Temperaturregler

Temperaturregler in automatisierten Prozessen

Temperaturregler dienen der Anzeige und Steuerung der Temperatur in Prozessen. Temperatursensoren liefern den Temperatur-Messwert an die Steuerung. Dieser regelt die Temperatur entsprechend des eingestellten Sollwerts. Heizregler zum Beispiel schalten bei Unterschreitung des eingestellten Sollwerts eine Heizvorrichtung ein und schalten diese erst bei erreichen des Sollwerts wieder aus. Kühlregler arbeiten in umgekehrter Richtung. Bei Überschreiten des eingestellten Sollwerts wird eine Kühlvorrichtung eingeschaltet, und bei unterschreiten des Sollwerts wieder abgeschaltet. Je nach Gerätevariante wird eine andere Steuerart ausgeführt.

Temperaturregler spielen eine entscheidende Rolle für das ordnungsgemäße Funktionieren verschiedener Industrie- und HLK-Prozesse. Diese Geräte sind so konzipiert, dass sie einen bestimmten Temperatursollwert aufrechterhalten und so sicherstellen, dass die Anlagen effizient und sicher arbeiten. Temperaturregler werden häufig in Anwendungen wie Kühlung, Lebensmittelverarbeitung, Pharmazie und Fertigung eingesetzt.

Die Wahl des richtigen Temperaturreglers für Ihre Anwendung ist von entscheidender Bedeutung, da ein falsch dimensionierter Regler zu Geräteschäden, Energieverschwendung und geringerer Effizienz führen kann. Außerdem sollten Temperaturregler regelmäßig gewartet und kalibriert werden, um eine optimale Leistung über einen längeren Zeitraum zu gewährleisten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Temperaturregler wichtige Geräte sind, die zu einem reibungslosen Betrieb verschiedener industrieller Prozesse beitragen.

Steuerarten der Temperaturregelung

Einfache Basisaufgaben werden mit der 2-Punkt Regelung gesteuert, während für sehr genaue Regelaufgaben Geräte mit PID Regelung eingesetzt werden. Entsprechend der Anwendung werden die Temperaturregler entweder in Schalttafeln verbaut oder in Schaltschränken auf Hutschiene montiert. Falls die Einstellungen und der Temperatur-Sollwert häufig geändert werden bietet sich die Montage in eine Schalttafel an um eine gute Zugänglichkeit zu gewährleisten. Je nach Variante können die Einstellungen und der Temperatur-Sollwert am Gerät mit einem Passwort geschützt werden, um den Zugriff vor Unbefugten zu schützen und eine Fehlsteuerung zu vermeiden.

2-Punkt Temperaturregler

2-Punkt Regler sind EIN/AUS Steuerungen für einfache Regelaufgaben. Eine hohe Genauigkeit wird von diesen Geräten nicht gefordert. Entscheidend bei der Auswahl dieser Variante ist die zuverlässige Umsetzung der einfachen Temperaturregelung. Bei Überschreiten oder Unterschreiten eines Schwellwerts wird der Ausgang geschaltet um die Heizung zu steuern. Zusätzlich bieten einige Temperaturregler eine Hysterese Funktion um die Temperatur in einem geforderten Bereich zu halten. Diese Regler eignen sich hervorragend für eine einfache Temperatursteuerung und bieten eine kostengünstige Lösung im Vergleich zu komplexer arbeitenden PID Reglern. Anwendung finden diese Geräte zum Beispiel in Kühlräumen oder Kühlmöbeln wie etwa Gefriertruhen in Supermärkten um die Temperatur dauerhaft auf dem erforderlichen Niveau zu halten.

Verfügen die Geräte über einen Timer bei welchen die Zeitdauer der Temperatursteuerung eingestellt werden kann, eignen sich diese insbesondere zum Beispiel für den Einsatz in Backöfen. Als Produktvarianten sind die Geräte mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet. Ein Summer welcher an Alarmwerte gekoppelt ist, warnt den Benutzer zum Beispiel falls die Temperatur den gewünschten Temperaturbereich über- oder unterschreitet, ob die Zeit des Timers abgelaufen ist oder ob etwa ein Sensordefekt vorliegt. Hysteresefunktion und Offset Einstellungen ermöglichen eine genaue und auch flexible Einstellung. Die Schaltung des Regelvorgangs erfolgt vorwiegend mit einem Relais, falls der Schaltzyklus nicht zu hoch ist. Bei höheren Schaltzyklen wird das Ausgangsrelais stark beansprucht und erreicht somit früher das Ende der Nutzungsdauer. In diesem Fall ist die Verwendung eines Halbleiterrelais die passende Lösung, da hierbei kein mechanischer Verschleiß auf Grund von hohen Schaltzyklen auftritt.

PID Temperaturregler

PID Regler (proportional-integral-derivative) regeln die Temperatur sehr genau um eine konstante Abweichung vom Sollwert zu verhindern. Die Steuerart kann bei diesen Geräten auf P (proportional), PI (proportional-integral) oder PID eingestellt werden. Die Besonderheit dieser Geräte besteht darin, das diese selbstlernend sind. Auf den gesteuerte Wert erfolgt eine Rückmeldung. Der gemessene Wert wird automatisch mit dem idealen Wert verglichen und falls erforderlich eine entsprechende Anpassung vorgenommen. Über die Laufzeit wird die Temperaturregelung somit immer genauer. Des weiteren kann sich der Regler mit Hilfe der Selbstoptimierungsfunktion auf veränderte Bedingungen einstellen um dauerhaft eine genaue Steuerung zu vollziehen.

Die Arbeitsweise des PID-Regelalgorithmus wird somit gesteuert, indem in regelmäßigen Abständen eine Rückmeldung des Prozesses erfolgt. Als Ergebnis wird die Ansteuerung des Schaltausgangs fortlaufend korrigiert. Geräte die mit PID-Regelung arbeiten, weisen eine hohe Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit auf. Auf Grund der schnellen Regelfrequenz wird am Steuerausgang häufig ein Halbleiterrelais verwendet, da mechanische Relais unter Umständen in kurzer Zeit verschleißen würden. Ein PID-Regler der kein Ausgangssignal erzeugt, prüft nur den Prozessablauf auf Fehler, falls zum Beispiel ein 2-Punktregler die Regelung ausführt. Des Weiteren wird untersucht, wie oft der Fehler auftritt und ob dieser nach oben oder unten auftritt.