کنترلر دما آتونیکس TK

کنترلر دما آتونیکس TK یا Autonics TK Series High Performance PID Temperature Controller یکی از خانواده های حرفه ای آتونیکس برای کنترل دقیق دما و متغیرهای فرایندی است. این سری با Sampling Cycle سریع 50ms، دقت نمایش ±0.3% و الگوریتم های ON/OFF، P، PI، PD و PID برای سیستم هایی طراحی شده که ثبات دما، سرعت پاسخ و انعطاف ورودی و خروجی اهمیت زیادی دارند. خانواده TK در ابعاد مختلف پنل عرضه می شود و بسته به Part Number می تواند ورودی Thermocouple، RTD، Voltage یا Current، خروجی Relay، SSR Drive یا Current، آلارم، خروجی انتقال 4–20mA و ارتباط RS485 داشته باشد. برخی مدل ها همچنین کنترل هم زمان Heating و Cooling و تغییر بین Automatic و Manual Control را پشتیبانی می کنند.

کنترلر دما آتونیکس TK چیست؟

سری TK یک کنترلر دیجیتال PID برای دریافت مقدار فرایند، مقایسه آن با Set Value و تنظیم خروجی کنترلی است.

در کاربرد دما، Sensor مقدار واقعی یا PV را به Controller ارسال می کند. دستگاه آن را با SV مقایسه کرده و Heater یا Cooler را کنترل می کند.

به دلیل ورودی های آنالوگ، کاربرد TK فقط به دما محدود نیست و در بعضی پروژه ها برای سایر متغیرهای فرایندی نیز قابل استفاده است.

Sampling سریع 50ms

یکی از ویژگی های مهم سری TK، Sampling Cycle برابر 50ms است.

Controller در هر 50ms ورودی را نمونه برداری می کند و می تواند تغییرات فرایند را با سرعت بالایی تشخیص دهد.

این ویژگی در ماشین های بسته بندی، تجهیزات حرارتی سریع، هیترهای کوچک و فرایندهایی با تغییرات سریع دما اهمیت بیشتری دارد.

دقت نمایش ±0.3%

آتونیکس برای خانواده TK دقت نمایش تا ±0.3% را اعلام کرده است.

دقت واقعی سیستم علاوه بر Controller به Sensor، کابل، محل نصب، کالیبراسیون و شرایط محیطی نیز وابسته است.

برای کاربردهای حساس، نوع Sensor و رنج کاری باید متناسب با دمای واقعی فرایند انتخاب شوند.

مدل های مختلف سری TK

خانواده TK در چند اندازه استاندارد عرضه می شود تا با فضای پنل و تعداد امکانات مورد نیاز هماهنگ شود.

ورودی Universal در سری TK

یکی از مزیت های مهم TK، تنوع زیاد Input است. یک خانواده می تواند با انواع Sensor و سیگنال صنعتی استفاده شود.

ورودی های Thermocouple شامل K، J، E، T، B، R، S، N، C، G، L، U و Platinel II هستند.

برای RTD نیز گزینه هایی مانند DPt100، DPt50، JPt100، Cu100، Cu50 و Nickel 120Ω وجود دارند.

ورودی آنالوگ شامل 0–100mV، 0–5V، 1–5V، 0–10V، 0–20mA و 4–20mA است.

اتصال ترموکوپل به کنترلر TK

برای Thermocouple باید نوع Sensor داخل پارامتر Input انتخاب شود و قطب مثبت و منفی سیم ها درست متصل شوند.

استفاده از کابل جبران ساز متناسب با نوع ترموکوپل در مسیرهای طولانی اهمیت زیادی دارد.

انتخاب اشتباه K، J یا سایر Typeها می تواند باعث نمایش دمای نادرست و کنترل نامناسب Heater شود.

اتصال PT100 و RTD

سری TK ورودی RTD را نیز پشتیبانی می کند و DPt100 یکی از گزینه های پرکاربرد صنعتی است.

در سیم بندی PT100 باید تعداد سیم ها و ترمینال های ورودی مطابق نقشه Controller رعایت شوند.

مقاومت سیم در نصب های طولانی می تواند روی دقت اندازه گیری تاثیر بگذارد و باید در طراحی لحاظ شود.

ورودی 4–20mA و 0–10V

وجود Analog Input باعث می شود TK برای Transmitterهای صنعتی نیز قابل استفاده باشد.

سیگنال 4–20mA می تواند از Transmitter دما، فشار یا سایر تجهیزات فرایندی دریافت شود.

در این کاربرد باید Scale نمایش و محدوده مهندسی داخل Controller مطابق خروجی Transmitter تنظیم شوند.

روش های کنترل PID و ON/OFF

سری TK از ON/OFF، P، PI، PD و PID پشتیبانی می کند.

ON/OFF برای کاربردهای ساده مناسب است، اما نوسان دما حول Set Point معمولا بیشتر خواهد بود.

PID خروجی را بر اساس رفتار فرایند تنظیم می کند و برای کنترل پایدارتر و کاهش Overshoot انتخاب مناسب تری است.

کنترل هم زمان Heating و Cooling

در مدل های مربوط، TK می تواند Heating و Cooling را به صورت هم زمان کنترل کند.

این عملکرد برای قالب های تزریق، اکسترودر، تجهیزات آزمایشگاهی و سیستم هایی کاربرد دارد که علاوه بر Heater به Cooling نیز نیاز دارند.

برای استفاده از این قابلیت باید Part Number دارای خروجی دوم مناسب انتخاب شود و ساختار Wiring متناسب باشد.

حالت Automatic و Manual

سری TK قابلیت تغییر بین Automatic و Manual Control را در مدل های مناسب ارائه می کند.

در حالت Auto، الگوریتم Controller مقدار خروجی را تعیین می کند. در Manual اپراتور می تواند مقدار Manipulated Value را به صورت دستی تنظیم کند.

Manual Mode در Commissioning، تست Heater و عیب یابی سیستم مفید است، اما باید با احتیاط استفاده شود.

خروجی Relay

در مدل های دارای Relay، خروجی کنترل می تواند مستقیما مدار فرمان Contactor یا Relay کمکی را کنترل کند.

برای نمونه برخی مدل های TK4W خروجی Relay با ظرفیت نامی 250VAC و 3A دارند.

برای Heaterهای پرقدرت نباید جریان اصلی Heater مستقیما از Relay کنترلر عبور کند و باید Contactor یا Power Controller مناسب استفاده شود.

خروجی SSR Drive

SSR Drive برای فرمان دادن به Solid State Relay یا Power Controller مناسب است.

در مدل های مرتبط، خروجی SSR Drive حدود 11VDC است و قابلیت کنترل ON/OFF دارد.

بعضی کدهای TK امکان کنترل Cycle و Phase را نیز همراه ساختار SSR مربوط ارائه می کنند.

خروجی Current

برخی مدل های TK خروجی Current از نوع 0/4–20mA دارند.

این خروجی برای فرمان دادن به Power Controller، Thyristor Controller یا تجهیزاتی با ورودی آنالوگ مناسب است.

در بسیاری از کدها خروجی Current و SSR Drive از یک ساختار قابل انتخاب استفاده می کنند و انتخاب دقیق باید از Part Number بررسی شود.

خروجی Transmission 4–20mA

بعضی مدل ها دارای Transmission Output از نوع DC4–20mA هستند.

این خروجی می تواند برای انتقال مقدار فرایندی به PLC، Recorder یا سیستم مانیتورینگ استفاده شود.

Transmission Output با Control Current Output یک مفهوم یکسان ندارد و هنگام انتخاب کد باید این دو مورد تفکیک شوند.

ارتباط RS485

در مدل های دارای Communication، RS485 برای اتصال Controller به PLC، HMI یا سیستم مانیتورینگ قابل انتخاب است.

وجود ارتباط سریال امکان خواندن PV، SV و پارامترها و تغییر تنظیمات از سیستم بالادست را فراهم می کند.

نوع Communication باید از Part Number بررسی شود، زیرا همه مدل های TK به صورت پیش فرض RS485 ندارند.

آلارم های کنترلی

بسته به مدل، یک یا دو Alarm Output در سری TK وجود دارد.

از Alarm می توان برای High Temperature، Low Temperature، انحراف از SV یا هشدارهای فرایندی استفاده کرد.

تعداد Alarm و ترکیب آن با RS485 یا Transmission به کد سفارش وابسته است.

تغذیه 100–240VAC و ولتاژ پایین

مدل های رایج TK با تغذیه 100–240VAC 50/60Hz ارائه می شوند.

آتونیکس همچنین مدل های Low Voltage با 24VAC و 24–48VDC در بخش زیادی از خانواده ارائه کرده است.

مدل TK4N از این گزینه Low Voltage جدید مستثنا شده و هنگام انتخاب باید Voltage کد دقیق بررسی شود.

درجه حفاظت پنل

بیشتر مدل های اصلی TK دارای Protection Structure برابر IP65 در Front Panel هستند.

برای نمونه مدل های TK4S، TK4M، TK4W و TK4H رسمی بررسی شده IP65 در قسمت جلو دارند.

TK4SP در مدل های بررسی شده IP50 Front Panel دارد؛ بنابراین IP را نباید به کل خانواده بدون توجه به زیرسری تعمیم داد.

نمونه مدل های سری TK

کاربردهای کنترلر دما آتونیکس TK

راهنمای انتخاب کنترلر دما TK

ابتدا ابعاد پنل مشخص شود. مدل های TK4N تا TK4L اندازه های متفاوتی دارند و Cut-Out آن ها یکسان نیست.

در مرحله دوم نوع Sensor یا Signal ورودی انتخاب شود؛ Thermocouple، RTD، Voltage یا Current باید با تجهیز موجود سازگار باشد.

سپس نوع Control Output تعیین شود. برای Contactor می توان Relay را بررسی کرد و برای SSR باید SSR Drive مناسب انتخاب شود.

در سیستم های Power Controller، خروجی Current می تواند گزینه مناسب تری باشد.

اگر Heating و Cooling هم زمان لازم است، باید کد دارای خروجی دوم مرتبط انتخاب شود.

در نهایت تعداد Alarm، نیاز به 4–20mA Transmission، RS485، Voltage تغذیه و Protection Front Panel بررسی شوند.

تفاوت TK با TCN و TC

TC و TCN خانواده های اقتصادی تری برای کنترل PID عمومی هستند و Sampling آن ها در مدل های فعلی 100ms است.

TK Sampling سریع تر 50ms، دقت بالاتر ±0.3% و تنوع Input/Output و امکانات بیشتری ارائه می کند.

برای پروژه های ساده ممکن است TCN کافی باشد، اما برای کنترل دقیق، Heating/Cooling و امکانات ارتباطی TK انتخاب فنی گسترده تری ایجاد می کند.

تفاوت TK و TX

TK و TX هر دو کنترلرهای PID سریع با Sampling 50ms و دقت ±0.3% هستند.

TX از LCD با نمایش کاراکترهای بزرگ و طراحی جدیدتر استفاده می کند، در حالی که TK از LED هفت Segment بهره می گیرد.

برای Replacement باید ابعاد، Pinout، Output و Optionها بررسی شوند و مشابه بودن قابلیت PID به معنی جایگزینی مستقیم نیست.

قیمت کنترلر دما آتونیکس TK

قیمت سری TK به ابعاد، نوع خروجی، تغذیه و Optionهای انتخاب شده وابسته است.

مدل ساده Relay بدون Communication با مدل دارای Current Output، RS485 و خروجی های متعدد قیمت یکسانی ندارد.

برای استعلام دقیق بهتر است Part Number کامل مانند TK4S-T4CC یا TK4W-B4RR اعلام شود.

در Replacement نیز تصویر پلاک Controller قبلی، Sensor، Voltage و Wiring خروجی می تواند انتخاب مدل صحیح را ساده تر کند.

سوالات متداول کنترلر دما آتونیکس TK

راهنمای خرید و قیمت کنترلر دما آتونیکس TK