Các loại bộ điều khiển nhiệt độ phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện nay, việc kiểm soát và duy trì nhiệt độ là một yếu tố quan trọng cho nhiều ứng dụng công nghiệp và gia đình. Để đáp ứng nhu cầu ngày một tăng cao này, các loại bộ điều khiển nhiệt độ đã phát triển đa dạng, từ các thiết bị tiêu chuẩn cho đến những công nghệ hiện đại được tích hợp trí tuệ nhân tạo. Trên cơ sở đó, bài viết dưới đây sẽ giới thiệu đến bạn những loại bộ điều khiển nhiệt độ phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn ngày nay.

Bộ điều khiển nhiệt độ sẽ có các thông số kỹ thuật như sau:

• Công suất tiêu thụ: 4AV.
• Nguồn cấp bộ điều khiển nhiệt độ: 85~265 VAC, 24VDC Option.
• Ngõ vào input: K, J , R , S , B , E , N , T , W , P L 2, U , L, PT100, JPT100, JPT50.
• Ngõ vào điện áp: 0-1V, 0-5V, 0-10V, 1-5V, 2-10V, -10-10mV, 0-10mV, 0-20mV, 2-50mV, 10-50mV.
• Transmitter: 4-20mA, 0-20mA, maximum load resistance: 560Ω, 0-5V, 0-1V, 1-5V, 2-10V
• Ngõ vào dòng: 0-20mA, 4-20mA.
• Ngõ ra điều khiển PID: SSR, 0-10VDC, 0-5VDC, 4-20mA, Relay, Servo valve, chế độ Heat Cool.
• Cấp chính xác: 0.2 phần trăm F.S.
• Nhiệt độ hoạt động: 0-50 độ C.
• Maximum load current: 20mA.
• Truyền thông: MODBUS, RS232, RS485, TTL.
• Baudrate: 38400, 19200, 9600, 4800, 2400bps.

Khi sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ để đo lường và điều chỉnh nhiệt, thông thường sẽ có ba chế độ chính như sau:

Chế độ điều khiển PID giúp đảm bảo việc điều chỉnh nhiệt độ một cách tự động và chính xác. PID sẽ kết hợp tỉ lệ, tích phân và đạo hàm để tự động hóa việc điều chỉnh nhiệt độ mà không cần đến sự can thiệp của con người. Việc áp dụng điều khiển PID thường sẽ phổ biến trong các hệ thống lớn có tần suất thay đổi cao nhằm bù đắp năng lượng do sự thay đổi.

Chế độ kiểm soát ON/OFF (hoặc còn gọi là chế độ bật/tắt) là một phương pháp đơn giản và thường được sử dụng trong đa dạng ngành công nghiệp khác nhau. Nguyên lý hoạt động của chế độ ON/OFF khá đơn giản: khi nhiệt độ môi trường vượt qua giá trị đặt, bộ điều khiển sẽ kích hoạt hoặc ngắt tác động đầu ra. Chế độ này cũng có thể được thiết lập với một khoảng giữa giá trị đặt và giá trị thực tế nhằm tránh tần suất chuyển đổi quá thường xuyên. Thông thường, chế độ ON/OFF sẽ sử dụng đầu ra để điều khiển dạng relay nhằm thực hiện các tác động cần thiết trên thiết bị nhiệt.

Ưu điểm của chế độ này là tính dễ hiểu và dễ thực hiện, giúp đơn giản hóa quá trình điều khiển nhiệt độ. Tuy nhiên, chế độ ON/OFF cũng thường không đạt được độ chính xác cao như các phương pháp điều khiển phức tạp khác. Điều này có thể dẫn đến tình trạng quá nhiệt lớn, gây ra sự tổn thất năng lượng trong quá trình điều chỉnh.

Chức năng kiểm soát theo tỷ lệ của bộ điều khiển nhiệt độ sẽ giúp điều chỉnh nhiệt dựa trên việc loại bỏ chu kỳ bật/tắt điều khiển. Khi nhiệt độ tiến đến giá trị đặt, chế độ này sẽ tự động giảm lượng năng lượng cung cấp để duy trì nhiệt độ ổn định. Từ đó tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn.

Bộ điều khiển nhiệt độ theo chương trình sẽ cho phép người sử dụng lập trình trước các khung thời gian và mức độ nhiệt cụ thể mà thiết bị sẽ duy trì. Được tích hợp với khả năng lập trình đến 16 phân đoạn nhiệt độ khác nhau, nên chương trình điều khiển này thường có thể bắt đầu từ nhiệt độ môi trường hoặc từ giá trị 0°C tùy thuộc vào đa dạng mục đích sử dụng cụ thể.

Bộ điều khiển nhiệt độ sẽ được kết nối với máy tính thông qua giao tiếp RS485, cho phép người dùng quản lý và giám sát các thông số cũng như giá trị điều khiển trên máy tính một cách thuận tiên. Thông qua phần mềm kết nối, người dùng hoàn toàn có khả năng kiểm tra và thay đổi các thông số như giá trị nhiệt độ, cảnh báo, phần trăm đầu ra, và ghi nhận dưới dạng file excel, biểu đồ cột, đồ thị,... Việc điều chỉnh các thông số của bộ cảm biến nhiệt độ này cũng có thể được thực hiện trực tiếp trên phần mềm điều khiển.

Bộ điều khiển nhiệt độ dạng DIN Rail thường được lắp trực tiếp trên thanh Rail và có hai loại: một loại tích hợp nút nhấn ngay trên bộ điều khiển và một loại yêu cầu màn hình rời bên ngoài với dây dài khoảng 1m. Khi tích hợp với Transmitter, bộ điều khiển này sẽ mang đến khả năng chuyển đổi tín hiệu từ đa dạng các loại nhiệt độ, tín hiệu sang tín hiệu analog, giúp cung cấp lên đến 2 ngõ ra relay output. Ưu điểm này đã giúp quá trình hiệu chỉnh tín hiệu ngõ vào và ngõ ra trở nên dễ dàng hơn thông qua các phím bấm tại bộ cảm biến nhiệt độ.

Qua bài viết này, Schneider Electric hy vọng các bạn đã cảm thấy được sự đa dạng và tính đa năng của các loại bộ điều khiển nhiệt độ hiện đại ngày nay. Sẽ tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể mà người dùng có thể lựa chọn từ các thiết bị theo chương trình, tích hợp kết nối với máy tính cho đến các bộ điều khiển dạng DIN Rail với tính linh hoạt và hiệu suất tối ưu. Việc áp dụng công nghệ điều khiển nhiệt độ tiên tiến như thế này không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đảm bảo an toàn và tính tiện lợi trong quá trình sử dụng.