Procesowe regulatory temperatury PID – seria ACR-13A

Regulatory procesowe PID ACR-13A stanowią flagowy produkt firmy Shinko Technos, oferowany w Polsce przez ACSE. Są to wysokiej klasy urządzenia przemysłowe zaprojektowane z myślą o precyzyjnej kontroli temperatury i innych parametrów procesowych w szerokim zakresie zastosowań: od laboratoriów, poprzez przemysł metalurgiczny, ceramiczny, szklarski, aż po przemysł tworzyw sztucznych i spożywczy.

Seria ACR-13A łączy w sobie precyzję pomiaru, wszechstronność konfiguracji i łatwość obsługi, oferując algorytmy regulacji PID, funkcję auto-tuning oraz możliwość pracy w trybie regulacji stałowartościowej oraz programowej (do 15 kroków). Dzięki temu regulatory ACR-13A pozwalają na osiągnięcie maksymalnej stabilności procesów, minimalizując odchyłki i przeregulowania, co przekłada się na oszczędność energii, redukcję strat materiałowych i poprawę jakości produktów końcowych.

Uniwersalne wejście pomiarowe współpracuje zarówno z czujnikami rezystancyjnymi (RTD:Pt100), termoparami (J, K, T, R, S, B), jak i z sygnałami analogowymi: 0/4–20 mA, 0–10 V, 0–1 V, 1–5 V. Tak szeroki zakres kompatybilności umożliwia integrację regulatora w niemal każdym systemie przemysłowym lub laboratoryjnym.

Dodatkowo regulatory ACR-13A oferują wiele możliwości konfiguracji:

• trybu działania wyjścia regulacyjnego (grzanie/chłodzenie),

• typów alarmów i wyjść zdarzeń,

• limitowania sygnału wyjściowego oraz rampy narastania i opadania wartości zadanej.

Wszystko to sprawia, że ACR-13A są uniwersalnym narzędziem sterowania procesem, które można wykorzystać zarówno w prostszych instalacjach, jak i w zaawansowanych systemach automatyki przemysłowej.

---

Zaawansowane funkcje regulatora ACR-13A

Algorytm PID i auto-tuning

Regulatory ACR-13A wykorzystują klasyczny algorytm PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący), który umożliwia stabilne i szybkie osiąganie wartości zadanej, minimalizując przeregulowania i oscylacje.

• Proporcjonalność (P) – reaguje proporcjonalnie do odchyłki wartości rzeczywistej od zadanej.

• Całkowanie (I) – eliminuje błąd stały poprzez sumowanie odchyłek w czasie.

• Różniczkowanie (D) – przewiduje zmiany odchyłki i reaguje na nagłe skoki, stabilizując proces.

Funkcja auto-tuning pozwala automatycznie dobrać optymalne parametry PID, co jest szczególnie przydatne w procesach, w których charakterystyka regulacyjna może się zmieniać w czasie. Dzięki auto-tuning nawet osoby bez doświadczenia w automatyce mogą osiągnąć wysoką precyzję sterowania.

Seria ACR-13A oferuje pełną gamę trybów regulacji PID, w tym:

• PID – klasyczny algorytm proporcjonalno-całkująco-różniczkujący, zapewniający stabilną regulację procesów cieplnych i chemicznych,

• PD – regulacja proporcjonalno-różniczkująca, stosowana w systemach wymagających szybkiej odpowiedzi,

• PI – regulacja proporcjonalno-całkująca, idealna do systemów, w których ważne jest minimalizowanie błędów stanu ustalonego,

• P – regulacja proporcjonalna, stosowana przy prostych systemach o stabilnej charakterystyce,

• ON/OFF – tradycyjny regulator włącz/wyłącz, przydatny w prostych urządzeniach grzewczych.

Regulacja programowa

Regulatory ACR-13A umożliwiają realizację programu czasowego do 15 kroków. Każdy krok programu definiuje:

• wartość zadaną (SV),

• czas dojścia do wartości zadanej,

• funkcję oczekiwania (czas utrzymania parametrów),

• wartości alarmowe przypisane do danego kroku.

Tego typu regulacja jest nieoceniona w procesach wieloetapowych, takich jak: hartowanie stali, wypał ceramiki, fusing szkła, czy suszenie produktów spożywczych.

Funkcja rampy

Funkcja rampy umożliwia kontrolowane narastanie lub opadanie wartości zadanej, co chroni materiał i urządzenia przed szokiem termicznym. Jest to kluczowe w procesach, gdzie gwałtowne zmiany temperatury mogą prowadzić do deformacji, pęknięć lub uszkodzeń elementów.

• Rampa narastania: powolny wzrost temperatury do wartości zadanej.

• Rampa opadania: kontrolowane chłodzenie, minimalizujące stres termiczny materiału.

Funkcja zmiany grup nastaw PID

Funkcja automatycznej zmiany grup nastaw PID umożliwia skonfigurowanie nawet pięciu różnych zestawów parametrów PID. Pozwala to na automatyczne przełączanie odpowiednich nastaw w zależności od zmiany wartości zadanej (SV). Dzięki temu regulator może zapewnić optymalne parametry sterowania dla różnych warunków i procesów regulacji temperatury, zwiększając precyzję i stabilność działania systemu.

Bargraf cyfrowy – intuicyjny podgląd procesu regulacji

22-segmentowy bargraf cyfrowy umożliwia wizualizację wartości sygnału regulacyjnego (MV) lub wartości odchyłki (DV), co znacznie ułatwia monitorowanie i kontrolę procesu regulacji. Rozwiązanie to jest szczególnie przydatne podczas ręcznej regulacji, pozwalając na szybkie i precyzyjne dostosowanie ustawień. W regulatorach trójstawnych z serii ACR-13A bargraf cyfrowy zapewnia czytelną i przejrzystą wizualizację położenia zaworu regulacyjnego, wspierając operatora w efektywnym nadzorze nad systemem.

---

Wejścia pomiarowe  i wyjścia regulatora ACR-13A

Wejścia pomiarowe

Regulatory ACR-13A charakteryzują się uniwersalnymi wejściami pomiarowymi, co pozwala na elastyczne dopasowanie do różnych czujników i sygnałów:

• Czujniki rezystancyjne: Pt100 – wysokoprecyzyjne pomiary temperatury.

• Termopary: typy J, K, T, R, S, B – do pomiarów w szerokim zakresie temperatur.

• Sygnały analogowe: 0/4–20 mA, 0–10 V, 0–1 V, 1–5 V – umożliwiają integrację z systemami automatyki.

Konfiguracja wejścia odbywa się przez menu za pomocą klawiatury membranowej, co umożliwia np. szybką zmianę wartości zadanej lub typu wejścia.

Wyjścia regulacyjne

Regulatory ACR-13A oferują różnorodne wyjścia regulacyjne:

• Przekaźnikowe (3A, 250VAC) – do bezpośredniego sterowania grzałkami i stycznikami dużej mocy.

• Napięciowe logiczne (0/12V) – sterowanie SSR (Solid State Relay).

• Prądowe liniowe (4–20 mA) – dla integracji z falownikami i innymi urządzeniami automatyki.

• Napięciowe liniowe (0–10V) – kompatybilne z falownikami oraz zaworami regulacyjnymi i przepustnicami.

Wyjścia alarmowe (zdarzeń)

• Standardowo dwa wyjścia alarmowe, opcjonalnie do pięciu.

• Konfiguracja typu alarmu: 12 trybów, np. przekroczenie temperatury, przepalenie grzałki, błąd czujnika.

• Możliwość powiązania wyjść alarmowych z funkcją rampy i regulacją programową.

---

Opcjonalne rozszerzenia i moduły dodatkowe

Regulatory procesowe ACR-13A zostały zaprojektowane w sposób modularny, co pozwala dopasować je do praktycznie każdego procesu przemysłowego lub laboratoryjnego. Standardowe wyjścia i funkcje można rozbudować o dodatkowe opcje, zwiększając elastyczność i funkcjonalność systemu.

Analogowe wejście zdalnego ustawiania wartości zadanej (EA)

Opcja EA pozwala na zdalne sterowanie wartością zadaną regulatora z poziomu systemu nadrzędnego lub innego urządzenia pomiarowego.

• Obsługa sygnałów: 4–20 mA lub 0–20 mA

• Możliwość dynamicznej zmiany wartości zadanej bez ingerencji operatora

• Idealne rozwiązanie w procesach, gdzie wymagana jest zdalna automatyzacja regulacji

Wejścia binarne do zdalnego sterowania (EI)

Opcja EI umożliwia wykorzystanie wejść cyfrowych, które pozwalają na zdalne uruchamianie, zatrzymywanie lub przełączanie trybów pracy regulatora:

• Sterowanie pracą grzania/chłodzenia

• Aktywacja lub dezaktywacja regulacji programowej

• Integracja z systemami bezpieczeństwa i automatyki przemysłowej

Analogowe wyjście retransmisyjne (TA)

Opcja TA pozwala na przekazanie wartości mierzonej (PV) lub wartości sygnału regulacyjnego (MV) do innych urządzeń lub systemów SCADA.

• Obsługa sygnałów: 4–20 mA, 0–1 V

• Umożliwia monitorowanie procesu na odległość

• Zapewnia pełną kompatybilność z systemami nadzoru procesów

Dodatkowe wyjście regulacyjne (D…)

Opcja D… umożliwia dodanie drugiego wyjścia regulacyjnego, np. do sterowania systemem chłodzenia w procesach grzania i chłodzenia.

• Sterowanie wyjściem przekaźnikowym lub analogowym

• Integracja w układach mieszanych grzanie/chłodzenie

• Wsparcie dla procesów wymagających precyzyjnej kontroli temperatury w obu kierunkach

Interfejs komunikacyjny RS-232 / RS-485 (C, C5)

Regulatory ACR-13A mogą komunikować się z systemami nadrzędnymi poprzez:

• RS-232 – prosty interfejs szeregowy do komunikacji z pojedynczym urządzeniem

• RS-485 – sieć wielopunktowa, protokół MODBUS ASCII lub RTU, Shinko

• Pozwala na integrację z systemami SCADA, rejestratorami i innymi regulatorami

• Możliwość archiwizacji danych i monitorowania procesu zdalnie

Wyjście zasilacza 24 VDC (P24)

Opcja P24 umożliwia zasilanie dodatkowych urządzeń z regulatora, np. czujników lub małych przekaźników, eliminując konieczność stosowania osobnych zasilaczy w szafie sterowniczej.

---

Wyświetlacz, interfejs i ergonomia

Regulatory ACR-13A charakteryzują się inteligentnym, intuicyjnym interfejsem:

Tórjkolorowy wyświetlacz LCD

• Zmienia kolor w zależności od stanu procesu (np. normalny, alarm, zdarzenie)

• Czytelny w trudnych warunkach przemysłowych

• Wyświetla PV (wartość rzeczywistą), SV (wartość zadaną), MV (numer kroku lub wartości zadanej), alarmy i sygnały wyjściowe

Bargraf cyfrowy 22-segmentowy

• Wizualizacja sygnału regulacyjnego (MV) i odchyłki (DV)

• Ułatwia ręczne monitorowanie procesu

• Pomocny przy diagnostyce i kalibracji

Menu konfiguracyjne

• Intuicyjna konfiguracja parametrów PID, wejść i wyjść

• Możliwość szybkiego wyboru typu czujnika, zakresu temperatury, typu alarmu

• Minimalizuje ryzyko błędów operatora

Ergonomia i bezpieczeństwo

• Klawiatura membranowa odporna na zabrudzenia i pył

• Montaż panelowy, łatwy dostęp w szafach sterowniczych

• Możliwość zdalnej konfiguracji przez interfejs USB za pomocą kabla narzędziowego z konwerterem CMB-001

---

Zastosowania branżowe

Regulatory ACR-13A są stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Przykłady zastosowań:

Przemysł metalurgiczny i metalowy

• Hartowanie i wyżarzanie stali – kontrola rampy narastania i opadania temperatury

• Piece odlewnicze – precyzyjna regulacja temperatury topienia metali żelaznych i nieżelaznych

• Topienie aluminium, mosiądzu, żeliwa – zminimalizowanie strat materiału dzięki funkcji PID i rampie

Przemysł szklarski

• Fusing szkła – precyzyjna regulacja temperatury stapiania

• Hartowanie i odprężanie szkła – minimalizacja naprężeń termicznych

• Piece do wytopu szkła – stabilizacja procesu w wysokich temperaturach

Przemysł ceramiczny

• Wypał ceramiki – wieloetapowa regulacja programowa do 15 kroków

• Suszarnie ceramiczne – kontrola temperatury i wilgotności, minimalizacja pęknięć

Laboratoria i badania

• Piece laboratoryjne – precyzyjna kontrola procesów badawczych

• Autoklawy – monitorowanie temperatury i ciśnienia dla powtarzalnych wyników

• Komory klimatyczne – zdalne sterowanie i archiwizacja danych

Przemysł tworzyw sztucznych

• Wtryskarki, wytłaczarki, extrudery – regulacja temperatury stref grzewczych

• Termoformowanie folii i gumy – funkcja rampy i regulacja PID zapewniają stabilny proces

• Maszyny pakujące – precyzyjna kontrola temperatury grzałek i szczęk zgrzewających

Rolnictwo i hodowla

• Komory wylęgu drobiu i inkubatory – kontrola temperatury i wilgotności dla optymalnego rozwoju

• Szklarnie – automatyczna regulacja ogrzewania, wentylacji i nawilżania

Przemysł spożywczy

• Suszarnie owoców, warzyw i ziół – regulacja procesu suszenia dla zachowania jakości produktu

• Piece piekarnicze i cukiernicze – programowalna regulacja temperatury i rampy

HVAC i systemy przemysłowe

• Wentylacja, klimatyzacja i ogrzewanie – zdalna kontrola i integracja z systemami SCADA

• Monitoring temperatury procesowej – archiwizacja danych i powiadomienia alarmowe

---

Praktyczny przewodnik konfiguracji i programowania

Regulatory ACR-13A zostały zaprojektowane tak, aby umożliwić szybką konfigurację i łatwą obsługę, nawet w złożonych systemach automatyki przemysłowej. Poniżej szczegółowy przewodnik dla operatorów i inżynierów procesowych.

Konfiguracja wejść i wyjść

Wejścia pomiarowe

1. Wybór typu czujnika: Pt100, Pt1000, termopary (J, K, T, R, S, B)

2. Konfiguracja sygnałów analogowych: 0/4–20 mA, 0–10 V, 0–1 V, 1–5 V

3. Kalibracja wartości skrajnych dla dokładnego odczytu

Wyjścia regulacyjne

1. Konfiguracja pracy grzanie/chłodzenie

2. Ustawienie limitów sygnału wyjściowego

3. Testy wyjścia – możliwość ręcznego wymuszenia stanu

Programowanie PID i auto-tuning

1. Włączenie funkcji auto-tuning w menu regulatora

2. Dobór parametrów PID automatycznie przez regulator

3. Ręczne dostrajanie parametrów P, I, D dla specyficznych procesów

4. Zapisywanie zestawów nastaw PID do grup – do 5 grup parametrów

Programowanie wieloetapowe (do 15 kroków)

1. Tworzenie programu: każdy krok definiuje SV, czas dojścia i funkcję oczekiwania

2. Przypisywanie wartości alarmów dla poszczególnych kroków

3. Testowanie programu – wizualizacja rampy i wartości MV

4. Zapisywanie i uruchamianie programu w trybie automatycznym

Konfiguracja alarmów i zdarzeń

1. Wybór typu alarmu dla wyjść EVT1–EVT5

2. Ustawienie wartości progowych dla alarmów wysokich i niskich

3. Powiązanie alarmów z funkcją rampy lub krokami programu

4. Test działania alarmów – symulacja przekroczenia temperatury

---

Integracja z innymi urządzeniami ACSE

Regulatory ACR-13A są w pełni kompatybilne z innymi produktami ACSE, co umożliwia tworzenie kompleksowych systemów sterowania i monitoringu.

Rejestratory papierowe HR-701, HR-702, HR-706

• Zapis PV, SV i MV w czasie rzeczywistym

• Synchronizacja danych z regulatorami PID

• Możliwość archiwizacji dla analiz procesowych

Regulatory wielokanałowe WCL-13A/QTC-1

• Integracja w systemach wielostrefowych

• Synchronizacja ramp i programów wieloetapowych

• Centralna wizualizacja procesów i alarmów

Czujniki Pt100 i termopary

• Bezpośrednie podłączenie do regulatora

• Możliwość użycia zewnętrznych przetworników sygnału dla większych odległości

• Kalibracja i diagnostyka w menu regulatora

Systemy SCADA i MODBUS

• Komunikacja przez RS-232/RS-485

• Protokół MODBUS ASCII lub RTU

• Zdalne monitorowanie, archiwizacja i wizualizacja procesów

---

Praktyczne porady eksploatacyjne

Najczęstsze błędy i ich rozwiązania

1. Nieprawidłowe wskazania PV – sprawdzić typ czujnika i konfigurację wejścia

2. Częste alarmy – sprawdzić limity progowe, stabilność procesu

3. Nieprawidłowe działanie wyjść regulacyjnych – test wyjść i kalibracja wyjść analogowych

Konserwacja i czyszczenie

• Regularne czyszczenie panelu i wyświetlacza LCD

• Sprawdzenie stanu połączeń elektrycznych

• Kontrola czujników i przewodów sygnałowych

Optymalizacja pracy i bezpieczeństwo

• Wybór odpowiednich grup nastaw PID dla różnych procesów

• Włączenie funkcji rampy dla ochrony materiału i urządzeń

• Regularna weryfikacja alarmów i funkcji bezpieczeństwa

---

Porównanie modeli i wersji ACR

Seria ACR-13A oferuje kilka wersji bazowych regulatorów, dopasowanych do różnych typów wyjść, potrzeb procesowych i instalacyjnych. Poniżej szczegółowe zestawienie:

Różnice w wersjach ACR-13A:

• Wersja R/M idealna do klasycznych instalacji przemysłowych z przekaźnikami  stycznikami

• Wersja S/M do zastosowań wymagających SSR i płynnej regulacji

• Wersja A/M – integracja z systemami 4–20 mA

• Wersja V/M – kompatybilność z napięciowymi wejściami regulatorów i sterowników

---

FAQ i wsparcie techniczne

Najczęściej zadawane pytania

P: Jakie czujniki mogę podłączyć do ACR-13A?
O: Regulatory ACR-13A obsługują Pt100, termopary J, K, T, R, S, B oraz sygnały analogowe 0/4–20 mA, 0–10 V, 0–1 V i 1–5 V.

P: Czy regulator obsługuje regulację programową?
O: Tak, do 15 kroków z możliwością przypisania wartości SV, czasu dojścia, funkcji oczekiwania i alarmów.

P: Czy regulator może sterować grzaniem i chłodzeniem jednocześnie?
O: Tak, opcja D… pozwala dodać dodatkowe wyjście regulacyjne do sterowania chłodzeniem.

P: Czy mogę monitorować proces zdalnie?
O: Tak, dzięki interfejsom RS-232 lub RS-485 i protokołom MODBUS ASCII/RTU.

P: Czy istnieje funkcja auto-tuning?
O: Tak, pozwala automatycznie dobrać parametry PID, nawet bez doświadczenia operatora.

P: Jakie są dostępne wyjścia alarmowe?
O: Standardowo dwa, opcjonalnie do pięciu, z 12 typami alarmów do wyboru.

Wsparcie techniczne

ACSE zapewnia pełne wsparcie techniczne dla regulatorów ACR-13A:

• Pomoc w konfiguracji i integracji

• Dokumentacja techniczna i instrukcje obsługi

• Wsparcie w diagnozie błędów, rozbudowa o dodatkowe moduły o kalibracja

---

Podsumowanie i rekomendacje

Regulatory procesowe ACR-13A to kompleksowe, wielofunkcyjne i programowalne urządzenia przemysłowe. Dzięki zastosowaniu algorytmu PID, funkcji auto-tuning, rampy, regulacji programowej oraz wszechstronnych wejść/wyjść, regulatory ACR-13A zapewniają:

• Maksymalną precyzję regulacji temperatury i innych parametrów procesowych

• Bezpieczeństwo procesu dzięki alarmom i funkcjom ochronnym

• Możliwość integracji z systemami SCADA, PLC i rejestratorami ACSE

• Wszechstronność zastosowań w przemyśle, laboratoriach, rolnictwie i HVAC

Powiązane produkty ACSE:

• Czujniki temperatury Pt100 i termopary – kompatybilne z ACR-13A

• Elektroniczne rejestratory temperatury – do archiwizacji danych procesowych

• Regulatory wielokanałowe temperatury – do systemów wielostrefowych

• Tablicowe mierniki temperatury i wyświetlacze procesowe – do lokalnej kontroli procesu
• Przetworniki ciśnienia i poziomu – do regulacji przepływu i poziomu w zbiornikach

Rekomendacja: Regulatory ACR-13A to najlepsze rozwiązanie dla przemysłowej regulacji temperatury, które łączy precyzję, wszechstronność, bezpieczeństwo i łatwość integracji. Idealne dla zakładów przemysłowych, laboratoriów, rolnictwa i systemów HVAC.