Einbau-PID-Temperaturregler

Ein Einbau-PID-Temperaturregler liest einen Temperatursensor, vergleicht den Messwert mit einem Sollwert und steuert einen Heiz- oder Kühlausgang an, um die Abweichung zu schließen. Er ist das Gerät, das einen Prozess auf Temperatur hält, weshalb er an Extrudern, Spritzgießmaschinen, Verpackungslinien, Öfen, Bädern und Klimakammern zu finden ist und nicht nur an Prüfständen.

Die Regler auf dieser Seite decken vier Einbaugrößen von 48×48 bis 96×96 mm ab. Die Eingänge umfassen zehn Thermoelement- und RTD-Typen sowie 4-20 mA und 0-10 V, im Gerätemenü ausgewählt statt bei der Bestellung festgelegt. Die Ausgänge umfassen Relaiskontakte, SSR-Ansteuerung, einen PID-Strom- oder -Spannungsausgang und einen linearen Übertragungsausgang, und einige davon lassen sich kombinieren, soweit die Einbaugröße es zulässt.

Die Konfiguration wird als Code aus fünf Stellen bestellt. Der Größencode legt den Schalttafelausschnitt fest, der Ausgangscode die Schaltform, der Alarmcode einen oder zwei Alarmkanäle, und ein nachgestellter Buchstabe ergänzt RS-485. Da die Ausgangsstelle bei einigen Optionen eine Ziffer und bei anderen zwei umfasst, ändert sich die Codelänge mit der Konfiguration.

Wie ein PID-Temperaturregler arbeitet

Der Regler führt einen Regelkreis und keinen Thermostaten. Ein reiner Relaisregler schaltet die Heizung voll ein, bis der Sollwert erreicht ist, und dann voll aus, was um den Sollwert herum über- und dann unterschwingt. Ein PID-Regelkreis misst, wie weit der Prozess vom Sollwert entfernt ist, wie lange er davon entfernt ist und wie schnell er sich bewegt, und verstellt den Ausgang proportional statt in Stufen. An derselben Heizung schwingt der PID-Regelkreis näher am Sollwert ein und hält ihn dort.

Die Ausgangsform entscheidet, wie diese Verstellung die Last erreicht. Ein Relaisausgang kann nur schalten, der Regelkreis arbeitet daher damit, wie lange das Relais innerhalb eines Zyklus geschlossen bleibt. Eine SSR-Ansteuerung schaltet halbleitend, was dieselbe Proportionalisierung in einem viel kürzeren Zyklus erlaubt. Ein linearer 4-20 mA- oder 0-10 V-Ausgang steuert einen Leistungssteller oder ein Ventil an, statt die Last direkt zu schalten, und er ist die Form, die für eine zu große Last für einen Kontakt passt.

Der Eingangstyp ist eine Menüeinstellung und keine Hardwareentscheidung. Ein Regler, der auf ein Thermoelement vom Typ K eingestellt ist, liest von einem RTD an denselben Klemmen einen plausiblen und falschen Wert, weil das Gerät das Signal gegen die falsche Kennlinie linearisiert. Der Eingangstyp gehört daher zur Inbetriebnahme und nicht allein zur Bestellung.

So wählen Sie den passenden Regler aus

Beginnen Sie mit dem Schalttafelausschnitt. Er ist meist schon durch das Gehäuse festgelegt, und bei dieser Baureihe entscheidet er auch darüber, was verfügbar ist: Die Größe 48×48 trägt entweder eine SSR-Ansteuerung oder ein Relais, nicht beides, eine Maschine, die einen linearen Übertragungsausgang und einen Kontakt zugleich braucht, kann diese Größe also nicht verwenden.

Legen Sie danach den Ausgang von der Last her fest. Ein Schütz oder ein Magnetventil passt zu einem Relaisausgang. Ein Halbleiterrelais oder ein Thyristorsteller passt zu einer SSR-Ansteuerung, die schneller schaltet und keinen Kontakt zum Verschleißen hat. Ein Leistungssteller oder ein Regelventil passt zu einem linearen Ausgang, und eine Last, die zusätzlich aufgezeichnet oder an eine SPS gegeben werden muss, passt zu einem linearen Übertragungsausgang neben dem schaltenden.

Danach der Sensor und die Alarme. Zehn Thermoelement- und RTD-Typen sind abgedeckt, dazu 4-20 mA und 0-10 V für einen Sensor, der bereits aufbereitet ist. Zwei Alarmkanäle sind beim höheren Alarmcode verfügbar. Ist der Alarm dafür gedacht, eine ausgefallene Heizung zu erkennen, statt einen hohen Messwert, ist der Typ Heizungsbruch zu spezifizieren, und er muss mit seinen zwei Parametern passend zum Prozess eingestellt werden, bevor man sich auf ihn verlassen kann.

Nennen Sie den Ausschnitt, den Sensortyp, die Ausgangsform, die Anzahl der Alarmkanäle und ob RS-485 benötigt wird, und der Code ergibt sich daraus.

Grenzen und zu klärende Punkte

Dieses Gerät ist ein Regler und kein Messumformer. Es liefert keine getrennte Weiterleitung des Messwerts, sofern nicht der lineare Übertragungsausgang bestellt wird, und es zeichnet nicht auf. Ein Prozess, der eine dokumentierte Temperaturaufzeichnung braucht, benötigt zusätzlich einen Datenlogger oder einen Schreiber.

Die hier angegebene Relaisbelastbarkeit ist eine Kontaktbelastbarkeit von 250 VAC bei 3 A oder 5 A, als einzelner Wert genannt, ohne an eine bestimmte Einbaugröße oder einen Ausgangscode gebunden zu sein. Eine Kontaktbelastbarkeit ist keine Lastangabe: Eine induktive Last wie ein Magnet oder ein Motor zieht beim Abschalten einen Stromstoß, den eine ohmsche Last mit demselben Nennstrom nicht zieht, und die übliche Praxis ist, eine solche Last über ein Zwischenrelais zu schalten und nicht direkt vom Regler aus.

Mehrere Werte, die eine Spezifikation häufig verlangt, fehlen im gelieferten Material ganz und sind auf dieser Seite als Angabe erforderlich aufgeführt statt geschätzt: Schutzart, Betriebstemperatur und -feuchtigkeit, Messgenauigkeit, Abtastperiode und Spannungsfestigkeit. Die Alarmtabelle in der gelieferten Zeichnung lässt zudem die Einstellwerte 9 und 10 aus, diese beiden werden daher als unbekannt veröffentlicht.

Schließlich trägt der in der Fotografie gezeigte Regler eine andere Referenz als der im gelieferten Dokument genannte Baureihencode. Bis das geklärt ist, ist die Identifikation als offen zu behandeln, und nennen Sie besser die benötigte Konfiguration als einen Code, damit beide vor der Bestellung in Übereinstimmung gebracht werden können.