Після включення приладу оператор повинен встановити необхідну температуру регулювання. Установка температури регулювання проводиться в першому рівні режиму настройки. У процесі роботи у верхньому рядку індикаторів виводиться виміряна температура об'єкта, а в нижньому рядку задана температура регулювання. Температуру регулювання можна змінити, не відключаючи установки. Просто увійдіть в перший рівень режиму настройки і змініть температурну уставку. Слід розрізняти точність вимірювання температури приладом і точність підтримки (регулювання) температури. Точність регулювання визначається параметрами об'єкту регулювання і законом управління. У несприятливому випадку (наприклад дуже інерційна піч і двопозиційне регулювання) точність регулювання гірше точності вимірювання. Розгойдування може досягати десятків градусів. Навпаки, в добрій нагоді з ПІД регулюванням можна досягти підтримки температури з коливаннями на рівні роздільної здатності приладів (до 0.1 ° С), що вище абсолютної точності вимірювання температури. Прилади Термодат можуть регулювати температуру як по двохпозиційного, так і по ПІД закону регулювання. Установка закону регулювання проводиться в третьому рівні режиму настройки.
Двохпозиційний закон регулювання
Двохпозиційний метод регулювання - самий звичайний і широко поширений метод регулювання температури - нагрівач включений, якщо виміряна температура Т нижче значення уставки Тус і вимкнений при підвищенні. Потужність, що подається на нагрівач в позиційному регуляторі, має тільки два значення - максимальне і нульове, дві позиції (звідси і утворилася назва) - нагрівач повністю включений або повністю вимкнений. Для запобігання брязкоту поблизу Тус (занадто частого включення нагрівача), передбачається завдання зони повернення ТГС (інші назви цього параметра - зона нечутливості, гістерезис). Нагрівач включений поки температура не досягне значення уставки Тус, нагрівач вимикається при температурі вище уставки. Повторне включення нагрівача відбувається після зменшення температури до значення Тус-ТГС.
Точність регулювання температури залежить від величини гістерезису. Чим менше гістерезис, тим точніше регулювання, але тим частіше включається нагрівач. Зменшуючи гістерезис можна підвищити якість регулювання до деякої межі, що визначається параметрами об'єкту (тепловою інерцією, потужністю нагрівача, тепловим зв'язком нагрівача і об'єкта). Перед роботою з приладом в режимі позиційного регулювання, наладчик повинен встановити гистерезис регулювання у другому рівні режиму настройки. Якщо в приладі для управління нагрівачем є релейний вихід Р, контакти реле замкнуті при температурах нижче уставки і розімкнуті при підвищенні уставки (з урахуванням гістерезису). Іноді, при побудові спеціальних схем автоматики або при управлінні холодильними агрегатами потрібно, щоб контакти реле працювали инверсно, тобто замикалися при температурі вище уставки і розмикалися при низьких температурах. Режим роботи реле можна змінити в режимі настройки встановлюючи за потребою звичайний або інверсний режим роботи реле.
Пропорційно-інтегрально-диференціальний (ПІД) закон регулювання забезпечує значно більш високу точність підтримки температури, ніж двохпозиційний. В ПІД-регулятор середня потужність нагрівача Р плавно змінюється в залежності від невязки dT = T-Tус -Величина відхилення поточної температури Т від уставки Тус (пропорційна складова), а також в залежності від середнього значення нев'язки за деякий період (інтегральна складова) і швидкості зміни температури (диференціальна складова). Для того, щоб досягти високої якості регулювання температури необхідно правильно налаштувати регулятор - задати три коефіцієнта Кпр, Кін, Кдіф - пропорційний, інтегральний і диференційний коефіцієнт регулювання (ПІД коефіцієнти).
Коефіцієнти ПІД-регулювання задаються наладчиком обладнання в другому рівні режиму настройки. Налаштування коефіцієнтів вимагає від наладчика досвіду, рекомендації по налаштуванню даються в технічній літературі. Для полегшення процедури налаштування, прилад Термодат з другого рівня настройки може бути переведений наладчиком в режим спеціальної індикації виведеної потужності і невязки температури (відхилення температури від заданої). У цьому режимі в верхньому рядку відображається потужність виведена на нагрівач у відсотках від 0 до 100, а в нижньому рядку - відхилення температури від уставки. Такий режим зручний тільки для наладчика, після закінчення наладки необхідно вимкнути режим спеціальної індикації. ПІД коефіцієнти можна змінювати, що не відключаючи печі. У багатоканальних приладах по кожному каналу задаються свої коефіцієнти регулювання. Якщо об'єкти регулювання однакові, то можна налаштувати перший канал, а на інших ввести ті ж коефіцієнти, що і на першому.
- Увімкніть прилад, встановіть ПІД закон регулювання, задайте тип термопари.
- Виберіть необхідний канал, встановіть температуру регулювання близьку до тієї, при якій буде працювати піч. Якщо надалі температура регулювання значно зміниться, може знадобитися додаткова підстроювання коефіцієнтів.
- Увійдіть до другого рівня настройки. Встановіть диференційний коефіцієнт рівний нулю. Якщо об'єкт не піддається інтенсивним зовнішнім тепловим впливам, диференційний коефіцієнт можна буде і згодом залишити рівним нулю, або підібрати його в останню чергу. Якщо прилад що раніше не налаштовувався, інші коефіцієнти встановляться за замовчуванням: пропорційний = 50, інтегральний = 10.
- Переведіть прилад у режим спеціальної індикації. У верхньому рядку відображається відхилення температури від уставки, а в нижньому рядку потужність виведена на нагрівач у відсотках від 0 до 100.
- Спостерігайте за показаннями приладу в процесі розігріву печі. При великих відхиленнях температури від заданої, прилад виводить на нагрівач 100% потужності. У міру наближення температури до уставці, потужність повинна знижуватися. Якщо пропорційний коефіцієнт значно менше, ніж потрібно, піч дуже довго виходить на режим - збільште пропорційний коефіцієнт. Якщо температура об'єкта розгойдується в великою амплітудою, при наближенні до уставці потужність не зменшується, а при перевищенні уставки різко зменшується до нуля - пропорційний коефіцієнт слід зменшити. Якщо температура об'єкта не досягає уставки тривалий час - слід збільшити інтегральний коефіцієнт. Записуйте в зошит коефіцієнти і отриманий результат, щоб повернутися до найкращих параметрам по закінченню експериментів.
- У сталому режимі спостерігайте за процесом регулювання та підбирайте коефіцієнти. Завдання полягає в тому, щоб потужність нагріву була практично постійною в часі, а коливання температури були мінімальними.
- Запишіть коефіцієнти в паспорт приладу, щоб можна було повернутися до них у будь-якій ситуації (наприклад у випадках несанкціонованого зміни).
Використання додаткової температурної уставки
Більшість приладів Термодат має дві температурні уставки для кожного каналу вимірювання або для частини каналів. Перша уставка - основна і позначає температуру регулювання. Друга уставка є додатковою, після досягнення другої уставки спрацьовує додаткове реле. Друга уставка задається наладчиком в першому рівні режиму настройки. Додаткова уставка по температурі може бути використана для досягнення різних цілей - для включення аварійної сигналізації при перегріванні, для включення охолоджувального пристрою, для підвищення точності регулювання або збільшення швидкості розігріву печі.
Точність позиційного регулювання можна підвищити, використовуючи додатковий релейний вихід, пов'язаний з другою температурної уставкой. У цьому випадку може бути реалізовано двоступенева регулювання. При низькій температурі включені два нагрівача, при досягненні значення додаткової уставки Тусд додатковий нагрівач вимикається, подальше нагрівання і регулювання ведеться одним нагрівачем, потужність якого підібрана таким чином, щоб він був включений 60-80% часу. Така схема включення може бути корисна і для ПІД регулювання, так як дозволяє ПІД регулятору працювати при оптимальних виведених потужностях (60-80%), а для швидкого розігріву печі використовується перша більш потужна щабель. Для реалізації двоступеневого регулювання контакти додаткового реле Р2 повинні бути замкнуті при температурі нижче другої уставки і розімкнуті при температурах вище уставки (з урахуванням гістерезису).
Регулювання температури з використанням охолоджувача
Другий релейний вихід може бути використаний для включення вентилятора-охолоджувача. Метод регулювання з охолоджувачем незамінний в об'єктах з внутрішнім саморазогрева, а також в об'єктах з дуже великими характерними часом охолодження, добре теплоізольовані або слабонагретимі. Для реалізації режиму регулювання з охолоджувачем контакти реле Р2 повинні бути розімкнуті при температурах нижче другої уставки і замкнуті при температурах вище уставки (з урахуванням гістерезису).
Сигналізація про перегрів
Другий релейний вихід Р2 може бути використаний для включення сигнального пристрою (дзвінка, лампочки) для попередження про перегрів вище допустимої аварійної температури, що задається другий уставкой.
Трипозиційне імпульсне регулювання
Деякі моделі Термодат випускаються з трьохпозиційним імпульсним законом регулювання. В цьому випадку для регулювання температури по одному каналу використовується два реле (реле Р1 і реле Р2). Режим регулювання іменується трьохпозиційним, так як для управління потужністю прилад формує три команди (три позиції) - збільшити потужність нагріву (включається реле Р1), зменшити потужність нагріву (включається реле Р2) і нейтральна позиція - обидва реле вимкнені, потужність не змінюється. Для того, щоб поступово змінювати потужність використовується імпульсна управління. Сигнали збільшити / зменшити потужність нагріву подаються імпульсами. Тривалість імпульсу або частота повторення імпульсів залежать від величини відхилення температури від уставки. Мінімальний час і час проміжку між керуючими імпульсами задаються наладчиком в другому рівні режиму настройки.
Якщо об'єкт регулювання має велику теплову інерцію і добре теплоізольовані може бути використаний трьохпозиційний закон регулювання без імпульсного управління. У цьому випадку реле Р1 використовується для формування команди збільшити температуру, тобто включити нагрівач, а реле Р2 формує команду знизити температуру, тобто включити охолоджувач. Третій стан - обидва реле вимкнені, температура не змінюється.