Thông số kỹ thuật bộ điều khiển nhiệt độ Autonics TC4S-14R
Bộ điều khiển nhiệt độ TC4S-14R thuộc dòng TC Series của Autonics, được thiết kế tối ưu cho các hệ thống gia nhiệt công nghiệp đòi hỏi độ ổn định nhiệt cao với chi phí hợp lý. Thiết bị tích hợp thuật toán điều khiển PID kép tiên tiến và hỗ trợ hiển thị giá trị đo (PV) rõ nét bằng màn hình LED 4 số.
| Thông số | Giá trị kỹ thuật |
|---|---|
| Mã sản phẩm | TC4S-14R |
| Hãng sản xuất | Autonics |
| Kích thước mặt tủ (W×H) | 48 × 48 mm (tiêu chuẩn DIN 1/16) |
| Kích thước lỗ khoét tủ | 45 × 45 mm (chiều sâu thân máy: xấp xỉ 64,5 mm) |
| Nguồn cấp hoạt động | 100 – 240 VAC ~ 50/60 Hz |
| Công suất tiêu thụ | Tối đa 5 VA |
| Chu kỳ lấy mẫu | 100 ms |
| Loại cảm biến ngõ vào |
• Thermocouple (Can nhiệt): K, J, L • RTD (Nhiệt điện trở): DPt100Ω, Cu50Ω (loại 3 dây) |
| Sai số hiển thị | • Can nhiệt: [±0,5% PV hoặc ±1°C tùy giá trị nào lớn hơn] ± 1 chữ số • RTD: [±0,5% PV hoặc ±1°C tùy giá trị nào lớn hơn] ± 1 chữ số |
| Ngõ ra điều khiển chính | Tích hợp cả 2 cổng đấu nối riêng biệt: • Relay: 250 VAC 3A 1a • SSR drive: 12 VDC ±2 V, tải tối đa 20 mA |
| Ngõ ra cảnh báo (Alarm) | AL1 Relay (250 VAC 1A 1a) |
| Phương pháp điều khiển | ON/OFF, P, PI, PD, PID (hỗ trợ Auto-tuning) |
| Dải cài đặt chu kỳ điều khiển (T) | 0,5 đến 120,0 giây (cho ngõ ra Relay hoặc SSR) |
| Nhiệt độ môi trường hoạt động | -10 đến 50°C (tránh môi trường đóng băng hoặc ngưng tụ) |
| Độ ẩm môi trường | 35 đến 85% RH |
| Cấp độ bảo vệ | IP65 (tiêu chuẩn IEC, chỉ áp dụng cho mặt trước khi dùng gioăng cao su) |
Ý nghĩa mã định danh model TC4S-14R
Ký hiệu trên model TC4S-14R được chuẩn hóa theo hệ thống quản lý sản phẩm của Autonics:
- TC: Dòng thiết bị điều khiển nhiệt độ chuẩn công nghiệp (Temperature Controller).
- 4: Kích thước tiêu chuẩn DIN W48 × H48 mm.
- S: Thiết kế màn hình hiển thị đơn (Single Display LED 4 số hiển thị giá trị PV, chuyển đổi hiển thị SV bằng phím chức năng).
- 1: Nguồn điện cấp tiêu chuẩn 100 – 240 VAC.
- 4: Tích hợp 1 ngõ ra cảnh báo sự kiện độc lập (Event 1 / Alarm 1) tiếp điểm Relay 250 VAC 1A.
- R: Ngõ ra điều khiển chính kép gồm tiếp điểm cơ Relay (250 VAC 3A) và ngõ ra kích điện áp bán dẫn SSR Drive (12 VDC).
Đặc điểm công nghệ và chức năng vận hành
Thuật toán PID cải tiến với chu kỳ lấy mẫu 100 ms
TC4S-14R ứng dụng thuật toán điều khiển PID kép, cho phép hệ thống đạt được điểm đặt (SV) nhanh chóng mà không gây hiện tượng vọt lố (overshoot) quá mức. Tốc độ lấy mẫu 100 ms giúp vi xử lý nhận diện tức thời sự thay đổi nhiệt độ từ đầu đo, phản hồi tín hiệu kích đóng cắt ngõ ra kịp thời, đặc biệt thích hợp cho các hệ thống quán tính nhiệt thấp như thanh hàn nhiệt bao bì, máy đóng gói và máy ép nhựa màng mỏng.
Chức năng Auto-tuning (Tự động dò thông số PID)
Thuật toán tự động đo đạc đáp ứng nhiệt của hệ thống thực tế thông qua các chu kỳ gia nhiệt giới hạn để tự động tính toán 3 thông số tối ưu: Dải tỷ lệ (P – Proportional Band), Thời gian tích phân (I – Integral Time) và Thời gian vi phân (D – Derivative Time). Tính năng này loại bỏ quá trình cân chỉnh thủ công phức tạp và loại trừ sai số do phỏng đoán quán tính nhiệt.
Khả năng chuyển đổi ngõ ra điều khiển Relay và SSR Drive
Điểm nổi bật của hậu tố “R” trên TC4S-14R là việc tích hợp đồng thời hai dạng ngõ ra trên cầu đấu dây:
- Tiếp điểm Relay (250 VAC 3A): Đấu nối trực tiếp đến các tải thuần trở công suất nhỏ (< 600W) hoặc cuộn hút của khởi động từ (Contactor). Phù hợp với chu kỳ điều khiển dài (T ≥ 20 giây) nhằm bảo toàn tuổi thọ cơ khí của tiếp điểm.
- Điện áp SSR Drive (12 VDC): Cung cấp tín hiệu đóng cắt không tiếp điểm cho Rơ-le bán dẫn (SSR). Lựa chọn này cho phép cài đặt chu kỳ điều khiển rất ngắn (0,5 – 2 giây), mang lại độ phẳng nhiệt độ gần như tuyệt đối mà không lo mòn tiếp điểm.
Khả năng tương thích cảm biến và dải nhiệt độ đo lường
TC4S-14R cho phép cấu hình loại ngõ vào cảm biến trực tiếp trên phím bấm mặt trước mà không cần can thiệp phần cứng:
| Loại cảm biến | Ký hiệu cài đặt | Dải nhiệt độ đo lường (°C) | Dải nhiệt độ đo lường (°F) |
|---|---|---|---|
| Thermocouple K (CA) | KCA.H / KCA.L | -50 đến 1200 / -50,0 đến 199,9 | -58 đến 2192 / -58,0 đến 399,9 |
| Thermocouple J (IC) | JIC.H / JIC.L | -30 đến 500 / -30,0 đến 199,9 | -22 đến 932 / -22,0 đến 399,9 |
| Thermocouple L (IC) | LIC.H / LIC.L | -40 đến 800 / -40,0 đến 199,9 | -40 đến 1472 / -40,0 đến 399,9 |
| RTD DPt100Ω | dPt.H / dPt.L | -100 đến 400 / -99,9 đến 199,9 | -148 đến 752 / -99,9 đến 399,9 |
| RTD Cu50Ω | CU5.H / CU5.L | -50 đến 150 / -50,0 đến 150,0 | -58 đến 302 / -58,0 đến 302,0 |
Ứng dụng thực tế của bộ điều khiển nhiệt độ TC4S-14R
- Máy hàn miệng túi, máy đóng gói bao bì liên tục: Yêu cầu dải nhiệt duy trì liên tục ở mức sai số thấp để bảo vệ mép hàn không bị cháy hoặc hở.
- Ngành nhựa và cao su: Sử dụng điều khiển nhiệt nòng đùn, khuôn ép định hình, máy gia nhiệt phôi chai PET.
- Hệ thống gia nhiệt buồng sấy công nghiệp: Ứng dụng trong tủ sấy sơn, máy sấy nông sản, buồng sấy linh kiện điện tử.
- Bể ổn nhiệt và gia nhiệt hóa chất: Kết hợp cùng cảm biến RTD Pt100 bọc Teflon hoặc Inox để duy trì nhiệt dung dịch trong bể mạ, bể tẩy rửa siêu âm.
So sánh TC4S-14R với các model cùng phân khúc
| Tiêu chí so sánh | TC4S-14R | TC4S-24R | TC4M-14R | TCN4S-24R |
|---|---|---|---|---|
| Kích thước mặt trước | 48 × 48 mm | 48 × 48 mm | 72 × 72 mm | 48 × 48 mm |
| Nguồn cấp | 100 – 240 VAC | 24 VAC / 24 – 48 VDC | 100 – 240 VAC | 100 – 240 VAC |
| Kiểu hiển thị | Màn hình đơn (Single LED) | Màn hình đơn (Single LED) | Màn hình đơn (Single LED) | Màn hình kép (Dual LED: PV & SV) |
| Ngõ ra cảnh báo | 1 Alarm (Relay 1A) | 1 Alarm (Relay 1A) | 1 Alarm (Relay 1A) | 2 Alarm (Relay 3A) |
| Ngõ ra điều khiển | Relay (3A) / SSR (12VDC) | Relay (3A) / SSR (12VDC) | Relay (3A) / SSR (12VDC) | Relay (3A) / SSR (12VDC) |
| Ứng dụng tối ưu | Tủ điện tiêu chuẩn 220V, kích thước nhỏ gọn | Hệ thống điều khiển điện áp thấp DC/24V an toàn | Tủ điều khiển tầm nhìn xa, diện tích mặt tủ lớn | Cần theo dõi đồng thời cả PV và SV, cần 2 ngõ Alarm |
Quy trình cài đặt chế độ PID Auto-tuning chuẩn xác
Để đạt được sai số ổn định nhất cho hệ thống gia nhiệt, quá trình thiết lập cần tuân thủ theo các bước sau:
- Cấu hình loại ngõ vào (Parameter 2 – In-T): Nhấn giữ phím
MODEtrong 3 giây để vào nhóm thông số 2. Chọn đúng loại cảm biến đang đấu nối (ví dụ:kCA.Hcho can K hoặcdPt.Hcho can Pt100). - Cấu hình chế độ điều khiển (C-Md): Tại nhóm thông số 2, chuyển thông số
C-MdsangPID(mặc định xuất xưởng làONOF). - Chọn dạng ngõ ra điều khiển và cài đặt chu kỳ (t):
- Nếu dùng tiếp điểm cơ Relay kéo tải trực tiếp hoặc qua contactor: Cài đặt chu kỳ
ttừ 20.0 đến 30.0 giây để bảo vệ tiếp điểm khỏi đánh hồ quang liên tục. - Nếu dùng SSR: Cài đặt chu kỳ
ttừ 1.0 đến 2.0 giây để hệ thống xuất xung mịn.
- Nếu dùng tiếp điểm cơ Relay kéo tải trực tiếp hoặc qua contactor: Cài đặt chu kỳ
- Thiết lập nhiệt độ đích (SV): Thoát về màn hình chính, nhấn phím điều hướng để chỉnh nhiệt độ làm việc mong muốn.
- Kích hoạt tính năng Auto-tuning (At): Nhấn giữ phím
MODEtrong khoảng 2 giây để vào nhóm thông số 1. Tìm thông sốAt, chuyển giá trị từOFFsangON. Đèn chỉ báo AT trên mặt thiết bị sẽ nhấp nháy liên tục. Trong suốt quá trình này, bộ điều khiển sẽ tự động đóng ngắt nhiệt để đo thời gian trễ và biên độ quán tính, sau đó tự lưu các hệ số P, I, D và đèn AT tắt hẳn.
Lưu ý kỹ thuật khi lắp đặt và vận hành
- Phân biệt dây tín hiệu cảm biến:
- Với can nhiệt (Thermocouple): Bắt buộc dùng đúng dây bù nhiệt chuyên dụng theo loại can (dây bù K cho can K, dây bù J cho can J) và đấu đúng cực tính dương (+), âm (-). Tuyệt đối không dùng dây đồng thông thường để nối dài vì sẽ tạo ra sai số nhiệt độ tại điểm nối.
- Với can nhiệt điện trở (RTD 3 dây): Ba dây dẫn từ đầu đo về bộ điều khiển phải có cùng chiều dài, cùng tiết diện và cùng điện trở để thiết bị tự động bù trừ suy hao đường truyền chính xác.
- Chống nhiễu đường truyền tín hiệu: Tuyệt đối không đi chung ống gen dẫn dây cảm biến với các đường dây nguồn động lực 3 pha, đường cấp nguồn biến tần hoặc dây tải của thanh gia nhiệt để tránh hiện tượng cảm ứng gây nhảy số hiển thị ngẫu nhiên.
- Bảo vệ tiếp điểm Relay ngõ ra: Công suất định mức 3A 250VAC của tiếp điểm ngõ ra chỉ áp dụng cho tải thuần trở (Cosφ = 1). Nếu điều khiển tải cảm (cuộn hút rơ le trung gian, van điện từ, khởi động từ), phải lắp thêm mạch dập hồ quang RC hoặc Diode xả dòng để tránh xỉ nhục tiếp điểm hoặc gây treo vi xử lý của đồng hồ nhiệt.
- Thông gió làm mát: Khi tích hợp nhiều bộ điều khiển trên cùng một thanh ray hoặc mặt tủ điện kín, cần đảm bảo khoảng cách thông khí tối thiểu giữa các thân máy hoặc trang bị quạt hút nhiệt tủ điện để nhiệt độ xung quanh thiết bị không vượt quá giới hạn 50°C.
Kích thước TC4S-14R
Sơ đồ đấu nối TC4S-14R
Liên hệ
Công ty Hải Phòng Tech chuyên cung cấp các sản phẩm AUTONICS. Quý khách vui lòng liên hệ Hải Phòng Tech để nhận được báo giá ưu đãi nhất.
