Das L300 von Labfacility, ein neues, einzigartiges Gerät, bietet gleichzeitige Temperaturmessung & -protokollierung für bis zu 8-Kanäle mit unabhängiger Ein/Aus-Regelung oder Alarme für jeden Kanal. Eingänge können Pt100 oder Thermoelemente sein. Bei Thermoelementen kann jeder Typ für jeden Kanal ausgewählt werden (Typ J, K, T, E, N, R, S & B). Echtzeitdarstellung eines oder aller Kanäle sind auch wählbar. Sie werden als 2D- oder 3D-Darstellung angezeigt. Jeder der 8 Alarmausgänge kann vom Benutzer vollständig konfiguriert und jedem Eingang nach Bedarf zugeordnet werden. Die Kontakte haben Nennwerte von 10A/250V.
Das Gerät kann eigenständig oder mit der mitgelieferten PC-Software konfiguriert und verwendet werden. Typische F&E- und Experimentalanwendungen sind Mehrzonen-Komfortregelung (Heizen & Kühlen), Härteöfen, Profilieröfen, Kuchenherstellung und Backöfen.
Fallbeispiel: Temperaturregelung und Alarmüberwachung an einem 4-Zonen-Ofen
In dieser Anwendung werden 4 Kanäle des L300-Controllers zur Regelung der Ofenzonen eingesetzt und die anderen 4 Kanäle werden zur Anzeige der Prozesstemperatur und als Alarmüberwachung genutzt. Diese Anordnung ermöglicht es dem Bediener, die Regelungseinstellungen zu optimieren, während er sich auf die Alarmfunktionen verlassen kann, die jede evtl. auftretende Unter- oder Übertemperatur anzeigen.
Das L300 bietet eine Ein/Aus-Regelung, die einfachste Form der Regelung, die, mit einer sorgfältig ausgewählten Hysterese und im Idealfall einer angemessenen thermischen Masse eine genaue Temperaturregelung ergibt. Prozesse mit potenziell schnellen Temperaturänderungen profitieren von einer größeren Hysterese, um die beste Stabilität zu gewährleisten.
Bei der Ein/Aus-Temperaturregelung ist der Ausgang aus dem Gerät entweder ein- oder ausgeschaltet. Der Ausgang wird von einem Zustand in den anderen geschaltet, wenn die Prozesstemperatur über oder unter den Sollwert (Auslösewert) geht. Zur Regelung der Heizung ist der Ausgang "ein", wenn die Temperatur unter dem Auslösewert ist und "aus", wenn sie über dem Auslösewert ist.
Da die Prozesstemperatur über den Auslösepunkt steigt und darunter fällt, um zu bewirken, das der Ausgang seinen Zustand ändert, schwankt die Temperatur in gewissem Maße über und unter den Auslösepunkt (das tatsächliche Ausmaß, in dem dies auftritt, ist eine Funktion der dem Prozess zugeführten Heizenergie und der thermischen Masse des Prozesses).
Hysterese ist eine Schaltdifferenz (Totzone), die auf den Auslösepunktbereich angewendet wird, um exzessiv schnelles Schalten des Ausgangs um den Bereich des Auslösepunkts zu minimieren oder eliminieren (d.h. durch schnelle Schwankungen der Prozesstemperatur um den Auslösepunkt).
Die Hysterese sorgt dafür, dass die Prozesstemperatur den Auslösewert um einen bestimmten Betrag übersteigt (vom Benutzer wählbar), bevor der Ausgang wieder ein- oder ausschaltet (das Diagramm zeigt die Arbeitsweise). Der Hysteresewert (oder "Totzone") wird normalerweise eingestellt, wenn der Prozess in Betrieb gesetzt wird.
Prozesskühlung kann, falls erforderlich, durch die Bereitstellung eines zusätzlichen Relais für den "Regel"-Kanal/-Eingang geregelt werden. Durch Konfigurieren dieses Ausgangs als Höchstwert-Alarm mit Relais in Normalbetrieb und Verwendung des Arbeitskontakts kann ein Kühlgerät betrieben werden. Ein solches Gerät ist typischerweise ein Gebläse oder Flüssigkeitsregelventil (Ein/Aus-Typ, nicht proportional im Falle der Ein/Aus-Regelung). Die Hysterese muss eingestellt werden, um einen optimalen Einsatz des Kühlmittels zu ermöglichen.
Lage des Sensors
Die Lage des Sensors ist ein wichtiger Aspekt, um die bestmögliche Regelung zu erreichen. Heizungstemperatur-und Prozesstemperatur sind getrennte, obwohl eng verwandte Parameter. Idealerweise befände sich der "Regel"-sensor ziemlich nahe an der Heizung, damit eine 'scharfe' Regelung erreicht wird.
Die Prozesstemperatur ist der wichtigste Aspekt für die Produktqualität. Die Messung wird idealerweise mit einem separaten Sensor in dieser Zone durchgeführt. Die Beziehung zwischen den zwei Sensorlagen ist auch eine Funktion der thermischen Masse des Prozesses. Zum Beispiel treten Änderungen der Heizungstemperatur in der Regel schneller auf als die des Prozesses. Die Hysteresewerte müssen angepasst werden, um den besten Kompromiss zu erzielen.
