Temperaturregelung: Wie Regler Funktionsvielfalt mit Benutzerfreundlichkeit kombinieren

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Temperaturregelung: Wie Regler Funktionsvielfalt mit Benutzerfreundlichkeit kombinieren

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Klimakammern, Industrieöfen und hochkomplexe thermische Prozesse sind auf präzise Regler angewiesen, um eine sichere Arbeitsumgebung zu gewährleisten. Je extremer die Einsatzbedingungen, desto zahlreicher sind jedoch die benötigten Komponenten zur fehlerfreien Steuerung und Überwachung.
Temperaturregelung

Quelle: Watlow

„Im Bereich der thermischen Verfahren und Prozesse gibt es unzählige Anwendungen, welche die unterschiedlichsten Hard- und Softwarelösungen erfordern und sich zudem kontinuierlich weiterentwickeln“, so Volker Metzger, Applied Thermal Expert bei der Watlow Electric Manufacturing Co. „Wir haben uns deshalb der Herausforderung verschrieben, all die möglichen Designvariationen und technischen Anforderungen in einem einzigen, individuell anpassbaren Kontrollmodul zu integrieren, sodass sich die Anwender ganz auf ihre eigenen Anlagen und Entwicklungsprozesse konzentrieren können.“ So muss etwa die Temperaturregelung von Klimakammern und Industrieöfen nicht nur mitunter extremen Bedingungen wie mechanischer Einwirkung oder Temperaturspitzen standhalten, sondern ebenfalls eine niedrige Reaktionszeit sowie ein umfangreiches Sicherheitsmanagement aufweisen.

Insbesondere im Rahmen von Fertigungsprozessen mit Temperaturwechseln oder Labortestungen ist zudem eine kontinuierliche Messung, Aufzeichnung sowie Analyse verschiedener Daten notwendig. Dazu zählen beispielsweise Temperaturverläufe, Regelungs-Sollwerte, Luftdruck und -feuchtigkeit sowie Veränderungen der Materialeigenschaften. Eine Zusammenschaltung mehrerer Geräte erfordert nicht nur eine komplexe Verkabelung, sondern ist aufgrund ihrer anspruchsvollen Bedienung und Programmierung sehr fehleranfällig.

Temperaturregelung: Individuell konfigurierbare Hard- und Software

Bei der Entwicklung des neuen F4T with INTUITION®-Controllers legte Watlow Wert auf eine maximale Design- und Funktionsflexibilität. Der Regler ist dadurch für die größtmögliche Bandbreite an Anwendungen einsetzbar. „Der ¼ DIN Controller verfügt über sechs Slots, in die eine Vielzahl E/A-Module ganz einfach vor Ort durch den Nutzer selbst eingebracht werden kann“, erläutert Metzger. Neben einer Reihe von Standardeingängen für Thermoelemente zählen auch Strom-, Spannungs- und Thermistor-Inputs zu den verfügbaren Optionen. Zudem sind ein Leistungsregler, der ein Schalten der einphasigen Heizlastleistung erlaubt, sowie Möglichkeiten der Stromversorgung mit Nieder- oder Kleinspannung integriert. Bei aller Flexibilität hält die nach den internationalen Standards zertifizierte Hardware auch rauen Umweltbedingungen wie Nässe oder Vibrationen stand. Zusätzlich ist ein Betrieb bei Umgebungstemperaturen zwischen -18 und 50 °C möglich.

Temperaturregelung
Die komplette Bedienung des F4T with INTUITION® geschieht über das 4,3 Zoll große Touch-Display, an dessen unterem Rand sich statt empfindlicher Tasten lediglich vier beleuchtete Softkeys befinden. (Bild: Watlow)

Die Software des F4T gewährleistet mit bis zu vier anpassungsfähigen PID-Reglern zu jedem Zeitpunkt eine stabile Temperaturregelung. Darüber hinaus verfügt der Controller über programmierbare Funktionsblöcke, die adaptive Algorithmen beispielsweise für Temperatur, erweiterte Kaskadenkanäle, relative Luftfeuchtigkeit, Druck und Höhe beinhalten. Um den reibungslosen Ablauf und die lückenlose Überwachung der Temperaturregelung sicherzustellen, können insgesamt bis zu 40 Rampen- und Halteprofile mit maximal je 50 Schritten sowie Alarme, Zähler und Timer angelegt werden. Außerdem ist es möglich, die gemessenen Werte in graphischen Trenddiagrammen in Echtzeit anzuzeigen sowie mittels eines optionalen Datenloggers aufzunehmen. Die Verschlüsselung zur Speicherung oder Weiterverarbeitung via USB beziehungsweise Ethernet auf ein anderes Gerät ist ebenfalls möglich. Dank des neuen, standardmäßig integrierten Alarmfeatures können sich Anwender nun auch via E-Mail oder SMS über spezifische Ereignisse benachrichtigen lassen. Zum Beispiel der Beginn oder Abschluss eines Arbeitsschrittes oder Profils, das Erreichen vordefinierter Grenzwertbedingungen oder das Auftreten eines Fehlers.

Hohe Bedienfreundlichkeit dank 4,3 Zoll-Touch-Panel und PC-Software

Die komplette Bedienung des F4T geschieht über das 4,3 Zoll große Touch-Display, an dessen unterem Rand sich statt empfindlicher Tasten lediglich vier beleuchtete Softkeys befinden. Im Falle einer Arbeitsumgebung, die das Tragen von Handschuhen erfordert, ist alternativ auch der Zugriff mithilfe einer handelsüblichen USB-Maus möglich. Noch einfacher kann die Konfiguration des Temperatur- und Prozessreglers über die graphische Computeroberfläche COMPOSER® vorgenommen werden. Diese erlaubt dem Anwender eine Einrichtung aller erforderlichen Profile sowie eine visuelle Konfiguration der Algorithmen. Die Ein- und Ausgänge sind auf einer frei gestaltbaren Grafikfläche via Drag-and-Drop mit den jeweiligen Regelungsfunktionen verknüpfbar.

„Bei der Einbindung des hochauflösenden Farbbildschirms und der PC-Software war uns besonders wichtig, eine intuitive Steuerung zu ermöglichen“, so Metzger. Endloses Durchforsten von Bedienungsanleitungen, frustrierende Fehlersuchen und aufwändige Schulungen der Mitarbeiter sollen von nun an der Vergangenheit angehören. Davon können auch ältere Modelle der F4-Serie profitieren, denn der F4T ist abwärtskompatibel, sodass eine Aufrüstung bestehender Systeme jederzeit möglich ist.

Lesen Sie auch: Temperiergeräte – Wie die Digitalisierung die Prozess-Temperierung verbessert

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