Guida alla selezione dei controllori
Cenni Generali sui Controllori
Controllori di temperatura
Un controllore di temperatura fornisce un segnale di uscita dipendente dal segnale in entrata ricevuto dai sensori. I controllori usati nelle applicazioni di raffreddamento vengono detti ad azione diretta. I controllori usati nelle applicazioni di riscaldamento vengono detti ad azione inversa. A seconda del controllore, i segnali in uscita possono controllare un dispositivo di riscaldamento o di raffreddamento, o un altro aspetto del processo (rapporto di un miscelatore, velocità di un nastro trasportatore, ecc.)
I controllori di temperatura sono ad anello (loop) singolo o multiplo. I controllori di temperatura a loop singolo servono per un controllo di base della temperatura. Una serie di livelli di sofisticazione possono ridurre la sotto- e sovra-elongazione di temperatura, emettere segnali di allarme ed eseguire funzioni di registrazione dei dati e comunicare mediante interfaccia seriale.
I controllori di temperatura a loop multiplo (altrimenti detti controllori di processo) servono per applicazioni in cui la temperatura e altre variabili di processo devono essere controllate in modo coordinato.
Controllori di potenza
I controllori di potenza ricevono il segnale di uscita del controllore di temperatura ed erogano o interrompono la corrente elettrica dal dispositivo di riscaldamento o raffreddamento. I controllori di temperatura attivano e disattivano la corrente elettrica tramite contatti fisici o dispositivi a stato solido.
I relè a spostamento di mercurio (MDR) usano il mercurio per condurre la corrente elettrica tra due contatti. L'accensione e lo spegnimento si raggiungono cambiando il livello di mercurio nel serbatoio con una valvola attivata da un solenoide. Gli MDR commutano corrente continua o alternata.
I dispositivi a stato solido usano semiconduttori. Si raggiunge un controllo accurato attivando e disattivando elettronicamente il dispositivo. Il vantaggio dei controllori di potenza a stato solido è la loro durata quasi infinita e la possibilità di ottenere i rapidi cicli di commutazione richiesti dalle modalità di controllo di temperatura PID. La loro durata subisce molto l'influenza di un eventuale uso o installazione impropri e di condizioni di temperatura dell'ambiente elevata. I dispositivi a stato solido generalmente commutano solo in c.a.
Come controllori di potenza a stato solido sono molto diffusi gli SSR (relè a stato solido) e gli SCR (raddrizzatori controllati al silicio). Molti SSR si attivano a potenziale elettrico zero (passaggio per lo zero della sinusoide) per minimizzare l'interferenza elettrica e le emissioni elettromagnetiche causate dalla commutazione nel mezzo del ciclo. Gli SCR possono essere configurati in modo da agire come contattori a stato solido o da controllare la quantità di potenza applicata tramite accensione rapida o parzializzazione di fase.
- I commutatori ad accensione rapida completano i cicli c.a. ON e OFF quando la sinusoide attraversa lo zero. L'accensione rapida è la soluzione migliore per le applicazioni che richiedono un controllo di potenza a tempo proporzionale.
- La parzializzazione di fase commuta sullo stato ON e OFF all'interno della sinusoide della c.a. La parzializzazione di fase è la scelta migliore per i carichi elettrici che richiedano una "accensione lenta" perché il loro valore di resistenza cambia col tempo e la temperatura (elementi riscaldanti in carburo di silicio e in tungsteno).