رله کنترل دما
همانطور که از اسم این دستگاه مشخص است، کنترلر دما، تجهیزی است که از آن جهت کنترل دمای پروسه صنعتی استفاده می شود، بدون اینکه نیاز به حضور اپراتور باشد. در این سیستم، کنترلر دما، دمای خروجی یک سنسور دما نظیر ترموکوپل و یا RTD را دریافت نموده، و دمای واقعی سنس شده توسط سنسور را با دمای مورد نیاز که توسط اپراتور در دستگاه ست شده است، مقایسه می کند و خروجی مناسب را به تجهیزات کنترلی نظیر فن و یا المنت که به آن متصل شده است ارسال می نماید.
کنترلر دما تنها یکی از اجزای سیستم کنترل دما می باشد. لذا جهت انتخاب کنترلر مناسب، کل سیستم کنترل دما باید انالیز شده و مورد بررسی قرار بگیرد. بطور کلی می توان این موارد را در انتخاب کنترل کننده دما بررسی و مورد توجه قرار داد. دامنه اندازه گیری و دقت دستگاه، حداکثر دمای قابل تحمل، ابعاد دستگاه، تعداد پورت ها، تعداد و نوع خروجی و ورودی، شرایط سایت و محیط و نکات دیگر که برای بررسی آن باید اطلاعات کامل تر و جامع تری نسبت به شرایط کلی و جزئیات داریم.


کنترلر دما به چند طریق دما را کنترل می کند؟
به طور کلی کنترلر دما از دو طریق کنترل عمده دما را بر عهده دارد که در ادامه به آنها اشاره میکنیم.
۱- کنترلر دما از طریق کنترل ترتیبی (Sequential Control): در این روش کنترلی، یک سری فرآیندی که از پیش تعیین شدهاند به ترتیب انجام میگیرد.
۲- کنترلر دما از طریق کنترل بازخوردی (Feedback Control): فرآیندهایی که همواره در حال بررسی مجدد بوده و چندین کار پشت سرهم انجام شده و دوباره و دوباره و دوباره انجام میشوند. در این حالت همواره مقدار نهاییمان در حال ارزیابی است.
در اکثر دستگاه های کنترلر دما از روش بازخوردی و فیدبک گیری استفاده میشود. سنسور دما، دمای کوره (قسمت مورد نظر) را اندازهگیری میکند. (قسمتی که بایستی کنترل شود). کنترلر دما، دمای اندازهگیری شده توسط سنسور دما را دریافت کرده (مقدار فعلی) (present value) و آن را با دمای تنظیمشده (set point) مقایسه میکند و سپس در صورتیکه مقدار فعلی از مقدار تنظیم شده کمتر باشد، هیتر را روشن میکند.
هنگامیکه مقدار present value، از مقدار تنظیم شده بیشتر بشود، کنترلر، هیتر را خاموش میکند. سپس سنسور دما، دمای حاصل را اندازهگیری کرده و این چرخه دوباره تکرار میشود. اقدامات ۱ تا ۳ همواره در حال تکرار شدن بوده تا دما در نزدیکی مقدار مطلوب نگه داشته شود:
ورودی: دمای کوره را از طریق سنسور دما اندازهگیری میکند.
کنترل: مقدار مطلوب را با مقدار تنظیم شده مقایسه کرده و تصمیم گیری میکند.
خروجی: هیتر را متناسب با تصمیمی که میگیرد، روشن یا خاموش میکند.
روشهای کنترل دما
روشهای کنترل دما با استفاده از کنترلر دما را میتوان به دو دستهی زیر تقسیم بندی کرد:
1. کنترل دما گسسته (ON/OFF control)
در این روش، دما به سادگی و فقط با روشن و خاموش شدن هیتر، تنظیم میشود. در این روش هنگامی که دما کمتر از دمای مشخص شده است، هیتر روشن شده و هنگامی که دما بیشتر از دمای مشخص شده میباشد، هیتر خاموش میشود. به این روش کنترلی که در آن کنترل کردن دما با روشن و خاموش کردن هیتر با توجه به رابطهی بین دمای فعلی و دمای مطلوب انجام میشود، کنترل ON/OFF (کنترل آن و آفی) میگویند. کنترل ON/OFF ممکن است منجر به برخی پدیدهها مانند اُورشوت (overshoot) (اُور شوت) یا حرکت نوسانی (hunting) (هانتینگ) شود.
(همانطور که در تصویر زیر مشاهده میکنید) برای جلوگیری از رخ دادن این پدیدهها بهتر است که کنترل با دقت بیشتری انجام شود. اما از آنجا که در روش کنترلی ON/OFF اورشوت و حرکت نوسانی رخ میدهد، این روش برای مواردی که به دقت بالایی نیاز نیست، استفاده شده و میتوان گفت که روشی قدیمی و منسوخ شده است.
2. کنترل دما PID Control) PID)
در این روش در مقایسه با روش ON/OFF، با سرعت کمتری به دمای مطلوب میرسیم ولیکن نوسانات کمتری داشته و اورشوت به حداقل میرسد. در این روش این امکان برای ما فراهم میشود که پس از رسیدن به دمای مطلوب با دقت بالایی دما را در یک مقدار ثابت نگه داریم. بنابراین در این روش مشخصههای کنترلی بهتر از روش قبلی بوده و اورشوت و هانتینگ نخواهیم داشت. همچنین اگر از طریق اغتشاشات خارجی، به سیستم خللی وارد شود، سیستم به سرعت به حالت مطلوب خود باز میگردد.
3. تنظیم خودکار (AT) (Automatic Tuning)
خوشبختانه در دنیای امروز، نیازی به تنظیم این ضرایب نیز و شرکتهای تولید کننده با مدارات داخلی و دستورات پیچیدهای که در کنترلکنندههای دما برنامهریزی کردهاند، باعث شدهاند که یافتن هر سه ضرایب توسط کنترلر دما انجام شود. بنابراین نگرانی خاصی نداشته باشید ولیکن لازم بود که با این مطالب آشنا شده تا فرآیند کار را بهتر بفهمیم. همچنین از روش PID در کاربردهای مختلف دیگری نیز استفاده میشود که شما از این پس به این مطلب تسلط کافی را دارید.
