Ersatz OMRON PLC Programmierbarer Logikcontroller C200H-TC103

Omron C200H-TC103∙ SYSMAC C200H Temperatursteuerungseinheit 2 Schleifen, Pt100 RTD-Eingang, Stromausgang, PID mit Feed-Forward, automatische Abstimmung

Übersicht

DieOmron C200H-TC103ist eine Zwei-Schleife-Temperaturregelung für die SYSMAC C200H programmierbare Steuerungsreihe das Modul, das die Präzisions-Temperaturregelung im geschlossenen Schleife direkt im PLC-Rack verwaltet,mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W.

Bei Anwendungen zur Steuerung von Prozessen und Maschinen, bei denen mehrere Temperaturzonen parallel zur Standard-E/A- und Sequenzierungslogik der Maschine verwaltet werden müssen, rack-mount temperature control units like the C200H-TC103 allow the engineer to integrate all control functions into a single C200H system rather than wiring external PID temperature controllers to the PLC's analog I/O cards.

Mit der Bezeichnung -TC103 gehört dieses Modul zur Platin-Widerstandsthermometer-Eingabefamilie (Pt100) der Temperaturmodule C200H die mit -TC10X endende Serie akzeptiert Pt100- und JPt100-Sensorenwährend die -TC00X-Serie für Thermocouple-Eingänge ausgelegt ist.

Diese Unterscheidung ist in der Sensorauswahl von Bedeutung: Pt100 RTD-Sensoren bieten eine bessere Genauigkeit, eine bessere Langzeitstabilität,und mehr lineare Temperatur-Widerstands-Eigenschaften als die meisten Thermoelemente, so dass sie die bevorzugte Wahl für Anwendungen sind, bei denen die absolute Temperaturgenauigkeit und Wiederholgenauigkeit Priorität habenund Labortemperaturkammern, zum Beispiel.

Zwei Steuerschleifen in einem einzigen Modul bedeuten, dass der C200H-TC103 zwei unabhängige Temperaturmess- und Steuerkanäle gleichzeitig verwaltet.

Jede Schleife liest ihren eigenen Pt100-Sensor, führt ihre eigenen PID-Berechnungen durch und leitet ihre eigene Leistung an eine Heizung, ein Ventil oder einen Leistungsregler.

Für Anwendungen mit zwei Temperaturzonen die beiden Hälften eines Spritzgießfässer, die oberen und unteren Platten einer Presse,die Eingangs- und Ausgangszonen eines Förderöfens.

Schlüsselmerkmale

PID mit Feed-Forward

Standard-PID-Temperaturregelung korrigiert den Temperaturfehler reaktiv. Der Regler wartet auf eine Abweichung zwischen der gemessenen Prozesstemperatur und dem Setpunkt.berechnet dann eine Korrektur auf der Grundlage dieser Abweichung (P), der gesammelten Vergangenheit (I) und der Veränderungsrate (D).

Die Vorwärtssteuerung ergänzt ein proaktives Element: Sie antizipiert eine Störung, bevor sie vom Temperatursensor erkannt wird, indem sie im Voraus ein Korrektursignal anwendet.

In einer Heizungsanwendung reagiert der Vorwärmstrom üblicherweise auf Veränderungen der Betriebsbedingungen des Heizgeräts ∙ eine plötzliche Erhöhung der Wärmebelastung, wenn ein kaltes Werkstück in den Ofen gelangt,oder eine Verringerung der Umgebungstemperatur, die den Wärmeverlust durch den Prozess erhöht.

Durch Hinzufügen einer Feedforward-Korrektur, wenn sich diese Bedingungen ändern,Der Temperaturregler verhindert den großen Temperaturabfall, den eine reine PID-Steuerung beim Aufholen der Störung erfahren würde..

Das Ergebnis ist eine strengere Temperaturregulierung mit geringeren Abweichungen vom Setpoint, insbesondere bei Prozessvorgängen.

For applications like injection moulding where material properties are highly temperature-sensitive — a 5°C deviation from the optimal barrel temperature can cause visible defects in the moulded part — this level of temperature stability directly translates to better product quality and lower scrap rates.

Automatisches Abstimmen Eliminieren der manuellen PID-Parameter-Einstellung

Die manuelle Einstellung von PID-Gewinnen ist eine Fähigkeit, die das Verständnis der thermischen Dynamik des Prozesses erfordert.und Iteration durch Verstärkungsanpassungen während der Überwachung der TemperaturantwortFür viele Benutzer ohne diesen Hintergrund ist das manuelle PID-Tuning ein erhebliches Hindernis für eine gute Temperaturregelungsleistung.

Die Auto-Tuning-Funktion des C200H-TC103 automatisiert diesen Prozess.

Bei Auslösung der automatischen Abstimmung wird ein kontrollierter Prozessversuch durchgeführt, bei dem ein Schrittwechsel oder eine Relais-Oszillation auf die Heizleistung angewendet und die Prozesstemperatur-Reaktion gemessen wird.

Aus dieser Antwort berechnet das Modul die proportionale Bandbreite, die integrale Zeit und die abgeleiteten Zeitwerte, die eine stabile,eine reaktionsfähige Temperaturregelung für diese spezifische Prozess- und Heizkombination.

Die berechneten Parameter werden dann automatisch in die Steuerregister des Moduls eingetragen.

Auto-tuning should be run under representative process conditions — at the operating temperature and with the typical process load — to ensure the calculated parameters reflect the actual operating environment.

Nach der ersten automatischen Abstimmung können die Parameter bei Bedarf manuell optimiert werden, aber für die meisten Anwendungen bieten die automatisch abgestimmten Werte sofort eine zufriedenstellende Steuerungsleistung.

PLC-Programmintegration 21 Anweisungen für den vollständigen Datenzugriff

Der C200H-TC103 kommuniziert mit der C200H-CPU über die Rückseite des Racks, und das PLC-Programm kann mit allen Betriebsdaten des Moduls mithilfe von 21 speziellen Anweisungen interagieren.Diese Anweisungen ermöglichen es dem Programm,:

Die gemessene Temperatur (Prozesswert) wird aus jeder Schleife für die Anzeige, Registrierung oder Überwachungserstellung abgelesen.

Schreiben Sie die Einstellwerte, um die Zieltemperatur aus dem PLC-Programm zu ändern, um auf Rezept basierende Temperaturänderungen zu ermöglichen, wenn die Maschine zwischen den Produkten wechselt.

Lesen und Schreiben von PID-Parametern für die dynamische Verstärkungsanpassung.

Trigger-Auto-Tuning aus dem PLC-Programm und nicht aus der Hardware-Schnittstelle des Moduls.

Dieser bidirektionale Datenzugriff über PLC-Anweisungen ist der Hauptvorteil des integrierten Rack-Mount-Ansatzes gegenüber eigenständigen Temperaturreglern:Das PLC-Programm hat volle Sichtbarkeit und Kontrolle über die Temperaturregelung, nicht nur binäre Start/Stopp-Signale über Relaiskontakte.

Häufig gestellte Fragen

F1: Kann der C200H-TC103 sowohl die Heiz- als auch die Kühlleistung steuern oder nur die Heizung?

Der Standard-C200H-TC103 mit Stromausgang ist für eine einseitige Steuerung ‡ Antrieb einer Heizleistung ausgelegt.

für die Heiz-/Kühlsteuerung, bei der sowohl ein Heizgerät als auch ein Kühlventil oder Kühler moduliert werden müssen,Omron lieferte separate Wärme-Kühltemperaturregelungsmodule in der C200H-Serie (die C200H-TV-Serie).

Erfordert eine Anwendung sowohl Heiz- als auch Kühlschleife, sollte die TV-Variante anstelle des TC103 angegeben werden.

F2: Was ist der Unterschied zwischen den Eingaben Pt100 und JPt100 und welche sollte ausgewählt werden?

Pt100 und JPt100 (japanische Pt100) sind Platin-Widerstandsthermometer mit einem Widerstand von 100 Ohm bei 0 °C,Sie verwenden jedoch unterschiedliche Linearisierungskurven, die durch unterschiedliche internationale Normen definiert sind (IEC 60751 für Pt100), JIS C 1604 für JPt100).

In der Praxis unterscheiden sich die Widerstandswerte bei den meisten Temperaturen um etwa 0,05%, was innerhalb der Messunsicherheit der meisten Feldanlagen liegt.

Die Wahl hängt davon ab, ob der Sensor angeschlossen ist die Herstellerspezifikation des Sensors wird angeben, ob er den Eigenschaften von Pt100 (IEC) oder JPt100 (JIS) entspricht,und der C200H-TC103 muss über seine DIP-Schalter-Einstellungen für den entsprechenden Standard konfiguriert sein.

F3: Wie viele C200H-TC103-Module können in einem C200H-Rack installiert werden?

Das C200H-Rack kann neben anderen E/A- und Spezialfunktionsmodulen mehrere TC103-Module aufnehmen.unter Berücksichtigung der Gesamtzahl der Schlitze des Racks (bis zu 10 Schlitze für Standard-C200H-Backplanes) und der I/O-Zuteilungskapazität der CPU.

Jeder TC103 nimmt einen Slot ein und verbraucht 0,33A vom 5V-Backplane-Bus.Der Gesamtstromverbrauch aller in dem Regal installierten Module darf die Nennleistung von 5 V der Stromversorgungseinheit nicht überschreiten, die je nach Versorgungsvariante typischerweise 2 bis 5 A beträgt..

Für eine Maschine mit vielen Temperaturzonen können mehrere TC103-Module in einem oder mehreren Regalen verwendet werden.

F4: Die C200H-TC103 wird eingestellt. Was empfiehlt Omron als Ersatz für neue Designs?

für neue Systemkonstruktionen, die eine Temperaturregelung innerhalb eines Omron-SPS-Racks erfordern,Omron empfiehlt die CJ1W-TC-Serie (für CJ1- und CJ2-Serien-SPS) oder die CS1W-TC-Serie (für CS1-SPS) als Gegenstücke der aktuellen Generation.

Beide Baureihen bieten eine gleichwertige oder verbesserte Temperaturregelungsfunktion, zwei oder vier Steuerschleifen pro Modul, RTD- oder Thermoelementeneingaben, Strom- oder Spannungsausgänge und eine verbesserte Diagnostik.

Für Anwendungen, bei denen die C200H-Plattform langfristig aufrechterhalten wird, bleibt die C200H-TC103 über den Industrieüberschussmarkt erhältlich.

F5: Kann der C200H-TC103 einen defekten Sensor (Open-Circuit RTD) erkennen und einen Alarm auslösen?

Ja, der C200H-TC103 überwacht den Sensoren-Eingang jeder Schleife und erkennt offene Schaltkreise (abgeschaltete oder kaputte Pt100-Sensorkabel).

Wird ein Sensorfehler festgestellt, wird der entsprechende Sensorfehler in den Datenbereich des Moduls eingestellt, der vom SPS-Programm über die 21-Anweisungsoberfläche zugänglich ist.

Das PLC-Programm kann diese Anzeige überwachen und einen Bediener-Alarm erzeugen, die Heizleistung stoppen oder in einen sicheren Sicherungsbetrieb wechseln.

Die Sensorfehlererkennung ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal bei Temperaturregelungsanwendungen, bei denen eine fortgesetzte Erwärmung ohne gültiges Temperaturfeedback das Verfahren überhitzen oder die Ausrüstung beschädigen könnte..