Temperatuurregelaars

Wat is een temperatuurregelaar?

Temperatuurregelaars zorgen ervoor dat een proces de gewenste temperatuur bereikt en vervolgens op die temperatuur wordt gehouden. Over het algemeen worden ze gebruikt voor een gesloten regelkring waarbij de temperatuurregelaar een invoer krijgt van een temperatuursonde (thermokoppel, weerstandsthermometer, temperatuurtransmitter) en de actuele temperatuur vergelijkt met de geprogrammeerde instelwaarde. Het past vervolgens, indien nodig, zijn stuursignaal aan naar het betreffende regelorgaan (elektrisch verwarmingselement, koelsysteem, stoomregelklep, enz.). Het kan een eenvoudige AAN/UIT-regeling zijn (ook wel 2-punts-, binaire of bang-bang-regeling genoemd), vergelijkbaar met een thermostaat, of een variabele uitgangswaarde waarbij het stuursignaal naar het proces tussen 0 en 100% ligt.

Hoe werkt een temperatuurregelaar?

Bij AAN/UIT-regeling wordt het verwarmingscircuit ingeschakeld als de temperatuur onder het instelpunt komt en uitgeschakeld als de temperatuur erboven komt. Er kan ook een koelcircuit zijn dat boven het instelpunt wordt ingeschakeld en eronder wordt uitgeschakeld. Voor variabele regeling wordt dit vaak uitgevoerd door een PID-regelaar (regelaar met 3 regeltermen). Deze regelaar gebruikt een verfijnd algoritme op de fout (het verschil tussen de ingestelde waarde en de gemeten waarde), dat een uitgangswaarde oplevert die is ontworpen om de ingestelde waarde met minimale overshoot te bereiken en deze zo stabiel mogelijk te handhaven.

Wat is een PID-regelaar?

Regelaars met 3 regeltermen oftewel PID-regelaars (proportioneel-integraal-derivatief) kunnen worden gebruikt voor uitsluitend proportionele (P), PI- of PID-regeling, afhankelijk van de procesvereisten. Proportionele regeling regelt de uitgangswaarde in verhouding tot de afwijking van het instelpunt. Een proportionele band wordt gedefinieerd onder en/of boven het instelpunt. Buiten deze band is het verwarmingsvermogen (onder) of koelvermogen (boven) 100%. Binnen de band neemt het lineair af tot 0% op het instelpunt. Aangezien dit kan leiden tot een langzame nadering van het instelpunt, kan de term Integraal de uitgangswaarde verder aanpassen op basis van de wijzigingssnelheid van de fout (waardoor het instelpunt sneller wordt bereikt). Dit kan leiden tot overschrijding van het instelpunt, dus de afgeleide term schat de toekomstige fout in en past de uitgangswaarde aan voordat er sprake is van overshoot. Het werkt ook om afwijkingen van de stabiele toestand snel te elimineren. De drie termen (PID) kunnen afzonderlijk worden afgestemd (of zelfs automatisch worden afgestemd) om aan de uiteenlopende aard van verschillende processen te voldoen.

Wat zijn de meest voorkomende toepassingen van industriële temperatuurregelaars?

Digitale temperatuurregelaars worden veel gebruikt voor het weergeven, regelen en bewaken van temperaturen. Ze worden gebruikt in algemene industriële toepassingen, in de kunststoftechnologie, in de ventilatie- en airconditioningtechnologie, in procestechniek en machinebouw. PID-regelaars worden aanbevolen voor regelsystemen met frequente belastingswisselingen en waar een nauwkeurige, automatische regeling vereist is, bijvoorbeeld wanneer het instelpunt constant verandert (bijvoorbeeld voor een geprogrammeerd temperatuurprofiel). Veelgebruikte toepassingsgebieden voor PID-temperatuurregelaars zijn de bouw van fabrieken en industriële ovens, de procestechniek, kunststofmachines en de ventilatie- en klimaatregelingstechniek.