製品タイプ
PID制御器は、プロセスを設定値に保ちます。センサを読み、その読みを操作員が入力した値と比べ、差を埋めるように出力を調節します。機械では、熱・冷却・流量をどれほど入れるかを決める計器であり、そのため実験室だけでなく、押出機、成形機、包装ライン、乾燥器、恒温槽、試験チャンバに設置されています。
PID制御器は、プロセスを設定値に保ちます。センサを読み、その読みを操作員が入力した値と比べ、差を埋めるように出力を調節します。機械では、熱・冷却・流量をどれほど入れるかを決める計器であり、そのため実験室だけでなく、押出機、成形機、包装ライン、乾燥器、恒温槽、試験チャンバに設置されています。
制御器を、そのまわりのものと分けて考える価値があります。問い合わせではこれらが混同されることが多いからです。温度センサは測定して信号を出します。トランスミッタはその信号を整えて渡します。データロガーはそれを記録します。制御器はそれに基づいて動作します。制御器は測定値を表示することが多く、たいてい表示しますが、制御器たらしめているのは表示ではなく、閉ループです。
選定は、次の 4 つの問いにかかります。入力が何を測定するか、負荷がどの出力を必要とするか、プロセスが警報チャンネルをいくつ要求するか、そして使える盤のスペースです。ほかのすべてはこれらから導かれ、順序も問題になります。一部の計器では盤のサイズ自体が、取り付けられる出力を制限するためです。
PID制御器とサーモスタットの差は、設定値の近くで何が起きるかです。サーモスタットは、設定値に達するまで出力を入れ、達してからは切るだけなので、プロセスは設定値を通り越し、戻り、その値に落ち着くのではなく値のまわりで振れます。PIDループは 3 つのものを同時に見ます。プロセスが設定値からどれほど離れているか、どれ長い間離れているか、そしてどれだけの速さで動いているかです。それから出力を、段階ではなく比例的に調節します。正しくチューニングしたループは、設定値の近くで落ち着き、そこに留まります。
出力方式は、その調節が負荷にどう届くかを決めます。リレーは切換えるだけなので、リレーを駆動するループは、周期の中で接点が閉じている時間の割合を変えます。半導体リレーは無接点で切換えるため、はるかに短い周期で比例でき、速い熱プロセスに合います。線形の電流または電圧出力は、負荷を直接切換える代わりに電力調整器や弁を駆動し、負荷が大きすぎて接点で扱えない場所で使う方式です。これらどれについても、制御アルゴリズム自体は変わりません。変わるのは、その判断をどれだけ細かに適用できるかです。
入力形式は、盤取付計器のほとんどで、ハードウェアの選択ではなくメニューの設定で、これは注文と同じくらい試運転の問題です。ある熱電対形に合わせて設定した制御器に、別のセンサを同じ端子へ接続すると、もっともらしい誤った値を表示します。入ってくるミリボルト信号を、間違った曲線で線形化するためです。実際に取り付けたセンサに合わせて入力形式を設定することは、ループを運転状態に持っていく作業の一部です。
仕様のほとんどは、精度等級ではなくこれらの判断で決まります。一つが次を制約するため、順番に決めていきます。
| 構成 | 確定が必要な選択肢 | 決定対象 |
|---|---|---|
| パネルサイズと取付穴 | 一般的な正方形と長方形の DIN サイズ。コンパクトから全幅まで | 盤内で使えるスペース、そして一部の計器では、そもそも取り付けられる出力そのものです。小さい筐体はすべての組合せを収容できないためです。 |
| 入力形式 | 熱電対と測温抵抗体の各ファミリー、およびアナログの電流・電圧入力 | 別のトランスミッタなしで接続できるセンサは何かです。対応タイプの範囲は通常広く、すべてをカバーするわけではありません。珍しいセンサは、想定するより確認する価値があります。 |
| 出力方式 | リレー接点、半導体リレー、線形の電流または電圧、あるいはその組み合わせ | 出力をどれだけ細かに比例制御できるか、そしてあるプロセスで制御がどれだけきつく保てるかです。 |
| 出力数 | 単独の出力、または冷却用や 2 つ目のゾーン用の出力を追加した構成 | 加熱と冷却の両方を必要とするプロセスを 1 台の計器で運転できるかで、そうすれば 2 台目の制御器とその配線が減ります。 |
| 警報チャンネル | 警報出力を 1 つまたは 2 つ、あるいはなし | 制御出力とは独立して、限界を外れた状態を通知できるか、そして警報が絶対値か設定値に対する相対か。 |
| 警報機能 | 偏差、バンド、絶対値、タイマー、ヒータ断線の各形 | 警報が実際に何をつかむかです。ヒータ断線警報は、高い読みではなくヒータの故障をとらえ、プロセスに合った 2 つのパラメータを設定しないと機能しません。 |
| 通信 | シリアルバス。ホストシステムの有無 | 設定値と読みを一元的に集められるか、そしてレシピの変更を複数の制御器へ同時に送れるか。 |
| 電源と切換容量 | 商用電源または低圧電源、およびリレー出力の接点定格 | 負荷を直接切換えられるか、中継リレーが要るかです。誘導性負荷では、中継リレーを挟むのが通常の構成です。 |
| 選択要素 | それが答えを決める理由 | 問い合わせ前に決めておくこと |
|---|---|---|
| センサの種類と範囲 | 入力形式はセンサに合わせなければならず、測定する範囲は計器のスパンに収まる必要があります | センサの種類と、それがカバーする温度またはプロセスの範囲を、通常の点ではなく両端も含めて示してください。 |
| 負荷とその定格 | 何を切換えるかから、出力方式も接点定格も導きます | 負荷の種類、その電流、抵抗性か誘導性かを明記してください。接点定格は負荷定格ではありません。 |
| 必要な制御の質 | 狭い幅を保つ必要があるプロセスは、広い範囲に収まればよいプロセスより細かい比例制御を要します | 制御器の名前を出すのではなく、必要な許容差と、それを越えた場合に何が起きかを記述してください。 |
| 警報の要求 | 故障したヒータをつかむ警報は、高い読みをつかむ警報とは別の機能です | 警報が何を捕まえるものなのかを言ってください。警報名ではなく、故障を記述してください。 |
| 盤のスペースと取付穴 | 取付穴は通常、制御箱側で既に決まっており、箱を作り直さずに広げることはできません | 既存の取付穴、または盤が新設の場合は使えるスペースを伝えてください。 |
| 盤のまわりの環境 | 熱、粉じん、水洗いは、前面と計器の寿命の両方に効きます | プラント全般ではなく盤の場所を記述し、前面に水を掛ける場所かも言ってください。 |
| 統合 | 設定値を現地で入力するのか上位から送るのかが、通信の要否を決めます | 遠隔で制御器を読むものが何か、そしてどのプロトコルかを明記してください。 |
計器のスパンと動作範囲は別の数値です。プロセスが到達しうる最も広い温度で選んだ制御器は、普段運転する温度では分解能が落ちるため、述べるべきは動作点です。
PID制御器 のお問い合わせが、実際にはどのタイプにあたるのか、そして選定がどこで決まるのかをまとめています。
| 近似する代替機種 | PID制御器との違い |
|---|---|
| プログラマブルコントローラシステム | プログラマブルコントローラは、制御ループが書き込まれ、かつアナログ I/O が備わっている場合にのみ制御ループを実現し、より大きなプログラムの一部として複数のループを同時に扱います。PID制御器は、ループ 1 〜 2 つ用の単体完結の計器で、プログラミングではなく設定を行い、機械のプログラムが止まっても制御器として動き続けます。 |
| 信号変換器 | 信号変換器はプロセスには動作せず、信号の形や範囲を変えます。例えば熱電対を 4-20 mA に変換します。PID制御器は測定し、判断し、出力を駆動します。パネルメータや PLC がセンサから標準信号を必要とする場所では、それを供給するのは信号変換器です。 |
| 制御モジュール | 制御モジュールは、より大きな制御システムの中の一構成要素で、自らの操作卓を持ちません。PID制御器は、表示・キー・出力を備えた盤面の計器として完成しており、機械の操作員が通常触るのはこちらです。 |
| 温度センサ | センサは信号を出すだけで、それ以上ではありません。報告された値をどうするかを決めるのは制御器です。実際に取り付けたセンサを無視して入力形式を選ぶのは、新しいループが最初の起動で誤って読む最も一般的な理由なので、両者は通常まとめて指定します。 |
| 産業データロガー | ロガーは出来事を記録し、プロセスが限界内に留まっていたことを後で証明するために使います。制御器はその場で動作します。制御も文書化も必要なプロセスは、両方、または記録用の上位システムを控えた制御器を必要とします。 |
お問い合わせにこれらの内容が含まれていれば、最初の返信は質問集ではなく見積りになります。数値が不明な場合は、用途の説明をお送りいただければ、そこから必要な条件を確認します。
公開中の製品
PID制御器
パネル取付の PID 温度調節計を 4 つのパネルサイズで用意し、熱電対、測温抵抗体、4-20 mA、0-10 V の入力を受け、リレー、SSR、線形、RS-485 の出力を駆動する。
産業自動化・制御にも掲載
産業自動化・制御 のもとでお見積りしているすべての製品タイプです。リンクがまだないタイプもお見積り対象で、それぞれの説明は 産業自動化・制御 の概要に書かれており、機種が公開され次第、専用のページを持ちます。
よくあるご質問
2 つ目の出力を持つ計器の形であれば、できます。その場合、ループの比例制御を設定値の両側に分け、プロセスが設定値より上がったら 2 つ目の出力が冷却媒体を駆動します。これが問題になる用途では、後から推測させるのではなく、問い合わせの段階で要求を述べる価値があります。2 つ目の出力は単独出力の計器とは別の構成で、最小の筐体サイズでは選べないこともあるためです。
接続するセンサから決めます。プロセスの温度だけでは決まりません。同じ範囲をカバーしても熱電対や測温抵抗体の形が異なる 2 つのセンサは、別の入力設定を必要とし、誤った方に設定した制御器は、誤差量が温度とともに変わる、もっともらしい数値を表示します。入力形式は、ループを試運転する際に、実際に取り付けたセンサを確かめてメニューで確定します。
ループがその判断をどれだけ細かに適用できるかを変えます。速いプロセスでは、それが結果の限界になります。リレーは開または閉のどちらかだけなので、ループは接点が閉じている時間を変えて比例し、周期は接点を摩耗させないだけの長さが必要になります。半導体リレーは、そのはるかに短い時間で切換えるため、同じ制御アルゴリズムでも、より安定した温度になります。線形出力は、連続的に比例する電力調整器を駆動します。プロセスが狭い幅を保つ必要がある場所では、出力方式は設置の好みではなく、答えの一部です。
プロセスを記述する 2 つのパラメータです。時間窓と、その中で測定値がどう変わるべきかという見込みです。警報は、読みがしきい値を越えたかではなく、出力が入っているあいだに読むべきとおりに動いたかを判断します。プロセスに合わないパラメータで設定すると、動作しないか、すべての周期で動作してしまうため、既定値に置くのではなく意を持って設定します。
なりません。制御器はリアルタイムでプロセスに動作しますが、後で差し出せる記録は作りません。限界内に留まっていたと示す必要があるプロセスは、制御器に加えてロガーまたは記録用の上位システム、あるいは読みを一元的に集める制御器を必要とします。両方が必要な場所では、通信の要求を制御の要求と一緒に述べて、2 つをまとめて仕様化してください。
仕様をお送りいただければ、該当する型式、供給可能性、納期を確認します。最低注文数は 1 台 です。
見積依頼
技術的な詳細をお送りいただければ、供給可否・納期・取引条件を確認いたします。在庫品は 48 時間以内に出荷し、カスタマイズ仕様は通常 2〜10 日を要します。最低注文数は 1 台 です。