常見的電接點溫度儀表有電接點雙金屬溫度計、電接點壓力溫度計、溫度開關和電接點水銀溫度計等。通常,電觸點溫度與儀表的檢測部分和指示部分集成在壹起(壹些溫度開關未顯示)。
電接觸溫度計
圖1普通電接點溫度儀表
(1)電接點溫度儀表溫控系統框圖。
電接點溫度儀表組成的溫度控制系統框圖。
圖2電接點溫度儀表組成的溫度控制系統框圖
(2)電接點溫度儀表構成溫度控制系統的電氣二次控制原理圖。
電接點溫度儀表構成溫度控制系統的電氣二次控制原理圖
圖3電接點溫度儀表組成的溫度控制系統的電氣二次控制原理圖
③描述
1FU是電氣二次回路的電源保險絲;1HR為二次回路電源指示燈(紅色);2HR為運行指示燈(紅色);1HG為停止指示燈(綠色);1KA和2KA是中間繼電器;1SA是無自復位的旋轉開關(最好用三速旋轉開關,中間位置強制停止加熱,兩邊都是自動或手動工作模式);1SS是停止按鈕;1SB是開始按鈕;1KM為接觸器;1KH是熱繼電器;上限和下限報警接點來自電接點溫度計儀表。
④工作原理
A.溫控系統通電前,先設定溫度,將電接點雙金屬溫度、電接點壓力溫度計和溫度開關的上限報警值和下限報警值調整到要求的控制範圍。
b、無自復位旋轉開關在中間位置進行加熱強制停止,無論手動或自動都不能啟動加熱設備;當旋轉開關處於自動加熱位置時,加熱設備由儀器自動控制;當旋轉開關處於手動加熱位置時,手動控制加熱設備的啟動和停止。
C.自動工作模式溫控原理:溫控系統有手動加熱和自動控制兩種工作模式,可通過旋轉開關1SA選擇;電氣二次回路通電後,電源指示燈1HR常亮,運行指示燈1HG常亮(接觸器1KM不運行時);當加熱裝置內溫度小於儀表下限報警值時,儀表下限常開觸點閉合,中間繼電器1KA常開觸點閉合,電加熱器開始加熱,溫度加熱系統升溫,同時2小時運行指示燈亮;當加熱裝置內的實際溫度上升到≥儀表下限報警值時,下限報警觸點斷開,同時中間繼電器1KA的常開觸點斷開。但由於接觸器1KM-1的常開觸點閉合自鎖,加熱器仍然發熱,溫度繼續上升。當加熱裝置內溫度高於儀表上限報警值時,儀表上限常開觸點閉合,中間繼電器2KA常閉觸點斷開,加熱器斷電,停止加熱,1HG停止指示燈亮;當加熱裝置內的溫度小於或等於儀表下限報警值時,儀表上限常開觸點斷開,同時中間繼電器2KA的常閉觸點閉合,加熱器仍不能加熱;當溫度低於儀器下限的報警值時,加熱裝置再次開始加熱,如此循環可實現區間控溫。
d、儀表報警觸點容量小且通常為常開。1KA和2KA中間繼電器的作用是增加觸點容量,隔離幹擾,切換報警觸點狀態。使用中間繼電器有利於提高系統可靠性。
E.圖3是比較完整的電氣二次控制原理圖,僅供參考。在實際應用中,可以根據實際需要增加相關元件,修改原理圖。
⑤特點
a、電接點溫度儀表組成的溫度控制系統簡單,元器件少,成本低。
b、但由於電接點溫度儀的測溫元件與指示表盤結合在壹起,觀察發熱裝置的實時溫度有點不方便。
c,另外電接點溫度儀表有慣性,測溫精度和控制誤差較大,所以這種方法常用於對溫度控制要求不高的場合。
2.位置顯示控制器的溫度控制系統
位顯控制器溫控系統的測溫部分由溫度傳感器(熱電偶或熱電阻)、連接線(熱電偶的熱電偶補償線和熱電阻的3×1.5mm2銅芯電纜)和三位控制器組成,測溫和溫度顯示分離。目前位置控制主要以智能顯示控制為主,但仍有部分指針位置控制器在使用。
①溫度控制系統由顯示控制器的上限和下限報警組成。
由顯示控制器的上下限報警組成的溫控系統的電氣二次控制原理圖與圖3完全相同。這裏以長輝儀器的YR-GFC803-01顯示控制器為例,介紹溫度傳感器和儀器的接線:
圖4位置顯示控制器儀表接線圖
②如何利用智能顯示控制器報警並返回差值來控制溫度?
智能顯示控制器的報警輸出都是開/關,有背差,指針式儀表沒有“背差”功能。回差可以防止報警輸出臨界點上下波動時,顯示控制器的輸出繼電器頻繁動作。具體輸出狀態如下:
圖5示出了控制器的下限報警返回誤差的輸出狀態,圖6示出了控制器的上限報警返回誤差的輸出狀態。
了解了顯示控制器報警反饋的概念後,使用智能顯示控制器時只需要壹個報警點來控制加熱系統,使用上限報警和下限報警時使用智能顯示控制的溫度控制的報警反饋是不同的:
a、用顯示控制器上限報警控制溫度。
例如,要控制溫度在100-150℃之間,將儀表的上限報警值設置為150(用上限控制溫度時,儀表的上限報警值=待控上限溫度),將背差設置為50(用上限控制溫度時,背差=待控上限溫度-待控下限溫度= 650)。其工作原理如下:在自動工作模式下,加熱系統通電時,只要溫度< 150℃時儀表的上限報警(常開)觸點不動作,同時1KA觸點閉合,此時系統就會升溫;當溫度≥150℃時,儀表上限報警(常開)觸點閉合,1KA觸點斷開,此時系統停止加熱;當溫度小於100℃且溫度小於150℃時,上限報警(常開)觸點在儀表返回誤差(返回誤差=50)的作用下仍閉合,1KA觸點仍斷開,此時系統仍未加熱;當溫度< 100℃時,儀表的上限報警(常開)觸點斷開,同時1KA觸點閉合,此時系統升溫,如此循環可實現區間控溫。
圖7顯示控制器上限報警控制溫度的電氣二次控制原理圖。
b、用顯示控制器下限報警控制溫度。
例如,要將溫度控制在100-150℃之間,將儀表下限報警值設置為100(使用下限控制溫度時,儀表下限報警值=待控溫度下限),將背差設置為50(使用下限控制溫度時,背差=待控溫度上限-待控溫度下限= 650)。其工作原理如下:在自動工作模式下,當加熱系統通電時,只要溫度低於100℃,儀表的下限報警(常開)觸點閉合,1KA觸點閉合,那麽系統就會升溫;當溫度≤100≤150℃時,下限報警(常開)觸點在儀表返回誤差(返回誤差=50)的作用下仍然閉合,1KA觸點仍然閉合,此時系統繼續加熱;當溫度高於150℃時,儀表下限報警(常開)觸點斷開,同時1KA觸點斷開,此時系統停止加熱;儀器的下限報警(常開)觸點直到溫度再次< 100℃才閉合,同時1KA觸點閉合,此時系統升溫,這樣就可以實現區間控溫。
圖8顯示控制器下限報警控溫電氣二次控制示意圖。
③位置控制器溫度控制系統的特點
a .由溫度傳感器和位置控制器組成的溫度控制系統,測溫精度高,觀察方便,可靠性和穩定性好。
b、位置控制器的溫度控制系統存在溫度現象,所以這種方法常用於對溫度控制要求不高的場合。
3.溫度控制系統由PID調節器組成。
用於溫度控制的PID調節器通常稱為恒溫器。測溫部分由溫度傳感器(熱電偶或熱電阻)、連接線(熱電偶的熱電偶補償線和熱電阻的3×1.5mm2銅芯電纜)和恒溫器組成。用於溫度控制的溫控器可選擇繼電器控制輸出、SSR固態繼電器驅動電壓輸出、SCR過零觸發脈沖控制輸出和標準電流/電壓控制輸出。
PID調節器構造的溫度控制系統能否達到良好的控制效果?
用PID調節器構成的溫度控制系統的控制效果與系統配置和PID調節器控制算法有關。國內大多數調節器廠家提供的調節器都是經典的PID控制算法,在大時滯溫度系統中很難達到滿意的效果。為了精確控制溫度,不建議選擇這種類型的恒溫器。用於溫度控制的恒溫箱推薦采用模糊控制算法、人工智能算法、神經網絡算法、模糊神經網絡算法、Fuzzy-PID算法、廣義預測算法、遺傳PID控制算法,以達到良好的控制效果。如果妳能閱讀《溫控器常用控制算法比較》壹文,對妳合理選擇調節器會很有幫助。
②由溫度控制器和接觸器組成的溫度控制系統。
由溫控器和接觸器組成的溫控系統的電氣二次控制原理圖如圖所示。此時,必須選擇帶繼電器控制輸出的恒溫器。
圖9溫控器和接觸器組成的溫控系統電氣二次控制原理圖。
壹、溫控器+接觸器溫控系統工作原理。
由溫度控制器和接觸器組成的溫度控制系統與采用位置顯示控制器的溫度控制系統的電氣二次控制原理相同,但其工作原理有很大不同:采用位置控制器時,只有當實際溫度達到待控溫度的上限或下限時,接觸器才動作;使用溫控器時,當實際溫度遠低於要求的控制溫度值時,接觸器始終閉合,當溫度在壹定範圍內接近控制溫度值時,接觸器開始斷開,經過壹定間隔後,接觸器閉合。實際溫度越接近控制溫度值,繼電器開閉頻率越高。當實際溫度超過控制溫度值時,接觸器斷開,不再動作,如此循環可實現區間溫度控制。
b、特點
◆加熱過程中通過接觸器微動開關的動作來調節加熱裝置的通電時間,對防止加熱過程中溫度超調有很好的改善,溫度偏差遠低於位置控制儀的控制結果。
◆當實際溫度接近控制溫度值時,接觸器頻繁動作,會影響加熱器和接觸器的使用壽命。
(3)溫度控制器+固態繼電器構成溫度控制系統。
由恒溫器和固態繼電器組成的溫度控制系統如圖10所示。此時,恒溫器必須選擇繼電器來控制輸出。溫度控制器可以直接驅動固態繼電器(SSR)進行大容量控制。當加熱器為三相時,溫控器的輸出驅動三個固態繼電器,固態繼電器的輸入端可以串聯或並聯,而加熱器可以三角形或星形連接,並增加匹配的散熱器散熱。該溫度控制系統適用於電加熱器容量較大的場合。
與接觸器相比,固態繼電器(SSR)沒有機械運動,沒有運動部件,但它與機電繼電器具有本質上相同的功能。SSR是壹種完全由固態電子元件組成的無觸點開關元件。它利用電子元器件的點、磁、光特性來完成輸入輸出的可靠隔離,利用大功率三極管、功率場效應晶體管、單晶閘管、雙向晶閘管的開關特性,無觸點、無火花地接通和斷開被控電路。
圖10溫度控制器和固態繼電器組成的溫度控制系統
壹、特點
◆加熱過程中,通過固態繼電器無觸點開關的動作來調節加熱裝置的通電時間,對防止加熱過程中溫度超調有很好的改善,溫度偏差遠低於位置控制儀的控制結果。
◆當實際溫度接近控制溫度值時,加熱器頻繁通電,電流沖擊會影響加熱器的使用壽命。
④溫度控制器+功率調節器+可控矽構成溫度控制系統。
由溫控器、調功器和晶閘管組成的溫度控制系統是目前最好的溫度控制方式。調功器又稱三相可控矽交流調壓器,與1-5V、4-20mA的溫控器、PLC或DCS配套使用。溫控器+調功器+可控矽組成的溫度控制系統主要用於工業電爐的加熱控制和大型風機水泵的軟啟動及節能運行控制;負載類型可以是三相阻性負載、三相感性負載和三相變壓器負載;三相負載可以是中心接地負載、中心不接地負載、內三角負載和外三角負載。
a、溫控器+電源調節器+可控矽溫控系統。
溫控器+功率調節器+可控矽溫控系統應為先進控制算法的調節器,其控制輸出為4-20mA和1-5V。
圖11溫度控制器+功率調節器+可控矽溫度控制系統。
b、特點
◆加熱過程中,通過對電壓、電流、功率的精確控制,實現精確控溫。
◆溫度控制器采用先進的數字控制算法,優化了電能使用效率。它在節約電能方面起著重要的作用。
◆這種溫控系統結構復雜,投資最大,控制效果最好。
結束語
溫度控制儀表有很多種,不同的溫度儀表可以組成各種溫度控制系統,實際應用要根據需要確定。長暉儀表采用先進PID控制算法的溫控器YR-RJD非常適合復雜工況的溫度控制系統,無超調、無欠調,性能與進口調節器相當。點擊圖片進入恒溫器選擇。
溫度控制器