Tự động hóa ngày nay đã không còn xa lạ đối với nhiều người, nó tham gia vào hầu hết các quá trình sản xuất, từ giai đoạn bắt đầu cho đến khi kết thúc. Và để có thể cấu thành một hệ thống tự động hoàn chỉnh thì cần có sự tham gia của nhiều thiết bị, bộ phận khác nhau. Một trong số đó là cảm biến một trong những bộ phận không thể thiếu trong hệ thống tự động hóa. Trong khuôn khổ bài viết này xin trình bày về loại cảm biến nhiệt, được sử dụng khá phổ biến trong nhiều ngành công nghệp khác nhau. Trước hết cần hiểu cảm biến là gì? Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện. Ví dụ nhiệt độ là 1 tín hiệu không điện, qua cảm biến nó sẽ trở thành 1 dạng tín hiệu khác (điện áp, điện trở…). Sau đó các bộ phận xử lí trung tâm sẽ thu nhận dạng tín hiệu điện trở hay điện áp đó để xử lí. Đối với các loại cảm biến nhiệt thì có 2 yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác đó là “Nhiệt độ môi trường cần đo” và “Nhiệt độ cảm nhận của cảm biến”. Điều đó nghĩa là việc truyền nhiệt từ môi trường vào đầu đo của cảm biến nhiệt tổn thất càng ít thì cảm biến đo càng chính xác. Điều này phụ thuộc lớn vào chất liệu cấu tạo nên phần tử cảm biến (cảm biến nhiệt đắt hay rẻ cũng do nguyên nhân này quyết định). Đồng thời ta cũng rút ra 1 nguyên tắc khi sử dụng cảm biến nhiệt đó là: Phải luôn đảm bảo sự trao đổi nhiệt giữa môi trường cần đo với phần tử cảm biến. Xét về cấu tạo chung thì Cảm biến nhiệt có nhiều dạng. Tuy nhiên, chiếc cảm biến được ưa chuộng nhất trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp thường được đặt trong khung làm bằng thép không gỉ, được nối với một bộ phận định vị, có các đầu nối cảm biến với các thiết bị đo lường. Trong các trường hợp khác, đặc biệt là trong các ứng dụng thực tiễn như trong cặp nhiệt độ, người ta lại hay sử dụng loại cảm biến không có khung. Lợi thế của những chiếc cảm biến này là cho kết quả nhanh với kích thước nhỏ gọn và chi phí sản xuất thấp.
Trang 1INST.No INE-313
<OPERATION FLOW CHART> LT-110 SERIES
PV/SV display mode (Approx 1s) Control output OFF function
(Approx 3s)
+ + (Approx 3s) + + (Approx 3s)
[Main setting mode] [Sub setting mode] [Auxiliary function setting mode 1] [Auxiliary function setting mode 2]
Main setting 1
[ ]
AT Perform/Cancel or Auto reset Perform
PV/SV display change [ / ]
Sensor selection
Main setting 2
[ ]
Proportional band setting [ ]
Setting value lock designation
PV filter time constant setting
[ ]
Main setting value high limit setting [ ]
Output high limit setting
Derivative time setting [ ]
Main setting value low limit setting [ ]
Output low limit setting
[ ]
Sensor correction setting [ ]
Output ON/OFF hysteresis setting
[ ]
Event output function selection
Heater disconnection alarm setting [ ]
Loop break alarm action time setting
Alarm Energized/ De-energized selection [ ]
Loop break alarm action span setting
Alarm deadband setting
Alarm action delayed timer setting
Main setting value rising rate setting
Main setting value falling rate setting
Output Direct/Reverse change
Auto-tuning bias setting
+ : Press the key while the key is being pressed
+ (Approx 3s): Press the key for 3 seconds while the key is being pressed
+ + (Approx 3s): Press the key for 3 seconds while the and key are being pressed
Trang 2<Standard action drawings>
<ON/OFF action drawings>
ON
OFF
ON
OFF
Indicator (OUT)
Green
Current output
part: Acts ON or OFF
Non-contact
voltage output
Relay contact
output
Setting Control action
Action Heating (reverse) action Cooling (direct) action
Setting
12Vdc
4mAdc
0Vdc
20mAdc
12Vdc 0Vdc
4mAdc 20mAdc
+
+
+
4
3 3 3
3 3 3
4
4
4 4
3 3
4 3 4
3 4
4
4
3
3
Non-contact
voltage output
Indicator (OUT)
Green
ON
OFF
ON
OFF
12Vdc
Heating (reverse) action Cooling (direct) action
Action
Cycle action according to deviation
Changes continuously according to deviation
Control action
Current output
part: Acts ON or OFF
Relay contact
output
+
0Vdc
+
0/12Vdc
12Vdc
+
20mAdc 20 to 4mAdc 4mAdc 4mAdc 4 to 20mAdc 20mAdc
3 4
3
3 4
3 4 4
4 4
4
3 3
3 3
4
4 4
4 4
4 3
Cycle action according to deviation
Cycle action according to deviation Cycle action
according to deviation
Changes continuously according to deviation
Trang 3<Alarm action drawings>
Deviation high alarm Deviation low alarm Absolute value deviation high alarm
Alarm
action
Output
Indicator
Absolute value deviation low alarm Absolute value high alarm Absolute value low alarm
Alarm
action
Output
Indicator
Deviation high alarm with standby
function Deviation low alarm with standby function
Absolute value deviation high alarm with
standby function
Alarm
action
Output
Indicator
Absolute value deviation low alarm with
standby function
Absolute value high alarm with standby
function
Absolute value low alarm with standby
function
Alarm
action
Output
Indicator
<Heater disconnection alarm action drawing>
Deadband ON
OFF Main setting value
ON
OFF
Main setting value Deadband
Unlit
Deadband ON
OFF
Main setting value
Deadband ON
OFF
Main setting value
Deadband ON
OFF
ON
OFF
Deadband
Deadband ON
OFF Main setting value
ON
OFF
Main setting value Deadband
Unlit
Deadband ON
OFF
Main setting value
Deadband ON
OFF
Main setting value
Deadband ON
OFF
ON
OFF
Deadband
ON
Lit
Lit
OFF
Setting Load current
Small
Trang 4<PID auto-tuning of the LT-110>
In order to decide each value of P, I, D and ARW automatically, this system gives the fluctuation
to the controlling object by force
h In case the difference between setting value and processing temperature is large when
the temperature rises
Fluctuation is given at the temperature 20 ( ) lower than the setting value
h In case of stable control
Fluctuation is given at the setting value
h In case the difference between setting value and processing temperature is large when
the temperature falls
Fluctuation is given at the temperature 20 ( ) higher than the setting value
Temperature
PID parameter measuring PID parameter calculated point Controlling action is performed with the parameters set by auto-tuning
Setting value
Time
1 2 3
3 2
1
Temperature 20 ( ) lower than the setting valueC F
AT bias setting value 4
4
Temperature
Setting value
PID parameter measuring PID parameter calculated point Controlling action is performed with the parameters set by auto-tuning
Auto-tuning starting point Time
1 2 3
1
AT
: AT
Temperature
Setting value
PID parameter measuring PID parameter calculated point
Controlling action is performed with the parameters set by auto-tuning
Auto-tuning starting point Time
1 2 3
3 2
1
Temperature 20 ( ) higher than the setting valueC F
AT bias setting value 4
4