سبد خرید من موارد 0
ترموستات
ترموستات‌ها در صنعت تأسیسات مکانیکی برای کنترل دما به کار می‌روند. رادیاتورها، دیگ‌ها و فن کویل‌ها عمومی‌ترین دستگاه‌هایی هستند که برای کنترل دما استفاده می‌کنند.

ترموستات Thermostat)کنترلر دما) وسیله‌ای است که تنظیم و نظارت بر کنترل دما را انجام می دهد. کنترل دما نیز به معنای ثابت نگه‌داشتن دما می باشد، به اینصورت که اگر دما بالاتر از میزان مورد نظر بود، دما را کاهش داده و درصورتیکه دما کمتر از مقدار مطلوب باشد، دما را افزایش می دهد.

وظیفه ترموستات، انجام تنظیمات لازم برای کاربردهای گرمایشی و سرمایشی است. کنترلر دما، تجهیزات گرمایشی و سرمایشی را کنترل می نماید تا اختلاف بین مقدار تنظیم شده و مقدار فعلی را از بین ببرد. دقت نکردن به ثابت نگه داشتن دما و عدم تنظیم دمای مناسب، می‌تواند مشکلاتی اساسی در زمینه‌ی ایمنی، کیفیت و بهره‌وری به‌همراه داشته باشد.

در کارخانه ها، و سایر واحد های تولیدی و آزمایشی کنترل دما در بسیاری از امور به خصوص مواردی که در لیست زیر ذکر می‌شود، بسیار ضروری است:

  • صنایع تولید مواد غذایی

  • صنایع شیرینی پذی

  • صنایع فولاد

  • یخچال

  • و غیره

الزاما یک کنترل کننده دما برای ثابت نگه داشتن دما در دماهای بالا استفاده نمی شود. همانطور که در لیست بالا هم مشاهده می شود یکی از کاربردهای کنترلر دما برای یخچالها و فریزرها می باشد. بنابراین وظیفه یک کنترلر دما برای این کاربردها کنترل دما در دماهای پایین مانند منفی ۲۰ درجه است.

پارامترهای مهم در تنظیم ترموستات

SP( Set point) دمایی که میخواهیم به آن دست یابیم.

PV ( Present Value) دمای کنونی که با استفاده از سنسور ها اندازه گیری می شود.

OP ( Out put) مقدار خروجی که به عنوان خروجی از کنترلر دما در نظر گرفته شده تا تجهیزات خروجی مانند هیتر را روشن یا خاموش کنیم.

انواع کنترلر دما چیست و چگونه عملکردی دارد؟

کنترلر دما از نوع ON/OFF

کنترلر ON/OFF یکی از ساده ترین نوع کنترلر دما می باشد. خروجی این دستگاه یا ON و یا OFF است و حالت میانه ایی ندارد. کنترلر ON/OFF تنها در صورتی خروجی می دهد که دمای ورودی از عدد پیش تنظیم شده دستگاه عبور کند. برای این نوع کنترل دما، درصورتیکه دما زیر عدد ست پوینت باشد خروجی ON می شود (یعنی دستور برای روشن شده هیتر صادر می شود) و هنگامیکه دما بیشتر از عدد ست پوینت باشد، خروجی OFF می شود (یعنی دستور برای خاموش شدن هیتر و یا احتمالا روشن شدن فن صادر می شود). زمانیکه که دما از ست پوینت عبور می کند تا وضعیت خروجی را تغییر دهد دمای پروسه به صورت سیکل وار ادامه پیدا می کند که از دمای زیر ست پوینت بالا برود و یا برعکس. در برخی کاربرد ها این سیکل سریع اتفاق می افتد، بنابراین برای جلوگیری از خرابی کنتاکتورها ، پارامتر “هیسترزیس”، به عملکردهای کنترلر دما اضافه می شود. در حقیقت اگر هیسترزیس نباشد سیستم به احتمال زیاد به حالت ناپایدار خواهد رسید. دلیل این امر با بررسی روش عملکرد کنترلر دما به خوبی آشکار می شود.

کنترلر دما از نوع ON/OFF هنگامی کاربرد دارد که به کنترل خیلی دقیق نیاز نباشد، از این روش می توان در تجهیزاتی که مقدار و حجم سیستم بسیا زیاد است و دما بسیار کند تغییر می کند و یا برای آلارم استفاده کرد. یک نوع خاص از کنترلر ON/OFF که برای آلارم استفاده می شود، یک کنترلر حدی یا LIMIT CONTROLLER که در بازار به آن ترمو سوییچ می گویند. ترمو سوییچ نوع رله کوچک است در صورت عملکردسیستم را خاموش می کند و می تواند به صورت دستی و یا اتوماتیک ریست شود تا دوباره سیستم به حالت عملکرد برگردد. ترموسوییچ مدار الکترونیکی ندارد و به صورت مکانیکی نسبت به تغییر دما تغییر حالت می دهد.

کنترلر دما تناسبی Proportional Control

کنترلردماهای تناسبی برای حذف سیکل های ON/OFF ، طراحی شده اند. هنگامیکه 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 باعث می شود دما از عدد ست پوینت تجاوز نکند، در نتیجه دما به عدد ست پوینت می رسد و در همان نقطه ثابت باقی می ماند. این عملکرد تناسبی، با خاموش و روشن کردن خروجی در فواصل زمانی کوتاه، قابل پیاده سازی 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 آن بازه، خروجی به نسبت اختلاف اندازه گیری شده از ست پوینت، ON و OFF می شود.

کنترل دما PID

کنترل کننده “Proportional- Integral-Derivative controller” PID روشی حلقه بسته (فیدبک دار) برای کنترل یک پارامتر است. اساس کار این کنترلر انتگرال و مشتق است. در این روش که معادله مشخصه آن یک معادله مرتبه ۲ از آن پارامتر می‌باشد با تغییر ضرایب P، I وD   می‌توان پاسخ‌های مختلفی برای نمودار آن پارامتر ایجاد کرد. سرعت پایداری، دقت پایداری و میزان اورشوت “overshoot”  توسط این ضرایب تعیین می‌گردند. 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 سیستم، سریع واکنش نشان می دهند مناسب می باشند.

انواع خروجی ترموستات :

خروجی رله

خروجی رله در ترموستات فقط دارای دو حالت قطع و وصل می باشد. در این نوع از کنترلر زمانی که دما از مقدار از پیش تعیین شده بگذرد، فرمان قطع یا وصل صادر می‌شود. به دلیل نوسانات دمایی و عملکرد صفر و یک بودن این ترموستات، دستگاه باید عمل قطع و وصل را به طور مداوم انجام دهد. در برخی موارد این مسئله سبب استهلاک و کاهش عمر هیتر می‌شود.

خروجی SSR

خروجی این کنترلرها به صورت ولتاژ (ولت) است که می تواند به یک SSR با تحریک DC فرمان دهد. در این حالت نیز خروجی یا قطع است یا وصل.

خروجی آنالوگ

خروجی در این حالت به صورت آنالوگ می‌باشد که معمولا رنج (۱۰-۰) ولت یا (۲۰-۴) میلی آمپر است. در ترموستات‌هایی که خروجی آنها رله است، به دلیل قطع و وصل مکرر باعث ایجاد تنش درهیتر شده در نتیجه موجب آسیب به هیتر می‌گردد. برای جلوگیری از ایجاد تنش در هیتر می توان از کنترل کننده دما با خروجی آنالوگ یا دستگاه پاور رگولاتور (کنترلر بار) استفاده کرد. بدین ترتیب به جای خاموش و روشن  شدن هیتر، توان هیتر کم و زیاد شده تا دما میزان مورد نظر باقی بماند.

خروجی چندگانه

در برخی ترموستات‌ها علاوه بر رله خروجی اصلی که بر اساس PID کنترلر است، یک یا دو رله دیگر وجود دارند که برای آلارم استفاده می‌شوند. همچنین برخی ترموستات‌ها دارای پورت ارتیاطی RS485 برای ارسال اطلاعات به کامپیوتر نیز هستند.

انواع سنسور ورودی در ترموستات

سنسور RTD

Resistance Temperature Detector که به اختصار RTD نامیده می‌شود نوعی حسگر دمایی است که با تغییرات دما مقدار مقاومت آن نیز تغییر خواهد کرد. در واقع میزان دما بر اساس مقاومت سنسور تعیین می‌گردد. جنسRDT ها ممکن است از فلزات مختلفی باشد. از مهمترین فلزاتی که برای ساخت RTD ها استفاده می‌شود پلاتین، نیکل و مس است. پلاتین بهترین فلز برای استفاده در RTD است. فلز مورد استفاده در RTD باید در مقابل خوردگی مقاوم باشد و همچنین نقطه ذوب بالایی نیز داشته باشد.

ورودی ترموکوپل

ترموکوپل “Thermocouple”  از اتصال یک طرفه دو فلز غیر همجنس تولید می‌شود. با تغییر دما طول یکی از فلزها تغییر بیشتری نسبت به دیگری پیدا می کند که این اختلاف منجر به تولید ولتاژ بسیار ضعیفی در حد میلی ولت در طرف آزاد دو فلز میشود. بسته به نوع فلزهای به کار رفته می‌توان انواع مختلفی از ترموکوپل را در دسترس داشت. ترموکوپل‌ها از نظر دقت، بازه اندازه‌گیری دما، حساسیت و با هم تفاوت دارند.


ترموستات


 




داکت
به منظور محافظت از سیم و کابل و انتقال آن‌ها از یک کانال پلاستیکی استفاده می‌شود که آن را داکت می‌نامند.