کنترلر دما آتونیکس TN یا Autonics TN Series یکی از خانواده های پیشرفته کنترل دما و فرایند این برند است. این سری از الگوریتم 2-DOF PID استفاده می کند و برای کاربردهایی طراحی شده که علاوه بر رسیدن دقیق به Set Value، واکنش سریع به تغییرات بار و اغتشاشات فرایند نیز اهمیت دارد. Sampling سریع تا 50ms، دقت نمایش ±0.2%، کنترل همزمان Heating و Cooling، امکان Program Control، ارتباط RS485، Group PID، Zone PID و Anti Reset Windup باعث شده TN برای تجهیزات حرارتی، کوره، ماشین بسته بندی، صنایع پلاستیک، آزمایشگاه و سیستم های چند ناحیه ای گزینه ای پیشرفته باشد. نوع خروجی، امکانات جانبی، ارتباط، Alarm و ساختار Program یا Fixed باید بر اساس Part Number دقیق انتخاب شوند.
کنترلر دما آتونیکس TN چیست؟
TN یک Temperature Controller دیجیتال با الگوریتم PID دو درجه آزادی است. این ساختار نسبت به PID معمولی امکان بهینه سازی بهتر پاسخ به تغییر Set Value و اغتشاش فرایند را فراهم می کند.
هدف کنترلر حفظ Process Value یا PV نزدیک مقدار تنظیم شده SV است. خروجی کنترل بر اساس اختلاف دمای واقعی و Set Value و پارامترهای PID محاسبه می شود.
در نتیجه TN می تواند به جای قطع و وصل ساده، توان Heater یا سیستم Cooling را با دقت بیشتری مدیریت کند.
الگوریتم 2-DOF PID چیست؟
در PID معمولی یک مجموعه پارامتر باید هم پاسخ به تغییر Set Value و هم پاسخ به Disturbance را مدیریت کند.
در 2-DOF PID کنترلر آزادی بیشتری برای بهینه سازی این دو رفتار دارد. هدف این است که سیستم سریع به دمای هدف برسد و در برابر تغییر بار نیز پایدار بماند.
این ویژگی در کوره، Heater صنعتی و ماشین هایی مفید است که بار حرارتی در طول سیکل تغییر می کند.
Sampling سریع 50ms
حداقل Sampling Cycle سری TN برابر 50ms است و در مدل های رسمی امکان انتخاب 50، 100 یا 250ms نیز دیده می شود.
Sampling سریع باعث می شود کنترلر تغییرات سنسور را در فاصله زمانی کوتاه تری تشخیص دهد.
در فرایندهای سریع، این قابلیت می تواند به کنترل پایدارتر و واکنش سریع تر نسبت به تغییر بار کمک کند.
دقت نمایش ±0.2%
یکی از مشخصات شاخص خانواده TN دقت نمایش تا ±0.2% است.
این ویژگی برای سیستم هایی اهمیت دارد که اختلاف چند درجه یا حتی کمتر می تواند بر کیفیت محصول نهایی اثر بگذارد.
دقت واقعی سیستم علاوه بر کنترلر به نوع سنسور، کلاس دقت سنسور، Wiring، محل نصب و شرایط محیطی نیز وابسته است.
کنترل ثابت و Program Control
TN در دو ساختار اصلی Fixed Control و Program Control ارائه می شود.
در Fixed Control معمولا یک Set Value اصلی تعیین می شود و کنترلر دما را روی همان مقدار نگه می دارد.
مدل Fixed همچنین Timer Function برای عملیات Preset دارد و می تواند شروع، توقف یا حفظ وضعیت را بر اساس زمان مدیریت کند.
در Program Control مقدار هدف می تواند در چند Step و طی یک برنامه زمانی تغییر کند.
10 Pattern و 20 Step
مدل Program Control امکان تعریف حداکثر 10 Pattern را فراهم می کند.
هر Pattern می تواند تا 20 Step داشته باشد و برای هر مرحله مقدار هدف و زمان مرتبط تنظیم شود.
این قابلیت برای فرایندهایی مناسب است که دما باید طبق منحنی مشخص افزایش، ثابت نگه داشته یا کاهش پیدا کند.
کوره های عملیات حرارتی، تست های دمایی و برخی فرایندهای پخت نمونه هایی از کاربرد Program Control هستند.
کنترل همزمان Heating و Cooling
بسته به مدل، TN امکان Simultaneous Heating and Cooling Control را ارائه می کند.
در این حالت یک خروجی برای Heating و خروجی دیگر برای Cooling استفاده می شود.
این ساختار در تجهیزاتی مناسب است که فقط گرم کردن کافی نیست و برای جلوگیری از Overshoot باید Cooling نیز فعال شود.
ماشین تزریق پلاستیک، Extruder و سیستم های حرارتی دارای Water Cooling از کاربردهای متداول این نوع کنترل هستند.
Group PID
Group PID اجازه می دهد چند مجموعه مقدار PID برای شرایط مختلف فرایند تعریف شوند.
اگر رفتار حرارتی ماشین در شرایط مختلف متفاوت باشد، استفاده از یک مقدار ثابت P، I و D همیشه نتیجه مطلوب ایجاد نمی کند.
با Group PID می توان مجموعه مناسب پارامترها را برای شرایط کاری مختلف انتخاب کرد.
Zone PID
Zone PID برای فرایندهایی مناسب است که رفتار سیستم در محدوده های دمایی مختلف تغییر می کند.
محدوده ورودی به چند Zone تقسیم می شود و هر Zone می تواند PID مخصوص خود را داشته باشد.
برای مثال عملکرد Heater در دمای 100°C ممکن است با دمای 400°C متفاوت باشد و یک Tune واحد برای تمام Range ایده آل نباشد.
Anti Reset Windup یا ARW
Anti Reset Windup برای کاهش مشکلات ناشی از تجمع بیش از حد بخش Integral هنگام Saturation خروجی استفاده می شود.
در شرایطی که Output به حداکثر مقدار رسیده، ادامه افزایش Integral می تواند بعدا باعث Overshoot قابل توجه شود.
ARW کمک می کند Integral در محدوده کنترل شده تری باقی بماند و پاسخ فرایند پایدارتر شود.
انواع خروجی کنترل TN
نوع خروجی Control در تمام مدل های TN یکسان نیست و از Part Number انتخاب می شود.
مدل هایی با Relay Output، SSR Drive و Current Output در خانواده وجود دارند.
| نوع خروجی |
نمونه مشخصات |
کاربرد |
| Relay |
250VAC 3A 1a در مدل های بررسی شده |
کنتاکتور، Relay و بار کنترلی |
| SSR Drive |
حدود 12VDC، بسته به مدل |
فرمان SSR و Switching سریع Heater |
| Current |
0–20mA یا 4–20mA در مدل های مربوط |
Power Controller و تجهیزات آنالوگ |
SSR Drive و کنترل Cycle یا Phase
در مدل های دارای SSR Drive، TN علاوه بر ON/OFF می تواند گزینه های کنترلی مناسب SSR را ارائه کند.
استفاده از SSR برای Heater باعث کاهش استهلاک مکانیکی نسبت به Relay در Switching پرتکرار می شود.
نوع SSR و روش Cycle یا Phase باید با خروجی Controller و نوع بار Heater هماهنگ باشد.
RS485 و Modbus
مدل های ارتباطی TN از RS485 پشتیبانی می کنند.
پروتکل های رسمی خانواده شامل Modbus RTU، Modbus ASCII، PLC Ladder-less و Sync-Master هستند.
حداکثر سرعت ارتباطی خانواده تا 115200bps اعلام شده است.
از طریق Communication می توان PV، SV، Alarm و پارامترهای مختلف را در PLC، HMI یا سیستم مانیتورینگ مشاهده کرد.
PLC Ladder-less Communication
یکی از قابلیت های TN ارتباط PLC Ladder-less است.
این قابلیت امکان تبادل اطلاعات مشخص با PLC را بدون نوشتن Ladder Communication پیچیده فراهم می کند.
در پروژه های چند کنترلری، این قابلیت می تواند زمان تنظیم ارتباط و برنامه نویسی سیستم را کاهش دهد.
Sync-Master برای چند کنترلر
Sync-Master برای همگام سازی چند کنترلر TN در یک سیستم استفاده می شود.
SV و وضعیت Run/Stop دستگاه Master می تواند با حداکثر 31 دستگاه Slave همگام شود.
این ویژگی در ماشین های چند Zone که چند Heater باید همزمان با Set Value مشخص کار کنند مفید است.
Event Monitoring
TN امکان تعریف و مانیتور کردن حداکثر 10 Event را در اختیار کاربر قرار می دهد.
Event می تواند بر اساس شرایطی مانند PV High، PV Low، قطع Sensor یا وضعیت Operation تعریف شود.
نتیجه Logic Event می تواند از طریق Alarm Relay یا Communication برای سیستم بالادستی ارسال شود.
Heater Burnout Alarm
بعضی مدل های TN ورودی CT برای مانیتور کردن جریان Heater دارند.
در صورت فرمان دادن خروجی گرمایش و مشاهده نشدن جریان مناسب، Controller می تواند شرایط Heater Burnout را تشخیص دهد.
در مدل های بررسی شده، محدوده CT اولیه 0.0 تا 50.0A ثبت شده است؛ وجود CT Input به Part Number وابسته است.
DAQMaster و تنظیم از کامپیوتر
سری TN با نرم افزار DAQMaster آتونیکس سازگار است.
از طریق نرم افزار می توان پارامترها را تنظیم، وضعیت Controller را مانیتور و در مدل Program Control الگوی دما و زمان را ساده تر طراحی کرد.
در TNH و TNL نیز Front Loader Port برای اتصال مبدل ارتباطی و تنظیم آسان تر در دسترس است.
نمایشگر LCD و 11-Segment
مدل های رسمی TN از نمایشگر LCD و ساختار 11-Segment برای نمایش اطلاعات استفاده می کنند.
نمایش حروف و Parameter Name در 11-Segment خواناتر از نمایشگرهای عددی ساده است.
بخش Operating Value نیز در مدل های بررسی شده با 7-Segment نمایش داده می شود.
تغذیه کنترلر TN
مدل های رسمی متعددی از خانواده TN با تغذیه 100–240VAC و فرکانس 50/60Hz ارائه شده اند.
مصرف توان در نمونه مدل های بررسی شده حداکثر 8VA ثبت شده است.
Power Supply دقیق باید از Part Number نهایی کنترل شود و نباید مشخصات یک مدل به کل خانواده تعمیم داده شود.
نمونه مدل های TN
| مدل نمونه |
خروجی اصلی |
امکانات نمونه |
| TNS-42SS-NS-008 |
SSR Drive |
Alarm / CT / Digital Input بسته به کد |
| TNS-P42RR-NS-008 |
Relay |
Program Control تا 10 Pattern |
| TNH-44CC-RS-031 |
Current Output |
Alarm / 4–20mA Transmission / RS485 |
| TNH-P44RR-RS-006 |
Relay |
Program Control / RS485 |
| TNL-44CR-RS-035 |
Current + Relay بسته به ساختار کد |
Alarm / Transmission / RS485 |
تفاوت TN و TK آتونیکس
هر دو خانواده از کنترل PID پیشرفته و Sampling سریع استفاده می کنند، اما TN امکانات پیشرفته تری برای Program Control و مدیریت چند Zone ارائه می دهد.
TN از 2-DOF PID، Pattern Control، Group PID، Zone PID و Sync-Master پشتیبانی می کند.
TK برای بسیاری از کنترل های استاندارد PID انتخاب قدرتمندی است، اما انتخاب میان TN و TK باید بر اساس نیاز واقعی پروژه انجام شود.
تفاوت TN و TCN
TCN بیشتر به عنوان کنترلر PID اقتصادی با نمایشگر دوگانه شناخته می شود.
TN برای کاربردهای پیچیده تر با Program Control، ارتباط پیشرفته، Zone PID و Heating/Cooling همزمان طراحی شده است.
بنابراین انتخاب TN فقط برای کنترل ساده Heater همیشه اقتصادی نیست و باید امکانات مورد نیاز پروژه بررسی شوند.
کاربردهای کنترلر دما آتونیکس TN
کوره صنعتی
ماشین تزریق پلاستیک
Extruder
ماشین بسته بندی
اتاق تست دما
کنترل Heater و Cooling
فرایند چند Zone
سیستم Program Temperature
راهنمای انتخاب کنترلر دما TN
ابتدا مشخص شود پروژه به Fixed Control نیاز دارد یا Program Control. اگر دما باید طبق چند Step زمانی تغییر کند، مدل Program انتخاب شود.
سپس نوع Sensor و Input مورد نیاز با لیست ورودی مدل تطبیق داده شود.
مرحله بعد انتخاب خروجی Relay، SSR Drive یا Current بر اساس Heater، SSR یا Power Controller است.
اگر سیستم Heating و Cooling همزمان دارد، مدل دارای OUT2 مناسب انتخاب شود.
برای اتصال به PLC یا SCADA باید RS485 و Protocol مورد نیاز بررسی شوند.
Alarm، CT Input، Digital Input، Transmission Output و Loader Port نیز باید پیش از سفارش از Part Number دقیق کنترل شوند.
| پارامتر |
مشخصات خانواده TN |
| Control Algorithm | 2-DOF PID |
| Sampling | تا 50ms، مدل های رسمی 50 / 100 / 250ms |
| Display Accuracy | تا ±0.2% |
| Control Type | Fixed / Program |
| Program | حداکثر 10 Pattern × 20 Step |
| Heating/Cooling | همزمان، بسته به مدل |
| PID Functions | Group PID / Zone PID / ARW |
| Control Output | Relay / SSR Drive / Current بسته به کد |
| Communication | RS485 بسته به مدل |
| Protocols | Modbus RTU / ASCII / PLC Ladder-less / Sync-Master |
| Communication Speed | تا 115200bps |
| Software | DAQMaster |
قیمت کنترلر دما آتونیکس TN
قیمت کنترلر TN به نوع بدنه، Fixed یا Program بودن، تعداد و نوع خروجی ها، RS485، Alarm، CT Input و سایر Optionها بستگی دارد.
برای مثال دو مدل TN با ظاهر مشابه ممکن است یکی Relay و دیگری SSR یا Current Output داشته باشد.
همچنین وجود RS485، Transmission 4–20mA یا Program Control روی قیمت و Part Number تاثیر مستقیم دارد.
برای Replacement بهتر است تصویر پلاک کنترلر قبلی و کد کامل آن بررسی شود و فقط عبارت TN مبنای سفارش قرار نگیرد.
سوالات متداول کنترلر دما آتونیکس TN
TN چه نوع کنترلر دمایی است؟
TN یک کنترلر دما و فرایند پیشرفته با الگوریتم 2-DOF PID است.
سرعت Sampling سری TN چقدر است؟
حداقل Sampling Cycle خانواده 50ms است و در مدل های رسمی 50، 100 و 250ms قابل انتخاب است.
دقت نمایش TN چقدر است؟
Autonics برای خانواده TN دقت نمایش تا ±0.2% را اعلام کرده است.
آیا TN برنامه پذیر است؟
بله. مدل های Program Control تا 10 Pattern و 20 Step در هر Pattern را پشتیبانی می کنند.
آیا Heating و Cooling همزمان دارد؟
بله، مدل های مناسب خانواده امکان Simultaneous Heating/Cooling Control دارند.
آیا TN خروجی RS485 دارد؟
بسته به Part Number، خروجی RS485 با Modbus RTU/ASCII و قابلیت های ارتباطی دیگر ارائه می شود.
Zone PID چیست؟
Zone PID محدوده دما را به چند بخش تقسیم می کند تا برای هر محدوده مجموعه PID مناسب استفاده شود.
آیا تشخیص قطع Heater دارد؟
مدل های دارای CT Input می توانند برای Heater Burnout Alarm استفاده شوند.
TN با چه نرم افزاری تنظیم می شود؟
Autonics نرم افزار DAQMaster را برای تنظیم و مانیتورینگ مدل های سازگار ارائه می کند.
برای خرید TN چه اطلاعاتی لازم است؟
نوع Sensor، Fixed یا Program Control، خروجی Relay/SSR/Current، Heating/Cooling، RS485، Alarm، CT و Power Supply باید مشخص شوند.
راهنمای خرید و قیمت کنترلر دما آتونیکس TN
برای خرید کنترلر دما آتونیکس TN ابتدا نوع فرایند و Sensor مشخص شود. سپس باید میان Fixed Control و Program Control انتخاب انجام شود. در کاربردهای چند مرحله ای، مدل Program با Pattern و Step مناسب است. خروجی Relay، SSR Drive یا Current نیز باید با Contactor، SSR یا Power Controller سیستم هماهنگ باشد. اگر کنترل همزمان Heating و Cooling، RS485، CT برای Heater Burnout، Digital Input، Alarm یا Transmission 4–20mA لازم است، این Optionها باید در Part Number لحاظ شوند. به دلیل تنوع زیاد کدها، انتخاب فقط بر اساس عبارت TN مناسب نیست.
آوا الکتریک به عنوان مرکز تخصصی فروش و تامین تجهیزات کنترل و اتوماسیون صنعتی، امکان بررسی مدل های سری TN، انتخاب Fixed یا Program Control، تطبیق Sensor و خروجی، بررسی Relay، SSR و Current Output، انتخاب مدل دارای RS485، Heating/Cooling، Alarm و CT Input، بررسی مدل جایگزین، استعلام موجودی و دریافت قیمت روز را فراهم می کند. برای دریافت مشاوره فنی، استعلام قیمت، موجودی و خرید کنترلر دما آتونیکس TN با کارشناسان آوا الکتریک از طریق شماره 03191091031 تماس بگیرید.
