا عملکرد کنترل یا روشن یا خاموش خواهد بود، بدون حالت وسط. کنترلر روشن / خاموش خروجی را فقط زمانی تغییر می دهد که دما مقدار از مقدار ست پوینت set point عبور کند. برای کنترل حرارتی، خروجی هنگامی که دما کمتر از مقدار تنظیم شده است فرمان روشن On و هنگامی که بالاتر از مقدار ست پوینت است، فرمان خاموش خواهد بود.

اگر مقدار فرآیند (Process Value) کمتر از نقطه تنظیم (Set point) باشد، خروجی روشن می شود و توان به هیتر جهت استارت مشعل داده می شود. اگر مقدار فرآیند بالاتر از ست پوینت باشد، خروجی در حالت خاموش قرار گرفته و کنترلر فرمان قطع مشعل را به اکچویتور می‌دهد. این روش کنترل که در آن خروجی کنترل یا روشن و یا خاموش است تا به این وسیله دما را کنترل کند، به عنوان عملکرد کنترل روشن / خاموش شناخته می شود.

  • عملکرد P یا عملکرد کنترل نسبی

P به عنوان عملکرد کنترل نسبی استفاده می شود تا متغیر (متغیر خروجی کنترل) را، که با میزان اختلاف تناسب دارد، بر اساس اختلاف و به منظور کاهش اختلاف بین مقدار فرآیند و ست پوینت تعیین کند.

کنترل های نسبی برای حذف فرآیند سیکل مرتبط با کنترل روشن / خاموش طراحی شده اند. یک باند نسبی بر روی نقطه تنظیم قرار داده می شود و خروجی با قوانین زیر تعیین می شود:

  • وقتی مقدار فرآیند در باند تناسبی p قرار دارد، متغیر تحت کنترل که متناسب با اختلاف مقدار است، اندازه گیری می شود.
  • وقتی مقدار فرآیند کمتر از باند تناسبی p باشد، 100٪ متغیر تحت کنترل اندازه گیری می شود.
  • وقتی مقدار فرآیند بالاتر از باند تناسبی باشد، صفر٪ متغیر تحت کنترل اندازه گیری می شود.

 

  • اکشن یا عملکرد I یا عملکرد انتگرالی

عملکرد I همچنین به عنوان عملکرد انتگرال شناخته می شود که متغیر تحت کنترل را بر اساس اندازه و مدت زمان اختلاف تغییر می دهد. دما با استفاده فقط از عملکرد نسبی تثبیت خواهد یافت، اما با گذشت زمان اختلاف کاهش می یابد و مقدار فرآیند با ترکیب عملکردهای تناسبی P و انتگرالی ] با مقدار تنظیم شده برابر خواهد بود.

  • عملکرد D یا عملکرد کنترل تفاضلی

عملکرد D همچنین به عنوان عملکرد کنترل تفاضلی شناخته می شود که به دلیل تغییرات ناگهانی در مقدار فرآیند ناشی از اختلالات خارجی، متغیرهای تحت کنترل را تغییر می دهد تا کنترل به سرعت به وضعیت اصلی برگردد.

عملکردهای نسبی و انتگرالی هر دو دارای تسلط بر نتایج کنترل هستند تا واکنش به تغییرات ناگهانی را به تأخیر بیندازد. عملکرد تفاضلی جبران کننده آن ضعف است و متغیر را برای اختلالات خارجی سریع فراهم می کند.

کنترل کننده PID یا کنترل کننده پروپورشنال اینتگرال تفاضلی

همانطور که از نام آن پیداست، PID مخفف کنترل کننده تناسبی انتگرالی تفاضلی است که ترکیبی از عملکردهای پروپورشنال، انتگرال و تفاضلی است و به واحد کمک می کند تا به طور خودکار جبران تغییرات در سیستم را انجام دهد. کیفیت الگوریتم خود تنظیمی یا Autotune از ویژگی‌های مهم یک کنترلر دما یا کنترلر فرآیند است. به عنوان مثال کنترلرهای دما جومو JUMO به جهت دارا بودن الگوریتم قوی در میکروپروسسورها دارای بالاترین دقت است. استفاده از این قابلیت در به دست آوردن ضرایب PID کنترلی برای افزایش سرعت و دقت فرآیند کنترل از اهمیت بالایی برخوردار است.

الگوریتم PID Autotune کنترلر دما

  • کنترل برنامه پذیر

در این نوع کنترل با توجه به نوع فرآیند تولید محصول ممکن است کنترلر نیاز به دریافت برنامه کنترلی داشته باشد. کنترل برنامه در فرآیندها به روشی است که با استفاده از یک برنامه کنترلی که به کنترلر دما داده می‌شود، عملکرد و کنترل فرآیند تولید را انجام می‌دهد. این برنامه‌ها معمولاً بر اساس الگوریتم‌های کنترلی طراحی شده‌اند و می‌توانند تغییرات در پارامترهای فرآیند را تشخیص داده و به طور خودکار تنظیمات لازم را اعمال کنند. با استفاده از کنترل برنامه در فرآیندها، دقت و سرعت عملکرد بهبود می‌یابد و احتمال خطا به حداقل ممکن می‌رسد.

همچنین، این روش امکان مانیتورینگ و کنترل بهتر را فراهم می‌کند و بهبود کارایی و بهره‌وری فرآیند را به دنبال دارد. در نهایت، کنترل برنامه در فرآیندها می‌تواند به صورت خودکار عمل کند و نیاز به دخالت انسان را کاهش دهد.

یکی از مثال‌های استفاده از کنترل دارای برنامه در فرآیندهای صنعتی، کنترل دمای یک کوره آجرپزی است.

در این فرآیند، با استفاده از سنسورهای دما، دمای داخل کوره اندازه‌گیری می‌شود و بعضا پروسه دارای چندین ست پوینت و مرحله پخت است. در این نوع فرآیند مدت زمان و ست پوینت هر مرحله در قالب یک برنامه چند تکه‌ای به کنترلر داده می‌شود. برای مثال، ممکن است نیاز باشد دمای کوره در چند مرحله از 100 درجه سانتیگراد به 800 درجه افزایش پیدا کند. به این ترتیب که در مرحله اول دمای کوره طی 2 ساعت از 100 درجه به 300 درجه افزایش پیدا کرده و سپس به مدت 1 ساعت روی دمای 300 درجه سانتیگراد باقی بماند و سپس طی 6 ساعت از این دما به دمای 800 درجه برسد.

کوره آجرپزی

در این حالت کنترلر برنامه پذیر مانند کنترلرهای دما جومو سری دیراترون diraTRON، طبق برنامه عمل کرده و میزان باز بودن مورد نیاز دریچه مشعل را به صورت خودکار و طبق الگوریتم برنامه محاسبه کرده و متناسب با دما و سرعت افزایش آن به اکچویتور فرمان می‌دهد. اگر دمای داخل کوره بیش از حد مجاز بالا رفت، سیستم کنترل برنامه‌ای به طور خودکار برای کاهش دما اقدام می‌کند. تا دما طی مراحل مدنظر تولید به مقدار ست پوینت برسد.

به همین ترتیب، در صورت کاهش دما زیر حد مجاز، سیستم کنترل برنامه‌ای به طور خودکار دمای کوره را افزایش می‌دهد. با استفاده از کنترل برنامه در فرآیند آجرپزی، دقت کنترل دما بهبود می‌یابد و به طور خودکار تغییرات دما را تشخیص می‌دهد و تنظیمات لازم را اعمال می‌کند.

کنترلر دما سری دیراترون diraTRON

کاربرد کنترل کننده دما

استفاده از کنترلرهای دما در صنایع گوناگون برای مدیریت فرایندها و عملیات تولید حائز اهمیت است. این کنترلرها در انواع مختلف صنایع مورداستفاده قرار می‌گیرند و برای کنترل و نظارت بر دما در محیط‌های مختلف به کار می‌روند. در زیر به برخی از کاربردهای رایج کنترلرهای دما در صنایع اشاره شده که به سؤال کاربرد کنترلر دما چیست پاسخ می‌دهد:

حرارت‌دهی و پخت‌وپز

در کوره‌ها، کوره‌های سرامیکی، دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی از کنترلرهای دما برای کنترل عملیات حرارتی استفاده می‌شود.

بسته‌بندی

در دستگاه‌های بسته‌بندی، اتوماسیون برای آب‌بندی، استفاده از چسب، عملیات ذوب و تونل‌های بسته‌بندی به کنترل دما وابسته است تا محصولات با کیفیت مناسبی تولید شود.

صنعت پلاستیک

در دستگاه‌های قالب‌گیری، تجهیزات خشک کنی و تجهیزات اکستروژن، کنترلرهای دما جهت نظارت دقیق بر دما در نقاط مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند.

مراقبت‌های بهداشتی

در دستگاه‌های آزمایشگاهی، اتوکلاو، دستگاه‌های جوجه‌کشی و تجهیزات برودتی مانند یخچال‌ها، کنترل دما جهت افزایش دقت در محیط‌های مختلف استفاده می‌شود.

صنعت غذا و نوشیدنی

در اجاق‌ها، دستگاه‌های مخلوط‌کن، فرایندهای استریلیزاسیون و پخت‌وپز، کنترلرهای دما برای تنظیم دما و زمان فرایند استفاده می‌شوند.

 

استفاده از کنترلرهای دما در این صنایع بهبود کیفیت و بهره‌وری فرایندها را تضمین می‌کند و از اتلاف منابع جلوگیری می‌کند.

اجزای مهم یک کنترل کننده دما

کنترلرهای دما بر اساس انواع متفاوت آن‌ شامل اجزا متفاوتی هستند. اما برخی اجزا در تمامی انواع مشترک و مهم هستند:

ورودی‌ها

کنترل‌کننده‌های دما می‌توانند دارای ورودی‌های متنوعی باشند که بسته به نوع فرایند قابل‌کنترل، تغییر می‌کند. ورودی‌های معمولی شامل سنسورهای دما مانند ترموکوپل‌ها و دستگاه‌های حرارتی مقاومتی (RTD)، ورودی‌های خطی مانند mV و mA می‌شوند.

انواع معمولی ترموکوپل‌ها شامل انواع J، K، T، R، S، B و L هستند. همچنین، برخی از کنترل‌کننده‌ها قابلیت قبول RTD را به‌عنوان ورودی دما دارند که RTD معمولاً شامل حسگرهای پلاتینی با مقاومت ۱۰۰Ω است.

خروجی‌ها

علاوه بر ورودی‌ها، هر کنترل‌کننده دما دارای خروجی است. خروجی‌های مختلف می‌توانند برای وظایف متنوعی مانند کنترل فرایند، ارسال اعلان یا انتقال داده به یک کنترلر منطقی قابل‌برنامه‌ریزی PLC یا دستگاه ضبط استفاده شوند. انواع معمولی خروجی‌های کنترلر دما چیست؟

انواع معمولی خروجی‌های ارائه شده با کنترل‌کننده دما شامل خروجی‌های رله، درایورهای رله حالت جامد (SSR) و خروجی آنالوگ خطی می‌شوند.

به‌عنوان‌مثال، خروجی رله معمولاً شامل یک رله دو پرتاب تک‌قطبی SPDT با سیم‌پیچ ولتاژ DC است که توسط کنترل‌کننده فعال می‌شود و باعث ایجاد اتصال یا قطع اتصال مخاطبین می‌شود. این امکان را فراهم می‌کند تا از طریق کنتاکت‌های رله، منابع ولتاژ خارجی کنترل شود تا به‌عنوان‌مثال یک کنتاکتور گرمایشی را کنترل کند.

کنترلر دما جومو سری دیراترون diraTRON

روش‌های کنترل دما

بیشتر کنترلرهای دما از روش بازخوردی و فیدبک استفاده می‌کنند. حال به بررسی نحوه کار کنترل دما می‌پردازیم.
در این روش، یک سنسور دما، دمای قسمت موردنظر را اندازه‌گیری می‌کند. سپس کنترلر دما دمای اندازه‌گیری شده توسط سنسور (مقدار فعلی) را دریافت می‌کند و آن را با دمای تنظیم شده (مقدار مطلوب) مقایسه می‌کند. درصورتی‌که دما کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، کنترلر هیتر را روشن می‌کند. وقتی دما بیشتر از مقدار تنظیم شده شود، هیتر را خاموش می‌کند. سپس سنسور دما دمای حاصل را اندازه‌گیری کرده و این چرخه دوباره تکرار می‌شود.

این فرایند همواره تکرار می‌شود تا دما به مقدار مطلوب نزدیک شود. در این فرایند:

  1. ورودی سیستم دمای کوره را از طریق سنسور دما اندازه‌گیری می‌کند.
  2. کنترل‌کننده سیستم مقدار مطلوب را با مقدار تنظیم شده مقایسه کرده و تصمیم‌گیری می‌کند.
  3. خروجی سیستم هیتر را متناسب با تصمیمی که می‌گیرد، روشن یا خاموش می‌کند.

 

جمع‌بندی

کنترلر دما با انواع مختلف و قابلیت‌های پیشرفته‌ای که ارائه می‌دهد، نقش بسیار مهمی در بهبود کیفیت و کارایی فرایندها دارد. از تنظیمات اولیه تا اجزای مهم و روش‌های کنترل، هر جنبه‌ای از کنترلر دما باید به‌دقت مورد بررسی قرار گیرد تا بهترین عملکرد و نتیجه مطلوب حاصل شود.

در این مقاله، به بررسی جامع و تخصصی کنترلر دما پرداختیم. ابتدا با توضیح مفهوم کنترلر دما چیست و نحوه عملکرد آن آشنا شدیم. سپس به معرفی اجزای مهم یک کنترلر دما پرداختیم که شامل ورودی‌ها و خروجی‌های مختلفی از جمله سنسورها و رله‌ها است.

در ادامه، انواع مختلف کنترلرهای دما را مورد بررسی قرار دادیم و کاربردهای آن‌ها در صنایع مختلف را بررسی کردیم. همچنین، روش‌های مختلف کنترل دما از جمله PID و روش‌های دیجیتالی را بررسی نمودیم.

این مقاله برای علاقه‌مندان به فناوری‌های کنترلی و صنایع مختلف که از کنترل دما بهره می‌برند، منبعی ارزشمند از اطلاعات و دانش است. برای کسب اطلاعات بیشتر و تهیه کنترلرهای دمای JUMO جومو، می‌توانید به وب‌سایت جومو فارسی به آدرس: https://jumo.co.ir/ مراجعه فرمایید.

سوالات متداول

  • انواع اصلی کنترلر دما چیست؟

در کنترل دما دو نوع اصلی وجود دارد: حلقه باز و حلقه بسته. حلقه باز به طور مداوم از گرمایش یا سرمایش بدون توجه به دمای واقعی خروجی استفاده می‌کند، درحالی‌که حلقه بسته دمای خروجی را اندازه‌گیری و تنظیم می‌کند تا یک خروجی ثابت در دمای موردنظر حفظ شود.

  • کاربردهای کنترلر دما چیست؟

کنترلرهای دما در صنایع مختلفی از جمله کوره‌ها، دستگاه‌های بسته‌بندی، قالب‌گیری، آزمایشگاهی و اجاق‌ها استفاده می‌شوند، که بهبود کیفیت و بهره‌وری فرایندها را فراهم می‌کنند.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.