Bộ điều khiển nhiệt độ là gì? 

1.Bộ điều khiển nhiệt độ là gì?

Bộ điều khiển nhiệt độ là một thiết bị điện tử được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của một môi trường cụ thể. Chúng có thể điều chỉnh nhiệt độ bằng cách tăng hoặc giảm nhiệt độ dựa trên các thông số được cài đặt trước. Bộ điều khiển nhiệt độ thường được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, y tế, nông nghiệp, và trong các thiết bị gia dụng như lò nướng, tủ lạnh và điều hòa không khí.

Đúng như tên gọi, bộ điều khiển nhiệt độ là một công cụ được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ, chủ yếu không có sự tham gia rộng rãi của người vận hành. Bộ điều khiển trong hệ thống kiểm soát nhiệt độ sẽ chấp nhận cảm biến nhiệt độ như cặp nhiệt điện hoặc RTD làm đầu vào và so sánh nhiệt độ thực tế với nhiệt độ điều khiển mong muốn hoặc điểm đặt. Sau đó nó sẽ cung cấp đầu ra cho một phần tử điều khiển.

Bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ quy trình công nghiệp đến sản phẩm tiêu dùng. Ví dụ, các ứng dụng công nghiệp như hệ thống HVAC, chế biến thực phẩm và xử lý hóa chất thường yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác để đảm bảo chất lượng và an toàn. Mặt khác, các sản phẩm tiêu dùng như tủ lạnh, điều hòa không khí và máy nước nóng cũng dựa vào bộ điều khiển nhiệt độ để duy trì môi trường thoải mái.

2.Nguyên Lý Hoạt Động Của Bộ Điều Khiển Nhiệt Độ

Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển nhiệt độ chủ yếu dựa trên việc cảm nhận nhiệt độ và sau đó điều chỉnh thiết bị làm nóng hoặc làm mát để duy trì nhiệt độ mong muốn. Quá trình này thường bao gồm các bước sau:

Cảm Nhận Nhiệt Độ: Bộ điều khiển nhiệt độ sử dụng các cảm biến nhiệt độ (như nhiệt điện trở, cặp nhiệt điện hoặc cảm biến bán dẫn) để đo nhiệt độ hiện tại của môi trường. Cảm biến này sẽ chuyển đổi nhiệt độ vật lý thành tín hiệu điện để bộ điều khiển có thể xử lý.

So Sánh và Xử Lý Tín Hiệu: Bộ điều khiển sẽ so sánh nhiệt độ hiện tại (tín hiệu từ cảm biến) với nhiệt độ mục tiêu đã được cài đặt trước. Bộ vi xử lý bên trong bộ điều khiển sẽ phân tích sự chênh lệch giữa nhiệt độ hiện tại và nhiệt độ mục tiêu.

Điều Chỉnh Thiết Bị Làm Nóng/Làm Mát: Dựa trên kết quả so sánh, bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới thiết bị làm nóng hoặc làm mát để điều chỉnh nhiệt độ. Ví dụ, nếu nhiệt độ hiện tại thấp hơn nhiệt độ mục tiêu, bộ điều khiển sẽ kích hoạt thiết bị làm nóng. Ngược lại, nếu nhiệt độ hiện tại cao hơn nhiệt độ mục tiêu, bộ điều khiển sẽ kích hoạt thiết bị làm mát.

Duy Trì Nhiệt Độ Ổn Định: Bộ điều khiển sẽ tiếp tục giám sát và điều chỉnh nhiệt độ theo thời gian thực để duy trì mức nhiệt độ ổn định và chính xác theo yêu cầu.

2.Ứng Dụng thực tế.Tại sao bộ điều khiển nhiệt độ lại quan trọng?

Công Nghiệp: Trong ngành công nghiệp, bộ điều khiển nhiệt độ được sử dụng rộng rãi để kiểm soát quá trình sản xuất và gia công. Chúng giúp duy trì nhiệt độ ổn định trong các lò nung, máy ép nhựa, và các thiết bị công nghiệp khác, đảm bảo chất lượng và độ chính xác của sản phẩm cuối cùng.

Y Tế: Trong lĩnh vực y tế, bộ điều khiển nhiệt độ được sử dụng để duy trì nhiệt độ chính xác trong các thiết bị y tế như lồng ấp, máy phân tích sinh hóa, và tủ bảo quản máu. Việc duy trì nhiệt độ ổn định là cực kỳ quan trọng để đảm bảo tính chính xác của các xét nghiệm và sự an toàn của bệnh nhân.

Nông Nghiệp: Bộ điều khiển nhiệt độ được sử dụng trong nông nghiệp để kiểm soát môi trường trong nhà kính, chuồng trại, và hệ thống nuôi trồng thủy sản. Điều này giúp tối ưu hóa điều kiện phát triển cho cây trồng và vật nuôi, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

Thiết Bị Gia Dụng: Trong gia đình, bộ điều khiển nhiệt độ là một phần không thể thiếu trong các thiết bị như lò vi sóng, lò nướng, tủ lạnh, và máy điều hòa không khí. Chúng giúp duy trì nhiệt độ mong muốn, tiết kiệm năng lượng và nâng cao sự thoải mái cho người sử dụng.

Hệ Thống HVAC: Trong các hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), bộ điều khiển nhiệt độ giúp duy trì môi trường trong nhà ở mức thoải mái và hiệu quả năng lượng. Chúng kiểm soát việc điều hòa nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong các tòa nhà.

Ứng Dụng Trong Khoa Học và Nghiên Cứu: Bộ điều khiển nhiệt độ cũng được sử dụng trong các phòng thí nghiệm và trung tâm nghiên cứu để duy trì điều kiện môi trường ổn định cho các thí nghiệm và nghiên cứu. Điều này đảm bảo rằng các điều kiện thử nghiệm có thể được lặp lại và kết quả đáng tin cậy.

Bộ điều khiển nhiệt độ rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất và an toàn tối ưu trong cả thiết bị công nghiệp và sản phẩm tiêu dùng. Chúng cần thiết trong bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu nhiệt độ quy trình cụ thể phải ổn định. Ví dụ, trong ngành công nghiệp thực phẩm, bộ điều khiển nhiệt độ rất quan trọng để duy trì các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm vì chúng giúp duy trì phạm vi nhiệt độ ổn định và an toàn trong thiết bị làm lạnh nhằm ngăn ngừa hư hỏng và ô nhiễm thực phẩm.

Có hai loại điều khiển nhiệt độ: điều khiển vòng hở và điều khiển vòng kín. Điều khiển vòng hở là một loại hệ thống điều khiển trong đó đầu ra của hệ thống không được giám sát hoặc đưa trở lại đầu vào. Điều này có nghĩa là hệ thống không tự điều chỉnh và dễ bị lỗi theo thời gian. Mặt khác, điều khiển vòng kín là một loại hệ thống điều khiển trong đó đầu ra được giám sát và đưa trở lại đầu vào. Điều này cho phép hệ thống thực hiện các điều chỉnh khi cần thiết để duy trì đầu ra trong phạm vi mong muốn. Điều này làm cho hệ thống tự điều chỉnh và ít bị lỗi hơn theo thời gian.

3.Các loại bộ điều khiển nhiệt độ khác nhau

Có ba loại bộ điều khiển quy trình cơ bản:

a,Bộ điều khiển bật tắt

Điều khiển Bật/Tắt là một loại hệ thống điều khiển trong đó đầu ra của hệ thống ở trạng thái bật hoặc tắt hoàn toàn - không có trạng thái ở giữa. Loại bộ điều khiển nhiệt độ cơ bản này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi nhị phân; đầu ra được kích hoạt hoàn toàn hoặc ngừng hoạt động hoàn toàn. Trong loại hệ thống này, đầu ra điều khiển là giá trị riêng biệt (Bật/Tắt) hoặc giá trị liên tục (mở/đóng). Hệ thống điều khiển bật/tắt rất hữu ích trong việc điều chỉnh nhiệt độ, áp suất và tốc độ dòng chảy trong môi trường công nghiệp. Điều khiển bật/tắt thường được sử dụng khi không cần điều khiển chính xác, trong các hệ thống không thể xử lý việc bật và tắt năng lượng thường xuyên, khi khối lượng của hệ thống lớn đến mức nhiệt độ thay đổi cực kỳ chậm hoặc để báo động nhiệt độ. Một loại điều khiển Bật/Tắt đặc biệt được sử dụng để cảnh báo là bộ điều khiển giới hạn. Loại bộ điều khiển này sử dụng rơle chốt, phải được đặt lại theo cách thủ công và được sử dụng để tắt quy trình khi đạt đến nhiệt độ nhất định.

b,Bộ điều khiển tỷ lệ

Điều khiển tỷ lệ là một loại hệ thống điều khiển phản hồi được sử dụng để duy trì điểm đặt mong muốn bằng cách điều chỉnh đầu ra dựa trên sai số giữa điểm đặt và đầu ra thực tế. Loại điều khiển này được sử dụng rộng rãi vì nó dễ thực hiện, có độ chính xác và phản hồi cao. Trong hệ thống điều khiển tỷ lệ, đầu ra tỷ lệ thuận với sai số, nghĩa là hệ thống càng gần điểm đặt thì đầu ra sẽ càng nhỏ. Loại hệ thống này cũng được sử dụng để giảm mức độ vọt lố và dao động có thể xảy ra với các loại hệ thống điều khiển khác.

c,Bộ điều khiển PID

Điều khiển PID sử dụng sự kết hợp của ba thành phần riêng biệt để điều khiển hệ thống: Tỷ lệ, Tích phân và Đạo hàm (do đó có tên 'PID'). Số hạng tỷ lệ được sử dụng để tạo ra một đầu ra tỷ lệ với sai số, số hạng tích phân được sử dụng để loại bỏ bất kỳ sai số nào ở trạng thái ổn định và số hạng đạo hàm được sử dụng để cung cấp độ giảm chấn và giảm độ vọt lố. Các tham số của từng thành phần PID sau đó được điều chỉnh để đạt được đáp ứng mong muốn.

4.Các hãng sản xuất

Bộ điều khiển nhiệt độ RKC.Bộ điều khiển nhiệt độ Fotek .LW...Xuất xứ Taiwan.China

Bộ điều khiển nhiệt độ Autonic,Hanyong,Fox Xuất xứ Hàn Quốc.

Bộ điều khiển nhiệt độ Gic .Bộ điều khiển nhiệt độ Selec .Xuất xứ Ấn Độ

Bộ điều khiển nhiệt độ Omron Xuất xứ theo nới đặt nhà máy sản xuất.

Bộ điều khiển nhiệt độ Tense xuất xứ Thổ Nhĩ Kỳ