کنترلر دما

توضیحات

انواع کنترلر دما و نحوه عملکرد آنها

کنترلر دما ON/OFF

کنترلر ON/OFF ساده ترین نوع کنترلر دما می باشد. خروجی این دستگاه یا ON و یا OFF است و حالت میانه ایی ندارد. این نوع کنترلر تنها در صورتی خروجی می دهد که دمای ورودی از عدد ست پوینت دستگاه عبور کند. جهت کنترل گرما، خروجی زمانی ON می شود که دما زیر عدد ست پوینت باشد و زمانی OFF می شود که دما بالای عدد ست پوینت باشد. زمانیکه که دما از ست پوینت عبور می کند تا وضعیت خروجی را تغییر دهد دمای پروسه بصورت سیکل وار ادامه پیدا می کند که از دمای زیر ست پوینت بالا برود و یا برعکس. در مواردی که این سیکل سریع اتفاق می افتد، جهت جلوگیری از خرابی کنتاکتورها و ولوها، یک ON/OFF دیفرانسیلی و یا هیسترزیس، به عملکردهای کنترلر اضافه می شود. این دیفرانسیل زمانی نیاز است که  قبل از ON یا OFF شدن خروجی، دما با یک مقدار مشخص، از ست پوینت تجاوز کند. ON/OFF دیفرانسیلی، مانع ضربه زدن خروجی و یا سوئیچ های سریع و ادامه دار می شود. از کنترلر ON/OFF زمانی استفاده می شود که نیاز به کنترل خیلی دقیق نداشته باشیم، مثلا در سیستم هایی که مقدار و حجم سیستم بسیا زیاد است و دما بسیار کند تغییر می کند و یا برای آلارم دما از آن استفاده می شود. یک نوع خاص از کنترلر ON/OFF که برای آلارم استفاده می شود، یک کنترلر حدی یا LIMIT CONTROLLER است. این کنترلر از یک رله LATCHING استفاده می کند که باید بصورت دستی RESET شود و برای SHOUT DOWN پروسه زمانی استفاده می شود که به یک دمای خاص رسیده باشیم.

کنترلر دما تناسبی Proportional Control

کنترلرهای تناسبی جهت حذف سیکل های ON/OFF کنترل، طراحی شده اند. زمانیکه دما به ست پوینت می رسد، یک کنترلر تناسبی میانگین پاور اعمال شده به هیتر را کاهش می دهد. تاثیر آن کاهش سرعت هیتر است که موجب می شود دما از عدد ست پوینت تجاوز نکند، در نتیجه دما به عدد ست پوینت رسیده و در همان نقطه ثابت باقی می ماند. این عملکرد تناسبی، با خاموش و روشن کردن خروجی در فاصله های زمانی کوتاه، قابل انجام است. در این نوع عملکرد، نسبت زمان ON و OFF جهت کنترل دما تغییر می کند. این عملکرد، در بازه اطراف ست پوینت اتفاق می افتد. در خارج این بازه، کنترلر شبیه یک کنترلر ON/OFF ساده عمل می کند. هر چند درون بازه یاد شده، خروجی به نسبت اختلاف اندازه گیری شده از ست پوینت، ON و OFF می شود.

کنترل دما PID

اساس کار این کنترلر انتگرال و مشتق است. این مدل کنترلر، کنترلر تناسبی را ترکیب می کند با دو تنظیم اضافی دیگر که کمک می کند واحد بصورت اتوماتیک تغییرات سیستم را جبران کند. این مدل کنترل دقیق ترین و پایدارترین نوع کنترل است و برای سیستم هایی که حجم کمی دارند و نسبت به تغییرات انرژی اعمال شده به سستم، سریع واکنش نشان می دهند بسیار مناسب هستند. این نوع کنترلر برای سیستم هایی پیشنهاد می شود که بار مرتب تغییر می کند و از کنترلر انتظار می رود که بصورت اتوماتیک این تغییرات در ست پوینت، تغییرات در مقدار انرژی و یا حجم را تنظیم کند.

نحوه انتخاب یک کنترلر جهت پروسه

کنترلر تنها بخشی از یک سیستم کنترل می باشد و جهت انتخاب آن باید کل سیستم مورد بررسی قرار بگیرد. آیتم های زیر، مواردی است که باید در انتخاب یک کنترلر مورد توجه قرار بگیرد.

1. نوع سنسور ورودی (ترموکوپل یا RTD)، و رنج دمایی
2. نوع خروجی مورد نیاز (رله الکترومکانیکی، SSR، خروجی آنالوگ)
3. الگوریتم کنترلی مورد نیاز (ON/OFF، تناسبی، PID)
4. تعداد و نوع خروجی ها (گرما، سرما، آلارم، LIMIT)