Bộ điều khiển logic lập trình OMRON C200H-TC103 thay thế

Omron C200H-TC103∙ SYSMAC C200H nhiệt độ điều khiển đơn vị 2 vòng lặp, Pt100 RTD đầu vào, đầu ra hiện tại, PID với Feed-Forward, tự động điều chỉnh

Tổng quan

CácOmron C200H-TC103là một đơn vị điều khiển nhiệt độ hai vòng lặp cho bộ điều khiển có thể lập trình SYSMAC C200H, mô-đun xử lý điều chỉnh nhiệt độ vòng lặp kín chính xác trực tiếp trong giá PLC,không yêu cầu các bộ điều khiển nhiệt độ độc lập riêng biệt.

Trong các ứng dụng điều khiển quy trình và máy mà nhiều vùng nhiệt độ phải được quản lý cùng với I / O tiêu chuẩn của máy và logic trình tự, 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.

Danh hiệu -TC103 đặt mô-đun này vào gia đình đầu vào nhiệt kế kháng bạch kim (Pt100) của các mô-đun nhiệt độ C200H. Dòng kết thúc bằng -TC10X chấp nhận các cảm biến Pt100 và JPt100.trong khi loạt -TC00X được thiết kế cho đầu vào nhiệt cặp.

Sự khác biệt này quan trọng trong giai đoạn lựa chọn cảm biến: cảm biến RTD Pt100 cung cấp độ chính xác tốt hơn, ổn định lâu dài hơn,và các đặc điểm nhiệt độ-kháng tuyến tính hơn so với hầu hết các bộ nhiệt, làm cho chúng trở thành sự lựa chọn ưa thích cho các ứng dụng mà độ chính xác nhiệt độ tuyệt đối và khả năng lặp lại là ưu tiênvà phòng nhiệt độ phòng thí nghiệm, ví dụ.

Hai vòng điều khiển trong một mô-đun duy nhất có nghĩa là C200H-TC103 quản lý hai kênh đo nhiệt độ và điều khiển độc lập đồng thời.

Mỗi vòng lặp đọc cảm biến Pt100 của riêng nó, thực hiện tính toán PID của riêng nó và điều khiển đầu ra dòng điện của riêng nó đến bộ sưởi, van hoặc bộ điều khiển điện.

Đối với các ứng dụng với hai vùng nhiệt độ các hai nửa của thùng đúc phun, tấm trên và dưới của máy ép,các khu vực đầu vào và đầu ra của lò chở ️ kiến trúc hai vòng cung cấp kiểm soát hoàn toàn mà không tiêu thụ hai khe cắm module.

Các thông số kỹ thuật chính

PID với Feed-Forward ️ Ý nghĩa của nó đối với sự ổn định nhiệt độ

Kiểm soát nhiệt độ PID tiêu chuẩn điều chỉnh lỗi nhiệt độ một cách phản ứng điều khiển chờ một độ lệch giữa nhiệt độ quy trình đo và điểm thiết lập,sau đó tính toán một sự điều chỉnh dựa trên độ lệch đó (P), lịch sử tích lũy của nó (I), và tỷ lệ thay đổi của nó (D).

Kiểm soát tiếp cận thêm một yếu tố chủ động: nó dự đoán một sự xáo trộn trước khi cảm biến nhiệt độ phát hiện nó, áp dụng một tín hiệu điều chỉnh trước.

Trong một ứng dụng sưởi ấm, feed-forward thường phản ứng với những thay đổi trong điều kiện hoạt động của máy sưởi ấmhoặc giảm nhiệt độ môi trường xung quanh làm tăng tổn thất nhiệt từ quá trình.

Bằng cách thêm một điều chỉnh feedforward khi những điều kiện này thay đổi,bộ điều khiển nhiệt độ ngăn chặn sự giảm nhiệt độ lớn mà kiểm soát PID tinh khiết sẽ trải qua trong khi bắt kịp sự xáo trộn.

Kết quả là điều chỉnh nhiệt độ chặt chẽ hơn với các độ lệch nhỏ hơn so với điểm đặt, đặc biệt là trong quá trình chuyển tiếp.

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.

Tự động điều chỉnh ️ Loại bỏ cài đặt tham số PID thủ công

Thiết lập lợi nhuận PID bằng tay là một kỹ năng đòi hỏi sự hiểu biết về động lực nhiệt của quá trình, chạy các thử nghiệm phản ứng bước,và lặp đi lặp lại thông qua điều chỉnh tăng trong khi theo dõi phản ứng nhiệt độĐối với nhiều người dùng không có nền tảng này, điều chỉnh PID thủ công là một rào cản đáng kể để có được hiệu suất điều khiển nhiệt độ tốt.

Chức năng tự động của C200H-TC103 tự động hóa quá trình này.

Khi được kích hoạt, thói quen tự động điều chỉnh thực hiện một thử nghiệm được kiểm soát trên quá trình áp dụng một bước thay đổi hoặc dao động rơle cho đầu ra máy sưởi và đo phản ứng nhiệt độ quá trình.

Từ phản hồi này, mô-đun tính toán dải tỷ lệ, thời gian tích hợp và giá trị thời gian phái sinh sẽ cung cấp ổn định,điều khiển nhiệt độ đáp ứng cho quá trình cụ thể này và kết hợp máy sưởi.

Các thông số được tính toán sau đó sẽ được tự động ghi vào sổ kiểm soát của mô-đun.

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.

Sau khi tự động điều chỉnh ban đầu, các thông số có thể được điều chỉnh bằng tay nếu cần thiết, nhưng đối với hầu hết các ứng dụng, các giá trị tự động điều chỉnh cung cấp hiệu suất điều khiển thỏa đáng ngay lập tức.

Tích hợp chương trình PLC 21 Hướng dẫn truy cập dữ liệu đầy đủ

C200H-TC103 giao tiếp với CPU C200H thông qua mặt sau của rack, và chương trình PLC có thể tương tác với tất cả dữ liệu hoạt động của mô-đun bằng cách sử dụng 21 lệnh chuyên dụng.Các hướng dẫn này cho phép chương trình:

Đọc nhiệt độ đo (giá trị quá trình) từ mỗi vòng lặp để hiển thị, ghi lại hoặc xử lý giám sát.

Viết các giá trị thiết lập để thay đổi nhiệt độ mục tiêu từ chương trình PLC cho phép thay đổi nhiệt độ dựa trên công thức khi máy chuyển đổi giữa các sản phẩm.

Đọc và ghi các thông số PID để điều chỉnh tăng động. Kiểm tra tình trạng vòng lặp và báo hiệu báo động ( báo động nhiệt độ cao, báo động nhiệt độ thấp, lỗi cảm biến).

Khởi động tự động điều chỉnh từ chương trình PLC thay vì từ giao diện phần cứng của module.

Truy cập dữ liệu hai chiều này thông qua các hướng dẫn PLC là lợi thế chính của phương pháp gắn rack tích hợp so với các bộ điều khiển nhiệt độ độc lập:chương trình PLC có tầm nhìn đầy đủ và kiểm soát điều chỉnh nhiệt độ, không chỉ là tín hiệu bắt đầu / dừng nhị phân qua các liên lạc tiếp xúc.

Câu hỏi thường gặp

Q1: C200H-TC103 có thể điều khiển cả đầu ra sưởi ấm và làm mát hay chỉ sưởi ấm?

C200H-TC103 tiêu chuẩn với đầu ra hiện tại được thiết kế để điều khiển một chiều ‡ điều khiển đầu ra sưởi.

Đối với điều khiển sưởi ấm / làm mát khi cả bộ sưởi ấm và van làm mát hoặc bộ làm mát đều cần phải được điều chỉnh,Omron cung cấp các mô-đun điều khiển nhiệt độ nhiệt / mát riêng biệt trong phạm vi C200H (series C200H-TV).

Nếu một ứng dụng đòi hỏi cả vòng lặp sưởi ấm và làm mát, thì nên chỉ định biến thể TV thay vì TC103.

Q2: Sự khác biệt giữa đầu vào Pt100 và JPt100 là gì và nên chọn đầu vào nào?

Pt100 và JPt100 (Pt100 của Nhật Bản) đều là nhiệt kế kháng cự bằng bạch kim với kháng cự 100 ohm ở 0 °C,nhưng chúng sử dụng các đường cong tuyến tính khác nhau các mối quan hệ nhiệt độ kháng khác nhau được xác định bởi các tiêu chuẩn quốc tế khác nhau (IEC 60751 cho Pt100, JIS C 1604 cho JPt100).

Trong thực tế, các giá trị kháng khác nhau khoảng 0,05% ở hầu hết các nhiệt độ, nằm trong độ không chắc chắn đo của hầu hết các thiết bị thực địa.

Sự lựa chọn phụ thuộc vào cảm biến được kết nối và C200H-TC103 phải được cấu hình cho tiêu chuẩn phù hợp thông qua cài đặt công tắc DIP của nó.

Q3: Có bao nhiêu mô-đun C200H-TC103 có thể được lắp đặt trong một giá C200H?

C200H rack có thể chứa nhiều mô-đun TC103 cùng với các mô-đun I/O và chức năng đặc biệt khác,tùy thuộc vào tổng số khe cắm của giá đỡ (tối đa 10 khe cắm cho máy quay nền C200H tiêu chuẩn) và công suất phân bổ I / O của CPU.

Mỗi TC103 chiếm một khe cắm và tiêu thụ 0,33A từ bus nền 5V.Tổng lượng điện tiêu thụ của tất cả các mô-đun được lắp đặt trong giá đỡ không được vượt quá đầu ra 5V danh hiệu của đơn vị cung cấp điện ¢ thường là 2A đến 5A tùy thuộc vào biến thể PSU.

Đối với một máy có nhiều vùng nhiệt độ, nhiều mô-đun TC103 có thể được sử dụng trong một hoặc nhiều giá đỡ.

Q4: C200H-TC103 đã ngừng sản xuất. Omron đề nghị thay thế cho các thiết kế mới là gì?

Đối với các thiết kế hệ thống mới đòi hỏi điều khiển nhiệt độ trong rack PLC Omron,Omron khuyến cáo loạt CJ1W-TC (đối với các PLC CJ1 và CJ2) hoặc loạt CS1W-TC (đối với các PLC CS1) là tương đương thế hệ hiện tại.

Cả hai loạt đều cung cấp chức năng kiểm soát nhiệt độ tương đương hoặc nâng cao 2 hoặc 4 vòng kiểm soát mỗi mô-đun, đầu vào RTD hoặc nhiệt cặp, đầu ra điện hoặc điện áp và chẩn đoán được cải thiện.

Đối với các ứng dụng mà nền tảng C200H được duy trì lâu dài, C200H-TC103 vẫn có sẵn thông qua thị trường dư thừa công nghiệp.

Q5: C200H-TC103 có thể phát hiện cảm biến bị hỏng (RTD mạch mở) và kích hoạt báo động?

Có, C200H-TC103 giám sát đầu vào cảm biến của mỗi vòng lặp và phát hiện các điều kiện mạch mở (cắt cảm biến Pt100 bị ngắt hoặc bị hỏng).

Khi phát hiện lỗi cảm biến, cờ lỗi cảm biến tương ứng được đặt trong khu vực dữ liệu của mô-đun, được truy cập bởi chương trình PLC thông qua giao diện hướng dẫn 21.

Chương trình PLC có thể theo dõi cờ này và tạo báo động cho người vận hành, ngừng đầu ra sưởi ấm hoặc chuyển sang chế độ hoạt động dự phòng an toàn.

Khám phá lỗi cảm biến là một tính năng an toàn quan trọng trong các ứng dụng điều khiển nhiệt độ, nơi tiếp tục sưởi ấm mà không có phản hồi nhiệt độ hợp lệ có thể làm quá nóng quy trình hoặc làm hỏng thiết bị.