Αντικατάσταση OMRON PLC προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής C200H-TC103

Omron C200H-TC103∙ SYSMAC C200H μονάδα ελέγχου θερμοκρασίας 2 βρόχοι, Pt100 RTD εισροή, τρέχουσα έξοδος, PID με προώθηση, αυτόματη ρύθμιση

Σύνοψη

ΗΟ Omron C200H-TC103είναι μονάδα ελέγχου θερμοκρασίας δύο βρόχων για τη σειρά προγραμματιζόμενων ελεγκτών SYSMAC C200H η μονάδα που χειρίζεται την ακριβή ρύθμιση θερμοκρασίας κλειστού βρόχου απευθείας μέσα στο ράφι PLC,χωρίς να απαιτούνται ξεχωριστοί αυτοτελείς ελεγκτές θερμοκρασίας.

Σε εφαρμογές ελέγχου διαδικασιών και μηχανών όπου πρέπει να διαχειρίζονται πολλαπλές ζώνες θερμοκρασίας παράλληλα με την τυποποιημένη λογική Ε/Υ και αλληλουχίας της μηχανής, rack-mount temperature control units like the C200H-TC103 allow the engineer to integrate all control functions into a single C200H system rather than wiring external PID temperature controllers to the PLC's analog I/O cards.

Η ονομασία -TC103 τοποθετεί την εν λόγω μονάδα στην οικογένεια εισόδου θερμομετρητών αντίστασης πλατίνης (Pt100) των μονάδων θερμοκρασίας C200H. Η σειρά που τελειώνει με -TC10X δέχεται αισθητήρες Pt100 και JPt100.ενώ η σειρά -TC00X είναι σχεδιασμένη για εισόδους θερμοσύνδεσης.

Η διάκριση αυτή έχει σημασία στο στάδιο επιλογής των αισθητήρων: οι αισθητήρες RTD Pt100 προσφέρουν καλύτερη ακρίβεια, καλύτερη μακροχρόνια σταθερότητα,και πιο γραμμικά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας-αντίστασης από τα περισσότερα θερμοσύνολα, καθιστώντας τους την προτιμώμενη επιλογή για εφαρμογές όπου η απόλυτη ακρίβεια θερμοκρασίας και η επαναληψιμότητα είναι προτεραιότητεςκαι θαλάμους θερμοκρασίας εργαστηρίου, για παράδειγμα.

Δύο κυκλώματα ελέγχου σε μία ενιαία μονάδα σημαίνει ότι το C200H-TC103 διαχειρίζεται ταυτόχρονα δύο ανεξάρτητα κανάλια μέτρησης και ελέγχου θερμοκρασίας.

Κάθε βρόχος διαβάζει τον δικό του αισθητήρα Pt100, εκτελεί τους δικούς του υπολογισμούς PID και οδηγεί το δικό του ρεύμα εξόδου σε θερμαντήρα, βαλβίδα ή ελεγκτή ισχύος.

Για εφαρμογές με δύο ζώνες θερμοκρασίας, τα δύο μισά του βαρέλι εμβολιασμού, οι άνω και κάτω πλάκες του πρέσου,οι ζώνες εισόδου και εξόδου ενός φούρνου μεταφορέα ̇ η αρχιτεκτονική δύο βρόχων παρέχει πλήρη έλεγχο χωρίς να καταναλώνεται δύο χώρους διαχωρισμού των μονάδων.

Βασικές προδιαγραφές

ΠΙΔ με προώθηση της τροφοδοσίας τι σημαίνει για τη σταθερότητα θερμοκρασίας

Ο τυποποιημένος έλεγχος θερμοκρασίας PID διορθώνει το σφάλμα θερμοκρασίας ενεργοποιητικά ̇ ο ελεγκτής περιμένει για μια απόκλιση μεταξύ της μετρούμενης θερμοκρασίας της διαδικασίας και του σημείου ρύθμισης,στη συνέχεια υπολογίζει μια διόρθωση με βάση αυτή την απόκλιση (P), του συσσωρευμένου ιστορικού (I) και του ρυθμού μεταβολής (D).

Ο έλεγχος προώθησης προσθέτει ένα προληπτικό στοιχείο: προβλέπει μια διαταραχή πριν από την ανίχνευσή της από τον αισθητήρα θερμοκρασίας, εφαρμόζοντας ένα σήμα διόρθωσης εκ των προτέρων.

Σε μια εφαρμογή θέρμανσης, το feed-forward ανταποκρίνεται συνήθως σε αλλαγές στις συνθήκες λειτουργίας του θερμοσίφωνα ∙ μια ξαφνική αύξηση του θερμικού φορτίου όταν ένα κρύο εργασιακό κομμάτι εισέρχεται στο φούρνο,ή μείωση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος που αυξάνει την απώλεια θερμότητας από τη διαδικασία.

Προσθέτοντας μια διόρθωση προώθησης όταν αυτές οι συνθήκες αλλάζουν,ο ελεγκτής θερμοκρασίας αποτρέπει τη μεγάλη πτώση θερμοκρασίας που θα βιώσει ο καθαρός έλεγχος PID κατά την ανάληψη της διαταραχής.

Το αποτέλεσμα είναι αυστηρότερη ρύθμιση της θερμοκρασίας με μικρότερες αποκλίσεις από το σημείο ρύθμισης, ιδίως κατά τη διάρκεια των μεταβατικών περιόδων της διαδικασίας.

For applications like injection moulding where material properties are highly temperature-sensitive — a 5°C deviation from the optimal barrel temperature can cause visible defects in the moulded part — this level of temperature stability directly translates to better product quality and lower scrap rates.

Αυτόματη ρύθμιση Elimine χειροκίνητη ρύθμιση παραμέτρων PID

Η χειροκίνητη ρύθμιση των κερδών είναι μια δεξιότητα που απαιτεί κατανόηση της θερμικής δυναμικής της διαδικασίας, την εκτέλεση δοκιμών βήματος-απόκρισης,και επανάληψη μέσω προσαρμογών κέρδους κατά την παρακολούθηση της απόκρισης θερμοκρασίαςΓια πολλούς χρήστες χωρίς αυτό το υπόβαθρο, η χειροκίνητη ρύθμιση PID αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την επίτευξη καλής απόδοσης ελέγχου θερμοκρασίας.

Η λειτουργία αυτόματης ρύθμισης του C200H-TC103 αυτοματοποιεί αυτή τη διαδικασία.

Όταν ενεργοποιείται, η ρουτίνα αυτόματης ρύθμισης εκτελεί ελεγχόμενη δοκιμή της διαδικασίας ̇ εφαρμόζοντας μια αλλαγή βήματος ή ταλαντώσεις ρελέ στο αποτέλεσμα θέρμανσης και μετρώντας την απόκριση θερμοκρασίας της διαδικασίας.

Από την απάντηση αυτή, η μονάδα υπολογίζει την αναλογική ζώνη, τον ολοκληρωμένο χρόνο και τις παράγωγες τιμές χρόνου που θα παρέχουν σταθερή,αντίστοιχος έλεγχος θερμοκρασίας για τον συγκεκριμένο συνδυασμό διαδικασίας και θερμαντήρα.

Οι υπολογιζόμενες παραμέτρους εγγράφονται στη συνέχεια αυτόματα στα μητρώα ελέγχου της μονάδας.

Auto-tuning should be run under representative process conditions — at the operating temperature and with the typical process load — to ensure the calculated parameters reflect the actual operating environment.

Μετά την αρχική αυτόματη ρύθμιση, οι παραμέτροι μπορούν να ρυθμιστούν χειροκίνητα εάν είναι απαραίτητο, αλλά για τις περισσότερες εφαρμογές, οι τιμές αυτόματης ρύθμισης παρέχουν ικανοποιητική απόδοση ελέγχου αμέσως.

Ενσωμάτωση προγραμμάτων PLC 21 Οδηγίες για πλήρη πρόσβαση στα δεδομένα

Ο C200H-TC103 επικοινωνεί με τον CPU C200H μέσω του backplane του ράκ και το πρόγραμμα PLC μπορεί να αλληλεπιδράσει με όλα τα λειτουργικά δεδομένα της μονάδας χρησιμοποιώντας 21 ειδικές οδηγίες.Αυτές οι οδηγίες επιτρέπουν στο πρόγραμμα να:

Διαβάστε τη μετρούμενη θερμοκρασία (τιμή διαδικασίας) από κάθε βρόχο για προβολή, καταγραφή ή επεξεργασία εποπτείας.

Γράψτε τιμές ρυθμιστικού σημείου για την αλλαγή της θερμοκρασίας-στόχου από το πρόγραμμα PLC, επιτρέποντας αλλαγές θερμοκρασίας με βάση τη συνταγή όταν το μηχάνημα αλλάζει μεταξύ των προϊόντων.

Διαβάστε και γράψτε τις παραμέτρους PID για τη ρύθμιση δυναμικής αύξησης.

Ενεργοποίηση αυτόματης ρύθμισης από το πρόγραμμα PLC και όχι από την διεπαφή υλικού της μονάδας.

Αυτή η αμφίδρομη πρόσβαση δεδομένων μέσω εντολών PLC είναι το βασικό πλεονέκτημα της ολοκληρωμένης προσέγγισης ράφους πάνω από τους αυτόνομους ελεγκτές θερμοκρασίας:το πρόγραμμα PLC έχει πλήρη ορατότητα και έλεγχο της ρύθμισης της θερμοκρασίας, όχι μόνο δυαδικά σήματα εκκίνησης / διακοπής πάνω από επαφές ρελέ.

Γενικές ερωτήσεις

Ερώτηση 1: Μπορεί το C200H-TC103 να ελέγχει και τις δύο εξόδους θέρμανσης και ψύξης, ή μόνο θέρμανση;

Το πρότυπο C200H-TC103 με ισχύ εξόδου είναι σχεδιασμένο για μονοκατευθυντικό έλεγχο ̇ κίνηση ισχύος θέρμανσης.

Για τον έλεγχο θέρμανσης/ψύξης, όταν χρειάζεται να ρυθμιστούν και η θέρμανση και η βαλβίδα ψύξης ή ο ψυκτικός μηχανισμός,Η Omron παρείχε ξεχωριστές μονάδες ελέγχου θερμότητας/ψύξης στην σειρά C200H (η σειρά C200H-TV).

Εάν μια εφαρμογή απαιτεί και τα δύο κυκλώματα θέρμανσης και ψύξης, θα πρέπει να προσδιορίζεται η παραλλαγή τηλεόρασης αντί του TC103.

Ε2: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των εισροών Pt100 και JPt100 και ποια πρέπει να επιλεγεί;

Το Pt100 και το JPt100 (Ιαπωνικό Pt100) είναι και τα δύο θερμόμετρα αντίστασης πλατίνας με αντίσταση 100 Ω σε θερμοκρασία 0 °C,αλλά χρησιμοποιούν διαφορετικές καμπύλες γραμμικότητας, διαφορετικές σχέσεις αντίστασης έναντι θερμοκρασίας που ορίζονται από διαφορετικά διεθνή πρότυπα (IEC 60751 για Pt100), JIS C 1604 για JPt100).

Στην πράξη, οι τιμές αντίστασης διαφέρουν κατά περίπου 0,05% στις περισσότερες θερμοκρασίες, η οποία βρίσκεται εντός της αβεβαιότητας μέτρησης των περισσότερων εγκαταστάσεων πεδίου.

Η επιλογή εξαρτάται από τον αισθητήρα που συνδέεται ∙ η προδιαγραφή του κατασκευαστή του αισθητήρα θα δηλώνει αν συμμορφώνεται με τα χαρακτηριστικά Pt100 (IEC) ή JPt100 (JIS),και το C200H-TC103 πρέπει να είναι ρυθμισμένο για το αντίστοιχο πρότυπο μέσω των ρυθμίσεων του διακόπτη DIP.

Ε3: Πόσες μονάδες C200H-TC103 μπορούν να εγκατασταθούν σε ένα ράφι C200H;

Το rack C200H μπορεί να φιλοξενήσει πολλαπλές μονάδες TC103 παράλληλα με άλλες μονάδες I/O και ειδικές λειτουργίες,υπό την επιφύλαξη του συνολικού αριθμού slots του rack (έως 10 slots για τα τυποποιημένα backplanes C200H) και της χωρητικότητας κατανομής I/O της CPU.

Κάθε TC103 καταλαμβάνει μία θέση και καταναλώνει 0,33A από το 5V backplane bus.Η συνολική κατανάλωση ρεύματος όλων των συσσωρευτών που είναι εγκατεστημένες στο ράφιο δεν πρέπει να υπερβαίνει την ονομαστική ισχύ εξόδου 5V της μονάδας τροφοδοσίας ̇ συνήθως 2A έως 5A ανάλογα με την παραλλαγή τροφοδοσίας..

Για μια μηχανή με πολλές ζώνες θερμοκρασίας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλές μονάδες TC103 σε ένα ή περισσότερα ράφια.

Ε: Το C200H-TC103 έχει διακοπεί.

Για νέους σχεδιασμούς συστημάτων που απαιτούν έλεγχο της θερμοκρασίας εντός ενός ράφου PLC της Omron,Η Omron συνιστά την σειρά CJ1W-TC (για τους PLC των σειρών CJ1 και CJ2) ή την σειρά CS1W-TC (για τους PLC των σειρών CS1) ως ισοδύναμα ισχύος.

Και οι δύο σειρές παρέχουν ισοδύναμη ή βελτιωμένη λειτουργία ελέγχου θερμοκρασίας, δύο ή τέσσερις βρόχοι ελέγχου ανά μονάδα, εισόδους RTD ή θερμοσύνδεσης, έξοδα ρεύματος ή τάσης και βελτιωμένη διάγνωση.

Για εφαρμογές στις οποίες η πλατφόρμα C200H διατηρείται μακροπρόθεσμα, η C200H-TC103 παραμένει διαθέσιμη μέσω της αγοράς βιομηχανικού πλεονάσματος.

Ε5: Μπορεί το C200H-TC103 να ανιχνεύσει ένα σπασμένο αισθητήρα (open-circuit RTD) και να ενεργοποιήσει συναγερμό;

Το C200H-TC103 παρακολουθεί την είσοδο του αισθητήρα κάθε βρόχου και ανιχνεύει τις συνθήκες ανοικτού κυκλώματος (αποσυνδεδεμένο ή σπασμένο καλώδιο αισθητήρα Pt100).

Όταν ανιχνεύεται σφάλμα αισθητήρα, το αντίστοιχο σήμα σφάλματος αισθητήρα ορίζεται στην περιοχή δεδομένων της μονάδας, προσβάσιμη από το πρόγραμμα PLC μέσω της διεπαφής 21 εντολών.

Το πρόγραμμα PLC μπορεί να παρακολουθήσει αυτή τη σημαία και να δημιουργήσει συναγερμό του χειριστή, να σταματήσει την έξοδο θέρμανσης ή να αλλάξει σε ασφαλή λειτουργική λειτουργία.

Η ανίχνευση σφαλμάτων αισθητήρων είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ασφάλειας σε εφαρμογές ελέγχου θερμοκρασίας όπου η συνεχιζόμενη θέρμανση χωρίς έγκυρη ανάδραση θερμοκρασίας θα μπορούσε να προκαλέσει υπερθέρμανση της διαδικασίας ή να βλάψει τον εξοπλισμό.