قیمت انواع کنترل دما ( ترموستات دما )

کنترلر دما و ترموستات دما از ابزارهای اساسی در صنایع مختلف هستند که به کنترل و تنظیم دما در فرآیندها کمک می‌کنند. این دستگاه‌ها نقش مهمی در بهبود کارایی و کیفیت محصولات ایفا می‌کنند و به ویژه در صنایع غذایی، داروسازی و تولیدات صنعتی از اهمیت بالایی برخوردارند. در این متن به بررسی انواع کنترلرهای دما و ترموستات‌های دما، عملکرد آن‌ها و کاربردهای مختلف هر کدام خواهیم پرداخت.

کنترلر دما ON/OFF

کنترلر دما ON/OFF ساده‌ترین نوع این دستگاه‌ها به شمار می‌آید. این کنترلر به صورت دو حالته عمل می‌کند؛ یعنی یا روشن است و دما را به حداکثر می‌رساند یا خاموش است. این نوع کنترلر برای سیستم‌هایی که نیاز به دقت بالایی ندارند، مناسب است، اما به دلیل عدم وجود حالت میانه، ممکن است نوسانات دما ایجاد کند. یکی از معایب این کنترلر، خطرات ناشی از دماهای بسیار بالا یا پایین است که می‌تواند به آسیب دیدن تجهیزات و محصولات منجر شود.

ترموستات دما تناسبی

ترموستات دما تناسبی با هدف حذف سیکل‌های ON/OFF در کنترلرها طراحی شده است. این نوع ترموستات به تدریج قدرت هیتر را کاهش می‌دهد تا دما به نقطه تنظیم (set point) برسد.

این روش منجر به کاهش نوسانات دما و بهبود دقت سیستم می‌شود. با این حال، ترموستات‌های تناسبی به‌خودی‌خود ممکن است در برخی شرایط عملکرد ضعیفی داشته باشند و نیاز به تنظیمات دقیق دارند.

کنترل دما PID

کنترلر دما PID (تناسبی، انتگرالی، مشتقی) یک روش پیشرفته‌تر برای کنترل دما است که به طور همزمان از سه الگوریتم برای رسیدن به دقت بالا استفاده می‌کند. در این نوع کنترلر، بخش تناسبی به افزایش سریع پاسخ سیستم کمک می‌کند، بخش انتگرالی برای حذف خطای پایدار عمل می‌کند و بخش مشتقی نوسانات را کاهش می‌دهد. این کنترلر در بسیاری از صنایع به کار می‌رود و مزایای آن شامل دقت بالا و کارایی در شرایط متغیر است.

ساختار ترموستات دما PID

ترموستات‌های دما PID دارای انواع مختلفی از ساختارها هستند. یکی از این ساختارها، ساختار موازی است که در آن هر یک از بخش‌های کنترل به طور مستقل عمل می‌کنند. با این حال، این نوع ساختار ممکن است با مشکلاتی مانند کاهش دقت مواجه شود. ساختار غیرتعاملی نیز وجود دارد که بر پایه تعامل میان بخش‌های کنترل عمل می‌کند و به دقت بالاتری می‌انجامد. در نهایت، ساختار تعاملی به دلیل دقت و توانایی تطابق با تغییرات سریع، بسیار محبوب است.

مزایای کنترلر دما PID

کنترلر دما PID دارای مزایای متعددی است. یکی از این مزایا، سادگی ساختار آن است که آن را برای پیاده‌سازی در انواع سیستم‌ها مناسب می‌سازد. همچنین، این کنترلر تأثیر مثبت بر روی دقت و ثبات سیستم دارد و به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. با توجه به این ویژگی‌ها، کنترلر PID به یکی از انتخاب‌های اصلی در کنترل دما تبدیل شده است.

خروجی ترموستات دما

خروجی‌های ترموستات دما می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند؛ از جمله خروجی‌های رله‌ای، SSR (Solid State Relay) و آنالوگ. انتخاب نوع خروجی مناسب بر اساس نیاز پروسه بسیار اهمیت دارد. خروجی‌های رله‌ای به دلیل سادگی و هزینه پایین، در بسیاری از سیستم‌ها استفاده می‌شوند، در حالی که خروجی‌های SSR به دلیل سرعت بالای عملکرد و عمر طولانی‌تر، در سیستم‌های حساس‌تر کاربرد دارند.

تنظیم و کالیبراسیون کنترلر دما

تنظیم و کالیبراسیون کنترلر دما از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. کالیبراسیون صحیح سنسورها و کنترلرها می‌تواند دقت اندازه‌گیری را افزایش دهد و از بروز خطاهای جدی جلوگیری کند. روش‌های مختلفی برای کالیبراسیون وجود دارد، از جمله استفاده از تجهیزات استاندارد و انجام آزمایش‌های تکراری. کالیبراسیون مداوم در سیستم‌های صنعتی به ویژه در صنایع حساس مانند داروسازی و غذایی ضروری است.

نحوه انتخاب ترموستات دما

انتخاب ترموستات دما نیازمند توجه به چندین معیار مهم است. اولین معیار، اندازه و نوع سیستم است که باید با نیازهای خاص فرآیند سازگار باشد. همچنین، انتخاب سنسورهای ورودی نیز بسیار حائز اهمیت است و باید با دقت انجام شود. در نهایت، انتخاب الگوریتم کنترلی مناسب با توجه به نوع پروسه و نیازهای دما می‌تواند به عملکرد بهتر سیستم کمک کند.

قیمت کنترلر دما 

کنترلرهای دما معمولاً شامل سنسورها، واحد پردازش، واحد کنترل و واحد اجرا میشوند سنسورها برای اندازه گیری دما استفاده میشوند و اطلاعات به واحد پردازش ارسال میشوند واحد پردازش داده های دریافتی را تحلیل کرده و تصمیمات مربوط به کنترل دما را اتخاذ میکند سپس این تصمیمات توسط واحد کنترل به واحد اجرا ارسال میشوند تا عملیات مورد نظر را انجام دهد، مثلاً روشن و خاموش کردن یک سیستم خنک کننده یا گرم کننده مانند کولر یا هیتر.

کنترلرهای دما میتوانند با استفاده از الگوریتم های مختلف، مانند کنترل پروپورشنال اینتگرال دیفرانسیل PID، دمای محیط را به طور خودکار کنترل کنند این الگوریتم ها براساس اندازه گیری دما و تنظیم کردن پارامترهای کنترلی، به طور پیوسته و پویا دما را تنظیم میکنند.

کنترلرهای دما به عنوان یکی از اجزای مهم سیستم های خودکار و هوشمند مورد استفاده قرار میگیرند و باعث بهبود کارایی، امنیت و صرفه جویی در مصرف انرژی میشوند.

انواع دستگاه کنترلر دما و نحوه عملکرد آنها 

کنترلر دما ON/OFF: کنترلر ON/OFF یک نوع کنترلر ساده در سیستم‌های کنترل دما است که به طور اساسی بین دو وضعیت، یعنی ON و OFF، تغییر می‌کند. این نوع کنترلر در مواردی که دقت بالا نیاز نباشد و تغییرات دما به سرعت اتفاق می‌افتد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع کنترلر، معمولاً یک مقدار تنظیمی به نام "ست پوینت" (Set Point) تعیین می‌شود و وقتی دما از این مقدار عبور می‌کند، خروجی کنترلر تغییر وضعیت می‌دهد.

در کنترل گرما، وقتی دما زیر مقدار ست پوینت می‌رود، خروجی کنترلر به حالت ON تغییر می‌کند تا فرآیند گرمایش ادامه یابد. وقتی دما به بالای ست پوینت می‌رسد، خروجی به حالت OFF تغییر کرده و فرآیند گرمایش متوقف می‌شود. این تغییر وضعیت تا زمانی ادامه دارد که دما از حد مجاز ست پوینت تجاوز کند، و سپس سیکل تکرار می‌شود.

برای جلوگیری از انتقال سریع و پیاپی خروجی کنترلر بین ON و OFF که می‌تواند باعث خرابی کنتاکتورها یا ولوها شود، از واحد دیفرانسیل (Hysteresis) استفاده می‌شود. واحد دیفرانسیل باعث می‌شود که پس از عبور دما از مقدار ست پوینت، باید دما به مقداری پایین‌تر از ست پوینت برسد تا وضعیت خروجی تغییر کند و برعکس. این انتقال دیفرانسیلی باعث جلوگیری از تعداد زیادی تغییر وضعیت میان ON و OFF در کوتاه مدت می‌شود.

از کنترلر ON/OFF برای کاربردهایی که نیاز به دقت بسیار بالا ندارند، مانند مواردی که دمای محیط یا فرآیند به طور کند تغییر می‌کند، استفاده می‌شود. این نوع کنترلر در آلارم‌های دما نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. در عمل، به دلیل محدودیت‌های دقت و عدم انعطاف‌پذیری در تنظیمات، کنترلر ON/OFF کمتر به کار می‌رود و به جای آن، کنترلرهای پیشرفته‌تری مثل PID استفاده می‌شود.

کنترلر دما تناسبی Proportional Control:کنترلرهای تناسبی (Proportional Controllers) بهبودی بر کنترلرهای ON/OFF دارند و در تلاشند تا نوسانات سیکلی کنترلر ON/OFF را کاهش دهند. این نوع کنترلرها با استفاده از تغییرات پیوسته و پروپورشنال (تناسبی) در خروجی، سعی در دستیابی به دقت بیشتر در کنترل دما دارند.در عملکرد کنترلر تناسبی، زمانی که دما به مقدار ست پوینت نزدیک می‌شود، نیروی کاهش داده شده به هیتر کمتر می‌شود. این کاهش نیرو باعث می‌شود تا تغییرات دما به طور ملایم و آهسته‌تری صورت بگیرد، به جای تغییرات سریع مابین ON و OFF کنترلر ON/OFF. این باعث می‌شود که دما به مقدار ست پوینت نزدیک شود و در آن نقطه ثابت باقی بماند، به جای اینکه به طور متناوب بین دمایی کمی زیر و کمی بالای ست پوینت نوسان کند.

در واقع، کنترلر تناسبی تنظیماتی دارد که مشخص می‌کند چقدر افت نیروی مورد استفاده به هیتر باید در نزدیکی ست پوینت اعمال شود. این پارامتر به عنوان ضریب تناسب (Proportional Gain) شناخته می‌شود و تعیین‌کننده نحوه تطبیق خروجی کنترلر با ورودی دما است. با تنظیم این ضریب به درستی، می‌توان دما را به نقطه ست پوینت نزدیک کرده و از نوسانات زیاد جلوگیری کرد.به این ترتیب، کنترلرهای تناسبی از تغییرات پیوسته در خروجی استفاده می‌کنند تا به نوسانات کمتری در کنترل دما دست یابند و دقت بیشتری را به فرآیند کنترلی اعمال کنند.

کنترل دما PID:کنترلر PID (Proportional-Integral-Derivative) یکی از رایج‌ترین و مؤثرترین نوع کنترلرها در صنعت و کنترل فرآیندها است. این کنترلر برای کنترل پارامترهای فیزیکی مانند فشار، دما، سطح، جریان، و سایر مشخصات فرآیندی استفاده می‌شود.

کنترلر PID بر مبنای سه مدل کنترلی کار می‌کند:

1. Proportional (تناسبی): این قسمت از کنترلر، خروجی کنترلی را به اندازه‌ای تنظیم می‌کند که تفاوت بین مقدار مطلوب (سنسوری یا مرجعی) و واقعی (خوانده شده توسط سنسور) کم شود. این قسمت با تنظیم ضریب تناسب (Kp) انجام می‌شود.

2. Integral (انتگرالی): این قسمت برای مقابله با خطاهای دائمی (مثل خطاهای محیطی یا اثرات تاخیر در سیستم) استفاده می‌شود. انتگرال مقدار تجمیعی از خطاها در طول زمان است و با تنظیم ضریب انتگرال (Ki) انجام می‌شود.

3. Derivative (مشتقی): این قسمت به تناسب با نرخ تغییر خطا عمل می‌کند. این به کنترلر کمک می‌کند تا باعث کاهش نوسانات و جلوگیری از افت دماهای سریع یا افزایش ناگهانی شود. تنظیم ضریب مشتق (Kd) این قسمت را تنظیم می‌کند.

با ترکیب این سه قسمت، کنترلر PID قادر به تنظیم دقیق و پایدار دما و دیگر پارامترهای فرآیندی است. ترکیب این مدل‌های کنترلی به شکل PID به عنوان یک کل، توانایی کنترل بهینه‌تر و سریع‌تر را به فرآیندها می‌دهد. این نوع کنترلر در بسیاری از صنایع از جمله تولید، خودروسازی، الکترونیک، مخابرات، پردازش غذا و غیره استفاده می‌شود.Temperature Controllers