Controllo e regolazione della temperatura nel caso di un forno a quattro zone

Un controller Labfacility per monitorare i cambiamenti di temperatura e segnalarli con allarmi

  • Luglio 15, 2014
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  • Controllo e regolazione della temperatura nel caso di un forno a quattro zone
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    Controllo e regolazione della temperatura nel caso di un forno a quattro zone

In questa applicazione (forno a quattro zone) vengono utilizzati quattro canali del controller L300 Labfacility per controllare le zone, mentre gli altri quattro sono utilizzati per segnalare la temperatura di processo e fornire il monitoraggio degli allarmi. Questa disposizione consente all'operatore di ottimizzare le impostazioni di controllo, affidandosi al tempo stesso alle funzioni di allarme per segnalare qualsiasi eventuale condizione di sovra o sotto-temperatura.

 

Il controller L300 dispone di comando On-Off, la forma più semplice di controllo che, grazie ad un valore di isteresi accuratamente scelto e, idealmente, una ragionevole massa termica, si tradurrà in un'accurata regolazione della temperatura. Processi con cambiamenti di temperatura potenzialmente rapidi beneficeranno di un maggior grado di isteresi per assicurare la migliore stabilità.

 

Con il comando temperatura On-Off, l'uscita dallo strumento è attiva o non attiva; viene commutata da uno stato all'altro quando la temperatura del processo oltrepassa, in alto o in basso, il setpoint (valore di attivazione). Per il controllo del riscaldamento l'uscita è sempre On (attiva) quando la temperatura è inferiore al valore di attivazione, ed è Off (non attiva) quando è superiore.

 

Dato che la temperatura del processo si porta al di sopra o al di sotto del punto di attivazione per attivare il cambiamento di stato dell'uscita, la temperatura oscillerà entro certi limiti in funzione alla quantità di energia riscaldante applicata al processo e alla massa termica del processo.

 

 

L'isteresi è un differenziale On-Off (deadband) applicato all'area del punto di attivazione per minimizzare o eliminare commutazioni di uscita eccessivamente rapide attorno all'area del punto di attivazione (dovute a un'attività ciclica rapida della temperatura del processo attorno al punto di attivazione). L'isteresi assicura che la temperatura del processo superi il valore di attivazione di un certo valore selezionabile dall'utente, prima che l'uscita si attivi o disattivi nuovamente (il diagramma mostra il funzionamento). Il valore dell'isteresi (deadband) viene normalmente regolato quando si avvia il processo.

 

Se necessario, è possibile comandare il processo di raffreddamento assegnando un relè addizionale al canale/ingresso "comando" e configurare questo ingresso come "allarme alto", con funzionamento normale del relè e utilizzando il contatto "normalmente aperto" per azionare un dispositivo di raffreddamento.

 

Tale dispositivo è tipicamente una ventola o una valvola di comando fluidi (tipo On-Off, non dosatrice nel caso di comando On-Off). È necessario impostare l'isteresi per consentire l'applicazione ottimale del mezzo di raffreddamento.

 

Anche il posizionamento del sensore è un fattore importante per ottenere il miglior controllo possibile. La temperatura del riscaldatore e quella del processo sono parametri distinti, quantunque strettamente correlati. Idealmente, il sensore "comando" dovrebbe essere posizionato vicino al riscaldatore per un controllo accurato. La temperatura del processo è il fattore di maggiore importanza ai fini della qualità del prodotto; idealmente, la misurazione viene eseguita mediante un sensore separato posizionato in quest'area.

 

Anche la relazione tra i due posizionamenti del sensore è funzione della massa termica del processo; per esempio, normalmente le variazioni di temperatura nel riscaldatore si verificano più rapidamente di quelle nel processo. Potrebbe essere necessario regolare i valori di isteresi per ottenere il migliore compromesso.

 

Ken Jefferies, Consulente Tecnico Labfacility Ltd.

 

 

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