Ինչ տիպի սենսորներ են համատեղելի ստանդարտ ջերմաստիճանի կարգավորիչի հետ։

Թերմոզույգեր. Բարձր ջերմաստիճանի չափման հիմնական սարքեր

Մուտք գործեք գործարանի ցանկացած արդյունաբերական շենք, և Դուք կտեսնեք ջերմազույգեր, որոնք տարածված են վառարաններում, վառարանային սարքերում, այրման աղյուսակերպիչներում և արտահոսքի հոսանքներում: Դրանք սակավագին են, դիմացկուն են և կարող են դիմանալ այնպիսի ջերմաստիճանների, որոնք մեծ մասամբ այլ սենսորները կհալեցնեն: Ստանդարտ ջերմաստիճանի կարգավորիչը, որը ընդունում է ջերմազույգերի մուտքը, սովորաբար աջակցում է մի քանի տառային նշանակումներով տեսակների՝ K, J, T, E, N, R, S և B տեսակները ամենատարածվածներն են: K տեսակը (քրոմել-ալյումել) ընդգրկում է -270°C–ից մինչև 1372°C ջերմաստիճանային միջակայքը և կազմում է ընդհանուր նշանակության արդյունաբերական տաքացման մեջ ջերմազույգերի մեծ մասը: J տեսակը լավ է աշխատում վակուումում կամ վերականգնող մթնոլորտում, սակայն առավելագույն ջերմաստիճանը մոտավորապես 1200°C է: Բարձր ջերմաստիճանի գործընթացների համար, ինչպես օրինակ՝ ապակու արտադրությունը կամ ջերմային մշակումը, S և R տեսակները կարող են դիմանալ մինչև 1450°C ջերմաստիճանի, իսկ B տեսակը՝ մինչև 1700°C:

Այստեղ համատեղելիության հարցը երկարժեք չէ՝ կառավարիչը կամ աջակցում է տվյալ թերմոպարի տիպին, կամ չի աջակցում։ Սակայն իրական վտանգը թաքնված է սառը միացման հատվածի համակերպման մեջ։ Թերմոպարերը չափում են զգայուն միացման և հղման միացման միջև ջերմաստիճանային տարբերությունը։ Եթե կառավարիչի ներքին համակերպումը չի համապատասխանում թերմոպարի տիպին կամ եթե շարունակական միացման վայրում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը փոփոխվում է, ապա ցուցման արժեքը շեղվում է։ Վատ համակերպված Type K մուտքը կարող է շեղվել 5°C-ով կամ ավելի շատ՝ 40°C-ի սովորական շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի տատանումների դեպքում։ Դա բավարար է մեկ շարք ջերմային մշակման ենթարկված բաղադրիչների մերժման համար։

RTD-ներ՝ ճշգրտություն այնտեղ, որտեղ դա կարևոր է

Երբ ճշգրտությունն ու կրկնվելիությունը ավելի կարևոր են, քան չափման սահմանը, դիմադրության ջերմաստիճանի դետեկտորները առաջատար են: PT100 RTD-ները գերակշռում են այս կատեգորիայում՝ -200°C–ից մինչև 850°C չափման սահմանով և 0°C-ում ±0,15°C ճշգրտությամբ (A դաս): Որոշ կառավարիչներ աջակցում են նաև PT1000-ի կամ պղնձի վրա հիմնված RTD-ներին, օրինակ՝ Cu50-ին: PT100-ը գործում է պարզ սկզբունքով՝ դիմադրությունը կանխատեսելի կերպով փոխվում է ջերմաստիճանի հետ՝ հետևելով IEC 60751 ստանդարտի կորին։

RTD մուտք ունեցող ստանդարտ ջերմաստիճանի կառավարիչը սովորաբար օգտագործում է երեք կամ չորս հաղորդալարային միացում՝ հաղորդալարերի դիմադրության հատուցման համար: Երկու հաղորդալարային RTD-ները աշխատում են կարճ հատվածներում, սակայն երկար կաբելների դեպքում սխալ են ներմուծում՝ մոտավորապես 0,4°C յուրաքանչյուր օհմ հաղորդալարի դիմադրության համար: Սա նշանակում է, որ 24 AWG լարից կառուցված 10 մետրանոց կաբելի հատվածը կարող է ավելացնել մոտավորապես 2°C սխալ, եթե կառավարիչը չի կարգավորված երեք հաղորդալարային զգայունության համար: Դաշտի շատ տեխնիկներ բաց են թողնում այս մանրամասը և վերջում հետապնդում են կեղծ գործընթացային տատանումներ:

Հարավային Չինաստանում գտնվող մեկ արտադրամասում հին ինքնալցման ձուլման գծի վերակառուցման ժամանակ բարելի գոտիներում ձախողված թերմոզույգերը փոխարինվեցին PT100 RTD-ներով: Ինժեներները ենթադրեցին, որ նոր սենսորները կաշխատեն առանց խնդիրների: Սակայն առկա ջերմաստիճանի կարգավորիչները կարգավորված էին Type K սենսորների համար և չունեին RTD մուտքի սարքավորում: Բոլոր ութ կարգավորիչները փոխարինելը մոտավորապես 12 000 դոլար կարժենար և արտադրագիծը երեք օր կանգնեցներ: Լուծումը կայացել է RTD փոխակերպիչների տեղադրման մեջ, որոնք PT100 սիգնալը փոխակերպում էին 4–20 մԱ հոսանքային շղթայի, որը կարգավորիչները կարող էին կարդալ: Լուծումը աշխատեց, սակայն յուրաքանչյուր գոտու համար ավելացրեց մոտավորապես 200 դոլար փոխակերպիչների ծախսեր և ներմուծեց ավելացված անվստահելիության կետ: Դասը՝ սենսորի տիպը ընտրելուց առաջ ստուգել կարգավորիչի մուտքի սարքավորման համատեղելիությունը:

Թերմիստորներ՝ տնտեսական, սակայն կորի զգայուն

Թերմիստորները՝ ինչպես NTC (բացասական ջերմաստիճանային գործակից), այնպես էլ PTC (դրական ջերմաստիճանային գործակից) օգտագործվում են այն կիրառումներում, որտեղ ծախսերը և զգայունությունը ավելի կարևոր են, քան բացարձակ ճշգրտությունը: NTC թերմիստորները ավելի հաճախ են օգտագործվում ջերմաստիճանի չափման համար և առաջարկում են բարձր զգայունություն սահմանափակ միջակայքում, սովորաբար -50°C-ից մինչև 150°C: 25°C-ում 10K NTC թերմիստորի դիմադրությունը մոտավորապես 4% է փոխվում յուրաքանչյուր աստիճան Ցելսիուսով, ինչը նրան ավելի արձագանքող դարձնում է, քան PT100-ը նույն ջերմաստիճանում:

Սակայն այստեղ է առաջանում համատեղելիության խնդիրը: «10K Type II» նշանակում ունեցող երկու թերմիստորներ կարող են համընկնել 25°C-ում դիմադրությամբ, սակայն շատ տարբերվել աշխատանքային միջակայքում . Կառավարիչը դիմադրությունը մեկնաբանում է՝ հիմնվելով նախնական սահմանված դիմադրություն-ջերմաստիճան կորի վրա: Եթե կառավարիչում պահված կորը չի համընկնում տեղադրված թերմիստորի իրական կորի հետ, ապա յուրաքանչյուր ջերմաստիճանի ցուցման վրա ազդում է համակարգային սխալ: սենյակային ջերմաստիճանում նորմալ թվացող համատեղելիության խախտումը 80°C-ում կարող է առաջացնել 3°C–5°C շեղում՝ հենց այն միջակայքում, որտեղ շատ օդի մշակման և միջավայրի սառեցման խցերն են աշխատում։

Որոշ ստանդարտ ջերմաստիճանի կարգավորիչներ թույլ են տալիս օգտագործողին ընտրել թերմիստորների կորուստների գրադարանից (II տիպ, III տիպ և տարբեր արտադրողների հատուկ աղյուսակներ)։ Մյուսները աջակցում են միայն մեկ կորի։ Փոխարինման թերմիստորների գնումը սկզբնական կարգավորիչի մատակարարից նվազեցնում է ռիսկը, սակայն նույնիսկ այդ դեպքում արտադրողները երբեմն վերանայում են սենսորների բաղադրությունը՝ առանց մասնակի համարը փոխելու։ Ամենաապահով մոտեցումը կայանում է կարգավորիչի և սենսորի արտադրողներից անմիջապես հաստատել կորի սահմանումը։

Գծային մուտքը՝ սենսորներից ստացված անալոգային ազդանշաններ

Շատ ժամանակակից ջերմաստիճանի կարգավորիչներ ընդունում են գծային անալոգային մուտք՝ 4-20 մԱ, 0-10 Վ կամ 0-5 Վ, բացի ուղիղ սենսորային մուտքից սա կարևոր է, քանի որ ավելի ու ավելի շատ հաստատություններ օգտագործում են ջերմաստիճանի սենսորների ազդանշանները ստանդարտացված արդյունաբերական օղակների վերափոխող ջերմաստիճանի սենսորներ: PT100-ը միացված ինտելեկտուալ սենսորին արտադրում է ջերմաստիճանին համամետ 4-20 մԱ ազդանշան, որը կարող է կարդալ ցանկացած կարգավորիչ, որն ունի մԱ մուտք: Կարգավորիչը չի հետաքրքրվում այն բանով, թե ազդանշանի աղբյուրը թերմոզույգ է, RTD կամ թերմիստոր՝ այն տեսնում է միայն հոսանքի օղակը:

Այս մոտեցումը լուծում է համատեղելիության խնդիրը մեկ քայլով, սակայն ներմուծում է կալիբրման լրացուցիչ ծախսեր: Այն պետք է ճիշտ սահելավորվի՝ համապատասխանեցնելու կառավարիչի մուտքը: Տարածված սխալ՝ տրանսմիտերի սահելավորումը 0–200 °C-ի համար, մինչդեռ կառավարիչը սպասում է 0–100 °C միջակայքը: Արդյունքում ստացվում է ցուցման արժեք, որը ճիշտ երկու անգամ մեծ է իրական ջերմաստիճանից: Որոշ կառավարիչներ առաջարկում են օգտագործողի կողմից կարգավորելի մուտքի սահելավորում, մյուսները պահանջում են, որ տրանսմիտերը համապատասխանի ֆիքսված միջակայքին: Սա ստուգելը շահագործման մեջ մտցնելու ժամանակ խնայում է խնդիրների լուծման համար անհրաժեշտ ժամեր:

Ըստ IEC 60730-2-9 ստանդարտի՝ ավտոմատ էլեկտրական ջերմաստիճանի զգայուն կառավարման սարքերը պետք է ներառեն սենսորի աշխատանքի վարկածի հայտնաբերման միջոցներ՝ հաճախ անվանվում է «սենսորի ընդհատման հայտնաբերում» . Գծային մուտք ունեցող կառավարիչները պետք է նույնպես իրականացնեն այս հատկությունը, սակայն իրականացման մեթոդը տարբերվում է: Որոշները սենսորի խափանումը հայտնաբերում են՝ որոնելով սահմանային ազդանշան (4 մԱ-ից ցածր կամ 20 մԱ-ից բարձր): Մյուսները պահանջում են առանձին ախտորոշման արահետ: Հաղորդիչ-հիմնված համակարգի համար կառավարիչ ընտրելիս ստուգեք, թե ինչպես է կառավարիչը կառավարում սենսորի խափանումները: Եթե կառավարիչը չի կարողանում հայտնաբերել խափանված հաղորդիչը, ապա այն կարող է շարունակել աշխատել անվավեր ցուցման վրա, ինչը կարող է վնասել սարքավորումները:

Սենսորի խափանման հայտնաբերում և կարգավորման թակարդներ

Որևէ քնարկում զգայչի համատեղելիության վերաբերյալ ավարտված չէ, եթե չեն դիտարկվում կարգավորման սխալները: Դաշտում հանդիպող ամենատարածված համատեղելիության խնդիրը չի կապված սարքավորման անհամատեղելիության հետ՝ այն սխալ կարգավորումն է: Կառավարիչը կարող է աջակցել ինչպես թերմոզույգի, այնպես էլ RTD մուտքերի, սակայն միացված զգայչի տիպի պարամետրը պետք է ճիշտ կարգավորված լինի: Շատ կառավարիչներ սկզբնապես սահմանված են Type K թերմոզույգի համար: Եթե PT100-ը միացվի՝ առանց կարգավորումը փոխելու, ապա ցուցադրիչը ցույց կտա այնքան սխալ ջերմաստիճան, որքան հնարավոր է:

Մեկ սպասարկման թիմ սննդի մշակման գործարանում երկու օր ծախսեց PT100-ի «սխալ» փոխարինման վրա պաստերիզացիայի գծում, միայն որպեսզի հայտնաբերի, որ կառավարիչի մուտքի տիպը սխալմամբ փոխվել էր PT100-ից Type K-ի՝ ֆիրմային թարմացման ժամանակ: Զգայչը ամբողջովին աշխատում էր: Կառավարիչը RTD-ն ընթերցում էր որպես թերմոզույգ, ինչը առաջացնում էր 150°C-ի շեղում, որը ամեն առավոտ ակտիվացնում էր բարձր ջերմաստիճանի հաղորդագրությունը: Արմատային պատճառը հայտնաբերվելուց հետո վերականգնումը տևեց երեսուն վայրկյան:

Սենսորի խափանման հայտնաբերման ֆունկցիան ավելացնում է ևս մեկ պաշտպանության շերտ: Այս հատկությամբ օժտված կառավարիչը նախազգուշացնում է օպերատորներին, երբ սենսորը բացվում է կամ կարճացվում է սակայն այս հատկությունը աշխատում է միայն այն դեպքում, երբ կառավարիչը կարգավորված է ճիշտ սենսորի տիպի համար: Բաց շղթայի դեպքում թերմոզույգը և դիմադրության ջերմաչափը (RTD) տարբեր վարքագիծ են ցուցաբերում՝ թերմոզույգերը սովորաբար շեղվում են դեպի շրջակա միջավայրի ջերմաստիճան, իսկ RTD-ները կարող են ցույց տալ բաց սանդղակի կարդացում: Որոշ կառավարիչներ թույլ են տալիս օգտագործողին սահմանել «սենսորի խափանման» ելքային արժեք, որը գործողությունը վերադարձնում է անվտանգ վիճակի: Այս կարգավորումը հաճախ անտեսվում է սկզբնական կարգավորման ժամանակ

Ձեր կիրառման համար ճիշտ ընտրություն կատարելը

Ստանդարտ ջերմաստիճանի կառավարիչի համար ճիշտ սենսորը ընտրելը կախված է երեք հարցից. Ի՞նչ ջերմաստիճանային միջակայք է անհրաժեշտ գործընթացի համար: Իրականում ինչ ճշգրտություն է անհրաժեշտ: Եվ ի՞նչ է առկա կառավարիչի սարքավորման կարողությունը ընդունելու համար:

600°C-ից բարձր ջերմաստիճանների համար թերմոզույգերը արդյունավետորեն միակ տարբերակն են: Այդ սահմանից ցածր ջերմաստիճանների դեպքում դիմադրության ջերմաչափերը (RTD) առաջարկում են լավագույն ճշգրտություն և կայունություն: Թերմիստորները լավ են աշխատում նեղ ջերմաստիճանային միջակայքով, գնային պահանջներին զուգընթաց կատարվող կիրառումներում, որտեղ բարձր զգայունությունը ավելի կարևոր է, քան բացարձակ ճշգրտությունը: Փոխակերպիչների միջոցով գծային մուտքը առաջարկում է ամենամեծ ճկունությունը, սակայն ավելացնում է ծախսեր և կարգաբերման բարդություն:

Այսօրվա շուկայում առկա բազմաթիվ կառավարիչներ «համընդհանուր մուտք» են ունենում՝ սակայն դրանք ընդունում են բազմաթիվ տեսակի սենսորներ ծրագրային կարգաբերման միջոցով: Դրանք առաջարկում են ամենամեծ ճկունությունը, սակայն պահանջում են հատուկ ուշադրություն կարգաբերման ժամանակ: Համընդհանուր մուտք ունեցող կառավարիչը չի կարողանում ինքնաբերաբար ճանաչել միացված սենսորը՝ օպերատորը պետք է ճիշտ տեսակը ընտրի կարգաբերման մենյուի միջոցով: .

Բիզնես-բիզնես գնորդների համար, ովքեր մեծ քանակությամբ են ձեռք բերում ջերմաստիճանի կարգավորիչներ, համատեղելիության միջավայրը կարևոր է ոչ միայն սկզբնական տեղադրման, այլև երկարաժամկետ սպասարկման համար: Ամբողջ արտադրամասում ստանդարտացնել մեկ կամ երկու տիպի սենսորներ նվազեցնում է պահեստավորված մասերի պաշարը և պարզեցնում տեխնիկների վերապատրաստումը: Սենսորների տարբեր տիպերի խառնուրդը մեծացնում է վթարման ժամանակ կատարվող կարգավորման սխալների ռիսկը։

«Suosite» ապրանքանիշի արտադրողները արտադրում են ջերմաստիճանի կարգավորիչների և կիսահաղորդչային ռելեների մի շարք մոդելներ, որոնք նախատեսված են արդյունաբերական ավտոմատացման միջավայրի համար, իսկ մուտքային կոնֆիգուրացիաները համատեղելի են թերմոզույգերի, RTD-ների և գծային ազդանշանների հետ՝ մի քանի արտադրանքային շարքերում ընկերության արտադրական հնարավորությունները և որակի վերահսկման գործընթացները ապահովում են բարձր ծավալներով արտադրության ընթացքում հաստատուն արդյունք, ինչը դրանք դարձնում է գնման թիմերի համար գործնական ընտրություն՝ հաշվի առնելով մատակարարային շղթայի հուսալիությունը .