View - Elettronica Veneta

TRASDUTTORE
E CONTROLLO
DI TEMPERATURA
ELETTRONICA E SISTEMI
Mod. G34/EV
La necessità di controllare automaticamente la temperatura
di un materiale o di un ambiente, è diffusa in ogni settore
industriale e non. Il primo tipo di controllo che si può realizzare
per questa esigenza è del tipo ON/OFF.
Tale controllo pur essendo robusto ed insensibile, praticamente,
alle variazioni parametriche del sistema, mal si adatta a tutte
quelle applicazioni che necessitano di un controllo fine della
temperatura.
Ecco allora che si realizzano, a tal proposito, dei controlli di
temperatura con regolatori di tipo PID “sagomabili” dall’utente
in modo tale da far assumere al processo una determinata
evoluzione dinamica in base alla specifica applicazione.
In questo contesto il modulo mod. G34/EV assieme all’unità
esterna di processo mod. TY34/EV, permette lo sviluppo di una
vasta serie di esercitazioni sulle tematiche inerenti:
•
•
L’analisi dei trasduttori di temperatura e dei relativi
circuiti di condizionamento
Controllo automatico di temperatura con regolatore
PID
I principali circuiti presenti nel modulo mod. G34/EV sono:
•
•
•
•
•
•
Set-point
Amplificatore di errore
Condizionatori di segnale del trasduttore
Controllore PID
Amplificatori di potenza a TRIAC per alimentazione
degli elementi riscaldanti
Amplificatore a transistor bipolari BJT per
alimentazione del ventilatore di raffreddamento
TRASDUTTORE E CONTROLLO DI TEMPERATURA
mod. G34/EV
Il modulo mod. G34/EV è stato progettato e realizzato con
gli stessi componenti, circuiti e tecniche utilizzati in ambito
professionale. In un laboratorio didattico di Controllo di Processo
esso rappresenta lo strumento necessario per la formazione ad
alto livello sulle tematiche teorico-sperimentali riguardanti:
L’impostazione del Set-point (di temperatura) avviene tramite
1 potenziometro rotativo e riferimento di tensione interno.
Sempre con 2 potenziometri rotativi si possono impostare, in
modo indipendente, i valori dei parametri P e D per la taratura
del controllore PID. I condizionatori di segnale sono 3, uno
per ogni trasduttore utilizzato. I trasduttori di temperatura si
trovano a bordo dell’unità esterna mod. TY34/EV e sono:
•
•
•
•
•
•
I trasduttori di temperatura e i relativi condizionatori
di segnale
Il controllo di temperatura con regolatori PID
La connessione tra il modulo e l’unità esterna mod. TY34/EV
avviene tramite 4 terminali e 3 prese DIN a 8 poli. Attraverso i 4
terminali vengono alimentati gli elementi resistivi riscaldanti e
il ventilatore di raffreddamento. Attraverso le prese DIN, invece,
vengono connessi al modulo i segnali dei trasduttori.
Il programma di formazione è completato dall’utilizzo del
software di supervisione e controllo del processo da PC.
20B-I-EP -G34-0
Lo sviluppo delle esercitazioni avviene con l’uso congiunto
dell’unità esterna mod. TY34/EV che alloggia il vero e proprio
processo di temperatura ed i trasduttori. Il modulo mod. G34/
EV è costituto di 10 parti ognuna delle quali svolge una funzione
distinta.
Ogni parte è delimitata da un tratteggio che racchiude lo
schema elettrico del blocco stesso di cui sono accessibili a
misure, con oscilloscopio o multimetro, gli ingressi e le uscite.
Trasduttore semiconduttivo industriale (PTC)
Termoresistore NTC
Termoresistenza industriale Pt-100
Termocoppia di tipo J
EP 52
ELETTRONICA VENETA S.P.A. - 31045 Motta di Livenza (TV) Italy - Via Postumia 16 - Tel. +39 0422 7657 r.a. - Fax +39 0422 860 784 - E-mail: [email protected]
UNITÀ ESTERNA DI GENERAZIONE DELLA GRANDEZZA
FISICA mod. TY34/EV
Il processo di temperatura è costituito dall’unità mod. TY34/EV
principalmente dotata di:
• 4 Trasduttori di temperatura (termocoppia,
termoresistenza, PTC, NTC)
• Elementi resistivi riscaldanti
• Ventilatore di raffreddamento
• Termometro al mercurio per l’indicazione
della temperatura del processo
SPECIFICHE TECNICHE mod. G34/EV:
•
vari blocchi circuitali componenti il modulo e schema
elettrico di ogni circuito
•
Boccole di misura e collegamento
•
Condizionatore per termoresistenza Pt-100 con
generatore di corrente costante ed eliminazione
dell’influenza della linea col metodo dei tre fili
•
20B-I-EP -G34-0
ELETTRONICA E SISTEMI
La sede del processo è costituita da una piastra di alluminio,
riscaldata dagli elementi resistivi alimentati dall’amplificatore
di potenza, a parzializzazione di fase con TRIAC, presente a
bordo del modulo mod. G34/EV. I segnali provenienti dai sensori
arrivano, tramite 3 cavi DIN a 8 poli, al modulo dove vengono
opportunamente elaborati dai circuiti di condizionamento per
le esigenze di controllo. Un termometro al mercurio posto sul
lato superiore dell’unità mod. TY34/EV, permette la lettura
diretta della temperatura raggiunta dal processo. Il solido
involucro dell’unità esterna mod. TY34/EV è di tipo metallico
con intercapedine termoisolante.
•
Caratteristiche generali dei trasduttori
•
Condizionatori di segnale
•
Trasduttore semiconduttivo di temperatura (PTC)
Condizionatore per trasduttore PTC con linearizzazione
della caratteristica
•
Condizionatore per termo resistore NTC con
linearizzazione della caratteristica
•
Condizionatore per termocoppia di tipo J con
compensazione del giunto freddo
•
Generatore di tensione di riferimento (Set-point)
con stabilizzatore integrato
•
1 Potenziometro rotativo per l’impostazione del Set-point
di temperatura
•
1 Amplificatore di errore
•
1 Amplificatore di potenza, a parzializzazione di fase a
PROGRAMMA DI FORMAZIONE:
Il modulo mod. G34/EV permette l’analisi teorica e la
sperimentazione dei seguenti principali argomenti:
Pannello frontale, in materiale isolante, con serigrafia dei
TRIAC, alimentato a bassa tensione, per l’alimentazione
dell’elemento riscaldante
•
1 Amplificatore di potenza a transistor bipolari per
il pilotaggio della ventola di raffreddamento
•
Elementi riscaldanti costituiti da resistenze (24 Vca, 100 W)
industriale
•
Rilievo delle caratteristiche di un PTC industriale
•
Determinazione della linearità di un PTC industriale
•
Termoresistore (NTC)
•
Rilievo delle caratteristiche di un NTC
•
Determinazione della linearità di un NTC
•
Termoresistenza industriale
•
Rilievo delle caratteristiche di una termoresistenza
•
Determinazione della linearità di una termoresistenza
•
Termocoppia industriale
•
Rilievo delle caratteristiche di una termocoppia industriale
•
Determinazione della linearità di una termocoppia
Studio e taratura dei condizionatori di segnale per:
PTC, NTC, Termoresistenza, Termocoppia
• Rilievo delle caratteristiche del processo di temperatura
• Risposta del processo impiegando un controllore con
azioni indipendenti:
- Proporzionale
- Integrativa
- Derivativa
• Stabilizzazione del controllo di processo
• Verifica dell’intervento del controllo a catena chiusa
in presenza di disturbo
• Studio dell’amplificatore a parzializzazione di fase
con TRIAC
• Rilevamento di tensioni, correnti e forme d’onda
significative in vari punti del circuito
• Analisi ed utilizzo di software per esperienze di
supervisione e controllo del processo da PC
Caratteristiche trasduttori + condizionatori:
Range ingresso di temperatura: T amb ÷ 250 °C
Range uscita in tensione: 0 ÷ 8 V
• 1 Termometro digitale con indicazione della temperatura
su display a 7 segmenti e 3 cifre
• Controllore PID con azioni indipendenti P, I, D
• 2 Potenziometri rotativi per l’impostazione indipendente
dei parametri P e D, con ampi margini di regolazione
• 2 Boccole di uscita amplificatore a TRIAC
per alimentazione elemento riscaldante in unità
esterna mod. TY34/EV
• 2 Boccole di uscita amplificatore di potenza per comando
della ventola di raffreddamento in unità esterna
mod. TY34/EV
• 3 Prese cavo DIN a 8 poli per il collegamento ad unità
esterna mod. TY34/EV
• 3 Cavi di collegamento DIN a 8 poli
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EP 53
SPECIFICHE TECNICHE mod. TY34/EV:
•
L’unità esterna mod. TY34/EV è formata da:
- Contenitore metallico con intercapedine termoisolante
- 1 Trasduttore di temperatura PTC
- 1 Termoresistore NTC
- 1 Termocoppia di tipo J
- 1 Termoresistenza Pt-100
- Piastra in alluminio sede del processo
- Ventilatore di raffreddamento - Termometro al mercurio
•
2 Boccole per il comando delle resistenze riscaldanti
da parte del modulo mod. G34/EV
•
2 Boccole per il comando del ventilatore da parte
del modulo mod. G34/EV
•
Maniglie laterali rientranti per un facile trasporto
Dimensioni mod. G34/EV: 386 x 372 x 40 mm
ELETTRONICA E SISTEMI
Dimensioni mod. TY34/EV: 330 x 210 x 210 mm
INDISPENSABILE
ALIMENTATORE
PS1-PSU/EV
- NON INCLUSO -
ALIMENTAZIONE
±12 Vcc - 0.5A
24 Vca - 4A
BOX PORTA MODULI - BOX/EV
- NON INCLUSO -
STRUMENTAZIONE - NON INCLUSA - MULTIMETRO
- OSCILLOSCOPIO
INCLUSO
MANUALE TEORICO SPERIMENTALE DEL
MODULO CON GUIDA ALLE APPLICAZIONI
MANUALE DI INSTALLAZIONE, UTILIZZO E
MANUTENZIONE
OPZIONALE
20B-I-EP -G34-0
PERSONAL COMPUTER
EP 54
INTERFACCIA PER PERSONAL COMPUTER
MFI-U/EV COLLEGATA AL MODULO
SOFTWARE SUPERVISIONE E
CONTROLLO DI PROCESSO MFIDEV/EV
ALTRE POSSIBILITÀ DI CONTROLLO CON:
- REGOLATORE DIGITALE PID
PER CONTROLLO DI PROCESSO MOD. PID-S/EV
- PLC PER CONTROLLO DI PROCESSO MOD. PLC-E/EV
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