Programmable temperature controllers

Selecteer de ingangskaart op basis van het sensortype, de vereiste kanaaldichtheid en de toelaatbare meetonzekerheid. De PTC320 ondersteunt één 2-draads of 4-draads RTD, thermistor of diode en dekt weerstanden van ongeveer 1 Ω tot 2,5 MΩ, waardoor deze geschikt is wanneer één breed configureerbaar kanaal nodig is. Voor vier Pt100-kanalen biedt de PTC321 speciale 4-draads ingangen, een bereik van –215 °C tot 850 °C, een initiële nauwkeurigheid van ±30 mK en 2 mK RMS-ruis bij 10 metingen per seconde. De PTC323 biedt twee flexibele weerstands- of diode-ingangen, terwijl de PTC330 vier geïsoleerde thermokoppel-ingangen voor E, J, K, N of T biedt. Gespecialiseerde kaarten zijn doorgaans geschikt voor een hogere kanaaldichtheid, terwijl multisensorkaarten meer configuratieflexibiliteit bieden.

De uitgangskaart moet worden afgestemd op de verwarmingsspanning, het vereiste vermogen, de polariteit van de belasting en de thermische responstijd. De PTC420 schakelt 120 of 240 VAC tot 5 A en gebruikt een instelbare cyclus van 1–240 seconden, waardoor deze bedoeld is voor relatief trage netgevoede verwarmers. De PTC430 levert tot 50 W met bereiken van 20 V en 50 V, terwijl de PTC431 tot 100 W levert en stroombereiken van 2 A, 0,6 A en 0,2 A biedt. De PTC440 biedt een bipolaire uitgang van –5 A tot +5 A voor verwarmen en koelen met thermo-elektrische apparaten. Voor een stabiele regeling moet het gekozen bereik voldoende marge bieden zonder onnodig groot te zijn voor de aangesloten belasting.

Het chassis kan tot 16 temperatuur­sensoren bewaken en tot zes PID-terugkoppellussen aansturen, al hangt de daadwerkelijke combinatie af van de geïnstalleerde kaarten. Vier brede slots accepteren sensor-ingangs- of verwarmingsuitgangskaarten, terwijl de standaard analoge en digitale kaarten twee smalle slots innemen. De vier analoge kanalen van ±10 V kunnen fungeren als PID-ingangen of -uitgangen, maar hun uitgangslimiet van 10 mA betekent dat voor de aansturing van een verwarmer een externe versterker nodig is. Er kunnen maximaal vier PTC431-kaarten worden geïnstalleerd, maar slechts twee kunnen tegelijk op vol vermogen werken. Daarom moeten kanaalaantal, belastingsvermogen en gelijktijdige bedrijfsomstandigheden in kaart worden gebracht voordat de kaartconfiguratie definitief wordt vastgesteld.

De acquisitiesnelheid bepaalt hoe vaak metingen worden uitgevoerd en PID-uitgangen worden bijgewerkt, terwijl de logsnelheid bepaalt hoe vaak waarden worden opgeslagen. Terugkoppellussen kunnen werken tot 50 of 60 Hz, terwijl logging voor elk kanaal kan worden ingesteld tussen 10 punten per seconde en één punt per uur. Het interne geheugen bewaart de meest recente één miljoen meetwaarden per kanaal, goed voor ongeveer 1,2 dagen bij een interval van 0,1 seconde of ongeveer twee jaar bij een interval van één minuut. USB-logging kan de registratieduur verlengen afhankelijk van de beschikbare opslagcapaciteit. Kies in de praktijk de acquisitiesnelheid op basis van de thermische dynamiek van het systeem en het loginterval op basis van de vereiste tijdsresolutie en bestandsgrootte.

Een aangepaste kalibratietabel moet worden gebruikt wanneer de ingebouwde curve niet overeenkomt met de individuele sensor of wanneer een niet-standaard transducer is aangesloten. Elk ingangskanaal kan een eigen tabel hebben, geladen via een USB-opslagapparaat of via een opdracht op afstand. Het bestand moet ten minste twee monotone kalibratiepunten bevatten en mag maximaal 16.384 tekens bevatten, wat doorgaans neerkomt op ongeveer 400–800 punten. Kalibratiepunten voor RTD’s moeten normaal gesproken niet meer dan 10 °C uit elkaar liggen, terwijl punten voor thermistors 1 °C of minder uit elkaar moeten liggen voor fijnere interpolatie. De tabel moet verder lopen dan het beoogde werkbereik, omdat een waarde buiten bereik het kanaal leeg maakt en elke PID-lus die ervan gebruikmaakt bevriest.

Aan elke ingang kunnen bovenlimieten, onderlimieten en limieten voor veranderingssnelheid worden toegewezen, zodat de controller kan reageren op een te hoge temperatuur, snelle drift of een ontbrekende sensor. Een geactiveerd alarm kan een hoorbare melding geven, een geselecteerd relais activeren en een gekozen uitgangskanaal op nul zetten. De digitale I/O-kaart biedt vier SPDT-relais met een specificatie tot 5 A en 250 VAC, samen met acht optisch geïsoleerde TTL-lijnen voor externe status- of stuursignalen. Voor alarmgestuurde relaiswerking moet de digitale I/O-kaart in slot 6 zijn geïnstalleerd. Deze functies kunnen apparatuurbeveiliging en automatische uitschakellogica ondersteunen, maar gevaarlijke verwarmingssystemen moeten nog steeds gebruikmaken van een onafhankelijk ontworpen beveiligingscircuit en een methode om de voeding af te schakelen.

USB, Ethernet en RS-232 zijn standaard inbegrepen en een IEEE 488.2 GPIB-interface kan worden toegevoegd wanneer compatibiliteit met bestaande instrumentatie vereist is. Alle controllerfuncties kunnen via deze interfaces worden uitgelezen of aangestuurd, terwijl de USB-verbinding op de hostcomputer verschijnt als een seriële COM-poort. De macrotaal ondersteunt variabelen, lussen, conditionele instructies en aanroepen van subroutines, waarbij maximaal tien programma’s gelijktijdig kunnen draaien. Drie virtuele kanalen kunnen berekende waarden bevatten, andere kanalen volgen of deelnemen aan cascaderelingsconfiguraties. Samen met de analoge kanalen, geïsoleerde TTL-lijnen en relais ondersteunen deze functies supervisieregeling zonder dat de hostcomputer elke lokale actie hoeft af te handelen.

Wanneer de voeding wordt uitgeschakeld, wordt het 512 MB SDRAM dat als werkgeheugen wordt gebruikt gewist, maar niet alle opgeslagen informatie verdwijnt. Een flashgeheugen van 32 MB bewaart de firmware en gebruikersinstellingen, terwijl de interne klok de datum en tijd blijft onthouden. Verwijderbare USB-media kunnen ook gebruikersprogramma’s, sensorkalibratiecurves en logbestanden bevatten. Voor het wissen van niet-vluchtige inhoud moeten de relevante I/O-kaarten zijn geïnstalleerd, moet een volledige fabrieksreset worden uitgevoerd en moet de firmware opnieuw worden geflasht; verwijderbare media moeten apart worden verwijderd en opnieuw worden geformatteerd. Dit onderscheid is belangrijk in beveiligde omgevingen, omdat alleen het uitschakelen van de netspanning opgeslagen configuratiegegevens of bestanden op USB-media niet wist.