Temperature Controllers/อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ

ตัวควบคุมอุณหภูมิ  (Temperature Controller)   
Temperature Controller เป็นอุปกรณ์ ควบคุมอุณหภูมิทีสามารถควบคุมอุ ณหภูมิให้คงทีโดยสามารถตั้งค่า
อุณหภูมิทีต้องการได้ Temperature Controller ของ OMRON มีด้วยกันหลายรุ่น ซึงแต่ละรุ่นจะมีความแตกต่างกัน ทังในด้านขนาด วิธีในการควบคุมอุณหภูมิ และส่วนประกอบต่างๆ

 ขนาด (Size) 
 Size A: 96     96 มม.     E5A  
 Size C: 48     48 มม.    E5C
 Size E: 48      96 มม.    E5E
 Size G: 48     24 มม.    E5G
 Size D: 22.2  96 มม.    E5D 

 ชนิดของอินพุต   
 เทอร์โมคัปเปิล  : Types J, K, N, T, R, ฯลฯ
 RTD         : PT100, JPT100
 แรงดัน DC    : 1-5 V 0-5 V, 0-10 V, 0-10 mV
 กระแส DC    : 4-20 mA, 0-20 mA
 อินฟราเรด     : ES1B, ES1A 

 ชนิดของเอาท์พุต  
 รีเลย์          : SPDT, SPST
 แรงดันพัลส์     : NPN, PNP (0/12 VDC, 0/24 VDC)
 ลีเนียร์         : 4-20 mA, 0-20 mA, 0-10 VDC, 0-5 VDC 

 ค่ า Set Point Variable (SV) 
เป็ นค่าอุ ณหภูมิของระบบควบคุม (Process) ทีต้องการจะร ักษาหรือควบคุมให้คงที  

  ค่า Process Variable (PV)  
เป็นค่าอุณหภูมิจริงของระบบควบคุม (Process) 

 Heater Burnout Alarm
เป็นฟังก์ชันพิเศษใช้ตรวจสอบการทํางานของฮีตเตอร์ (Heater) โดย Temperature controller จะอ่านค่ากระแสทีไหลผ่านฮีตเตอร์ (โดยใช้ Current transformer; CT) เข้ามาแล้วเปรียบเทียบกับค่าทีตั้งไว้ ถ้าหากฮีตเตอร์ไหม้ (burn out) หรือขาดฟังก์ชันนี้จะกําเนิดสัญญาณเอาท์พุตเตือนออกมาทีขั้วเอาท์พุตของ Heater burnout alarm 

 วิธีการควบคุม 
 การควบคุมแบบ On/Off 
 เป็ นวิธีการควบคุมอุ ณหภูมิแบบง่ายๆ ใช้หลักการ On และ Off เอาท์พุตเมืออุณหภูมิตํ่ากว่าและสูงกว่าค่า Set point ตามลําดับการควบคุมวิธีนี้จะเกิดค่าผิดพลาด (Error) ของอุณหภูมิทีถูกควบคุม (Process variable) จากค่า Set pointเพียงเล็กน้อย 
 การควบคุมแบบ PID 
เป็ นวิธีการควบคุมทีซับซ้อนกว่าวิธี  On/Off การควบคุมวิธีนี้จะทําให้ค่าอุณหภูมิทีถูกควบคุม (Process variable) เกิดความผิดพลาด (Error) จากค่า Set point น้อยมาก 
 การควบคุมแบบ PD
มีลักษณะการควบคุมคล้ายกับการควบคุมแบบ PID แต่ประสิทธิภาพจะด้อยกว่า 
 การควบคุมแบบ 2-PID  
วิธีการควบคุมใช้หลักการเดียวกันกับการควบคุมแบบ PID แต่เพิมความสามารถในการคาดเดาค่าของอุณหภูมิจริงที
เกิดขึน (Process variable) และผลกระทบจากสิงแวดล้อมหรือสัญญาณรบกวนล่วงหน้าทําให้ค่าของอุณหภูมิทีถูกควบคุมคงทีขึน 
 การควบคุมแบบ Fuzzy 
เมืออุณหภูมิทีถูกควบคุม (Process variable) มีเสถียรภาพทีค่า Set Point หากมีการเปลียนแปลงจากภายนอกอย่างทันทีทันใดทําให้อุณหภูมิทีถูกควบคุม (Process variable) เปลียนแปลงไปจากค่า Set point การควบคุมแบบ Fuzzy จะทําหน้าทีเป็นตัวปรับอุณหภูมิทีถูกควบคุม (Process variable) ให้กลับมามีเสถียรภาพทีค่า Set point ได้อย่างรวดเร็ว 

 Auto-tuning   
เป็นฟ ังก์ชันในการคํานวนค่าพารามิเตอร์ของ  PID แบบอัตโนมัติโดยการเรียนรู้จากอุณหภูมิของสภาวะแวดล้อมภายนอก รวมทั้งผลกระทบต่างๆ ทีมีต่อระบบแล้วนํามาคํานวนหาค่า PID ทีเหมาะสมเพือให้อุณหภูมิของระบบเข้าสู่จุด Set point อย่างรวดเร็วและมีเสถียรภาพทีสุด 

 Communication Interface  
ผู้ใช้สามารถตังพารามิเตอร์ต่างๆ หรือทําการโปรแกรมรวมถึงการ Monitor ตัว Temperature controller จากระยะไกลโดยผ่านระบบ RS-232C, RS-422 หรือ RS-485 

 Alarm Output  
เป็นเอาท์พุตสําหรับการแจ้งสถานะของการควบคุมระบบ ซึงจะทํางานเมืออุ ณหภูมิทีถูกควบคุม (Process variable) ของระบบสูงกว่า ตํ ากว่า หรืออยู่ในช่วงของอุณหภูมิทีผู ้ใช้กําหนดไว้ 

 Remote Set Point 
เป็นการตังค่า Set point ของ Temperature controller จากภายนอกโดยผ่านสัญญาณ 4-20 mA 

 Event Input  
เป็นการเปลียนค่า Set point จากค่าหนึงไปยังอีกค่าหนึงทีตั งไว้โดยการสับสวิตช์ทีขั้วต่ออินพุตของ Temperature controller เป็นการสั่งงาน Temperature controller จากปุ่มกดภายนอกให้ทํางานตามคําสั่งทีได้กําหนดไว้  

 Valve Positioning 
เป็นการควบคุมการเปิด-ปิด วาล์ว โดยใช้การควบคุมแบบ PID
 
 Auxiliary Output  
เป็นเอาท์ พุตทีเพิมเข้ามาจากเอาท์พุตควบคุมของ Temperature controller ซึงสามารถเปลียนให้เป็นเอาท์พุตของ Alarm, Loop break alarm หรือ Error ได้ 

 Transfer Output  
เป็นเอาท์ พุต 4-20 mA ซึงเราสามารถเลือกได้ว่าจะให้ส ัญญาณเอาท์ พุต 4-20 mA นี ถูกแปลงค่ามาจากค่า Set point (SP),Process value (PV) หรือค่าควบคุมเอาท์พุต (Manipulated variable; MV) 

 หลักการเลือกใช้  Temperature Controller 
การทีเราจะเลือกใช้ Temperature controller นั น เราจําเป็ นจะต้องรู้สิงต่อไปนี 
1) แหล่งจ่ายไฟ: 24 VDC, 24 VAC หรือ 110/240 VAC 
2) ช่วงของอุณหภูมิทีใช้งาน: 0-400C, -50-150C ฯลฯ
3) ชนิดและจํานวนของเอาท์ พุต: รีเลย์, แรงดัน, ลีเนียร์, SSR ฯลฯ
4) วิธีควบคุมระบบ: On/Off, PID, Fuzzy ฯลฯ 
5) ชนิดของอินพุต: เทอร์โมคัปเปิ้ล, PT100, เทอร์มิสเตอร์, ฯลฯ
6) ขนาด: A: 96  96 มม., C: 48  48 มม., E: 48  96 มม., G: 48  24 มม., D: 22.2 X 96 มม. 
7) จํานวน Alarm output 

8) อืนๆ : Communication, Event input, Valve positioning ฯลฯ