Controlador PID de temperatura para montagem em painel

Um controlador PID de temperatura para painel lê um sensor de temperatura, compara a leitura com um valor de ajuste e aciona uma saída de aquecimento ou de refrigeração para fechar a diferença. É o instrumento que mantém um processo em temperatura, e é por isso que ele aparece em extrusoras, moldadoras por injeção, linhas de embalagem, estufas, banhos e câmaras ambientais, e não apenas em bancos de ensaio.

Os controladores desta página cobrem quatro tamanhos de painel, de 48×48 a 96×96 mm. As entradas cobrem dez tipos de termopar e de termorresistência, além de 4-20 mA e 0-10 V, escolhidos no menu do instrumento, e não no momento do pedido. As saídas cobrem contatos de relé, acionamento SSR, uma saída PID de corrente ou de tensão e uma saída de transmissão linear, e algumas dessas formas se combinam quando o tamanho de painel permite.

A configuração é pedida como um código montado a partir de cinco posições. O código de tamanho define o recorte do painel, o código de saída define a forma de comutação, o código de alarme define um ou dois canais de alarme, e uma letra no final acrescenta a comunicação RS-485. Como a posição de saída tem um dígito em algumas opções e dois em outras, o comprimento do código muda com a configuração.

Como funciona um controlador PID de temperatura

O controlador executa um laço de controle, e não um termostato. Um controlador só com relé liga o aquecedor por completo até o valor de ajuste ser atingido e depois o desliga por completo, o que faz o processo ultrapassar o valor e recuar em torno dele. Um laço PID observa a distância do processo até o valor de ajuste, há quanto tempo ele está fora dele e quão rápido se move, e ajusta a saída de forma proporcional, e não em degraus. No mesmo aquecedor, o laço PID estabiliza mais perto do valor de ajuste e ali permanece.

A forma de saída decide como esse ajuste chega até a carga. Um contato de relé apenas liga e desliga, então o laço que aciona um relé dosa variando o tempo em que o contato fica fechado dentro de um ciclo. Um acionamento SSR comuta em estado sólido, o que permite a mesma proporcionalidade em um ciclo muito mais curto. Uma saída linear de 4-20 mA ou 0-10 V aciona um controlador de potência ou uma válvula, em vez de chavear a carga diretamente, e é a forma indicada quando a carga é grande demais para um contato.

O tipo de entrada é um item de menu, e não uma escolha de hardware. Um controlador ajustado para um termopar tipo K vai ler um valor plausível, porém errado, de uma PT100 ligada aos mesmos terminais, porque o instrumento está linearizando o sinal contra a curva errada. O tipo de entrada faz parte, portanto, do comissionamento do laço, e não apenas do pedido.

Como escolher o controlador certo

Comece pelo recorte do painel. Ele normalmente já está definido pelo invólucro e, nesta série, também decide o que está disponível: o tamanho 48×48 leva ou um acionamento SSR ou um relé, não os dois, de modo que uma máquina que precisa de uma saída de transmissão linear e de um contato juntos não pode usar esse tamanho.

Defina depois a saída a partir da carga. Um contator ou uma válvula solenoide convém a uma saída de relé. Um relé de estado sólido ou uma unidade de tiristores convém a um acionamento SSR, que comuta mais rápido e não tem contato para desgastar. Um controlador de potência ou uma válvula de controle convém a uma saída linear, e uma carga que também precisa ser registrada ou levada a um PLC convém a uma saída de transmissão linear ao lado da de comutação.

Vêm então o sensor e os alarmes. Dez tipos de termopar e de termorresistência são cobertos, além de 4-20 mA e 0-10 V para um sensor que já chega condicionado. Dois canais de alarme estão disponíveis no código de alarme mais alto. Quando o alarme existe para detectar um aquecedor com falha, e não uma leitura alta, o tipo de falha do aquecedor é o que deve ser especificado, e seus dois parâmetros precisam ser ajustados ao processo antes que se possa contar com ele.

Informe o recorte, o tipo de sensor, a forma de saída, o número de canais de alarme e se a comunicação RS-485 é necessária, e o código decorre dessas respostas.

Limitações e pontos a confirmar

Este instrumento é um controlador, e não um transmissor. Ele não fornece uma retransmissão isolada do valor medido, a menos que a saída de transmissão linear seja pedida, e não registra: um processo que precise de um registro documentado de temperatura exige um registrador de dados além do controlador.

A capacidade publicada aqui para o relé é uma capacidade de contato de 250 VAC a 3 A ou 5 A, dada como um número único, sem vínculo com um tamanho de painel ou um código de saída específico. Capacidade de contato não é capacidade de carga: uma carga indutiva, como um solenoide ou um motor, provoca na abertura um surto que uma carga resistiva de mesma corrente nominal não provoca, e a prática usual é chavear essa carga por um relé intermediário, e não diretamente pelo controlador.

Várias cifras que uma especificação costuma pedir não existem no material fornecido, e elas aparecem nesta página como informação necessária, e não estimadas: grau de proteção, temperatura e umidade de operação, exatidão da medição, período de amostragem e rigidez dielétrica. A tabela de alarmes do desenho fornecido também omite os valores de ajuste 9 e 10, de modo que esses dois valores são publicados como desconhecidos.

Por fim, o controlador mostrado na foto traz uma referência diferente do código de série indicado no documento fornecido. Enquanto esse ponto permanecer em aberto, trate a identificação como não resolvida e informe a configuração de que precisa, em vez de um código, para que as duas possam ser conciliadas antes de o pedido ser feito.