Controlador de Temperatura para Forno Industrial e Estufa

O controlador de temperatura para forno industrial lê o sensor, compara a leitura com o setpoint e dosa a potência da resistência ou a abertura da válvula do queimador. Em forno elétrico ou estufa de secagem e cura de uma zona, um PID de 48 x 48 mm com saída para SSR, como o West 6100+, costuma bastar. Ciclo com rampa e patamar pede um programador, como o Pro-EC44, e queimador modulante pede o 6170+. A proteção contra sobretemperatura fica num limitador separado, com sensor próprio, como o 6700+. No chão de fábrica, o controlador também é chamado de pirômetro. A visão geral está no guia de controlador de temperatura industrial.

Qual controlador usar em cada tipo de forno ou estufa?

Numa zona simples, o 6100+ serve como controlador de temperatura para máquinas industriais em geral.

Termopar ou PT100: qual sensor vai no forno?

O PT100 é mais estável e exato em temperatura baixa e média, comum em estufa; o termopar vai mais alto e domina no forno. A entrada universal da série Plus (6100+, 6170+ e 6700+) aceita os dois, escolhidos no menu. Segundo o manual da West, as faixas são:

A faixa útil do termopar depende do fio, da bainha e da atmosfera do forno. Do sensor ao borne, só cabo de extensão ou de compensação do mesmo tipo, com a polaridade certa: invertido, o termopar lê menos à medida que o forno esquenta, e o controlador aquece sem parar. Na série Plus, o manual recomenda PT100 a 3 fios; a 2 fios, só com cabo de menos de 3 m. Mais em termopar ou PT100.

Como evitar que o forno passe do ponto na partida?

O sobressinal é o pico acima do setpoint logo depois da partida: queima a tinta na estufa de pintura a pó e dispara o limitador no forno.

• Pré-sintonia (6100+ e 6170+): acionada com o forno frio, na primeira subida o controlador dá potência total até perto da metade do caminho, corta e calcula o PID antes do setpoint. Não roda no liga-desliga nem na rampa.
• Autossintonia (6100+ e 6170+): recalcula o PID a cada oscilação da temperatura, na partida, na troca de setpoint ou quando a carga muda.
• dAC (CAL 9300): define em que ponto da subida a derivativa começa a agir, de 0,5 a 5 vezes a banda proporcional (vem em 1,5). O autotune (Tune), feito com a estufa fria, provoca um pico de propósito para ajustar o dAC: a West pede que ele seja seguro para o processo.
• Alarme de malha (série Plus): dispara se a saída fica no máximo ou no mínimo e a temperatura não reage pelo menos 2 °C no tempo T (no PID, o dobro do tempo integral). Avisa de resistência queimada ou contator colado antes de perder o lote. Outras causas em forno ou estufa que não chega na temperatura.

Quando o forno precisa de rampa e patamar?

No tratamento térmico, na cura e na queima de cerâmica. A rampa evita choque térmico; o patamar segura a temperatura pelo tempo da receita, igual em todo lote.

• 6100+: só a rampa do setpoint, de 1 a 9999 unidades por hora.
• CAL 9300: uma rampa e um patamar de até 1.440 minutos (24 horas); no fim, desliga o aquecimento.
• CAL 9500P: 48 x 48 mm, até 31 programas na mesma memória, com 3 modos de retomada depois de falta de energia, segundo o catálogo da West.
• Pro-EC44 com programador (opção P no código): 255 segmentos em até 64 programas e até 5 jogos de PID que trocam sozinhos conforme a temperatura. Se a temperatura sai da faixa ajustada, o programa espera por ela (Auto-Hold).

Como controlar um forno a gás com válvula motorizada?

No queimador modulante, o 6170+ comanda a válvula em pulsos, uma saída para abrir e outra para fechar: é o controle de 3 pontos. Segundo a West, a autossintonia dele poupa válvula, contatores e relés. Com o termopar rompido, ele manda fechar a válvula em até 2 segundos.

Atenção na ligação: segundo o manual, o enrolamento do motor da válvula dobra a tensão no outro terminal. Os relés e triacs internos acionam o motor direto só até 120 V. Acima disso, em 127 V ou 220 V, entram relés auxiliares especificados para o dobro da tensão do motor, e o manual recomenda intertravar os relés de abrir e fechar, para os dois enrolamentos nunca receberem tensão juntos.

Para ar e combustível, o Pro-EC44 com duas malhas ou com a segunda entrada auxiliar faz controle de razão. Nenhum controlador substitui o sistema de segurança de combustão, que cuida da partida, da chama e do bloqueio do gás.

Por que o limite de sobretemperatura fica em outro aparelho?

Porque o controlador pode falhar junto com o processo. Se o sensor de controle sai do lugar e lê baixo, o controlador aquece mais, e o alarme dele não vê. Se o SSR entra em curto ou o contator cola, a resistência segue ligada.

O 6700+ faz esse papel, com sensor e relé próprios:

• relé de limite de 5 A com trava, de série, para alta ou baixa;
• rearme só depois que a condição passou, no frontal ou por entrada digital opcional, e o manual pede corrigir a causa antes;
• corte em até 2 segundos se o sensor romper;
• aprovação FM (FM 3545), segundo o fabricante.

O relé de 5 A comanda um contator próprio, que corta as resistências, separado do SSR e do contator do controle. Como o relé de limite se desenergiza no corte, a bobina do contator vai no contato que fica fechado com ele energizado. No forno a gás, esse contato entra no sistema de segurança de combustão, que bloqueia o gás. Mais em quando usar controlador de limite.

Como registrar a temperatura para auditoria?

• Pro-EC44 com registrador (opção X, ou R com USB): grava com data e hora, em intervalos de 1 segundo a 30 minutos; com dois valores a cada 30 segundos, cabem 21 dias. Pela porta USB, os dados saem num pen drive.
• Série Plus: a saída linear opcional retransmite a temperatura ao registrador ou ao CLP, e a RS485 com Modbus leva a leitura ao supervisório.

Se o forno passa por auditoria do seu cliente, mande a lista de exigências: a equipe confere o código de cada West antes da cotação.

Relé, contator ou SSR: como acionar a resistência?

O relé interno do 6100+ é de 2 A a 240 Vca, pouco para a resistência de forno. Por isso, o controlador de temperatura para resistência elétrica comanda um contator ou um SSR. A saída trabalha por tempo: liga e desliga dentro de um ciclo, que pode descer a 0,5 segundo. Ciclo curto dá controle mais fino, mas gasta relé e contator: aí o caminho é o SSR. O SSR é escolhido pela corrente, com folga, trabalha com dissipador e é protegido por fusível ultrarrápido, próprio para semicondutor: 6 kW em 220 V monofásico dão cerca de 27 A.

Risco elétrico: desligue a alimentação antes de mexer nos bornes. O manual da West pede instalação só por pessoa competente e autorizada, conforme as normas locais, com chave que corta fase e neutro e fusível retardado, tensão da etiqueta conferida antes de energizar, saídas desconectadas na primeira energização e toda a energia dos bornes desligada antes de tirar o aparelho da caixa. Os contatos de relé com tensão de rede pedem chave e fusível próprios: desligar o controlador não desliga esse circuito.

Resumo

Como pedir o controlador certo?

A Comander é distribuidor oficial West. Os controladores West têm garantia de 3 anos. O envio sai em até 24 h para produtos em estoque; nos demais, o prazo é confirmado na cotação.

Mande pelo WhatsApp ou pelo formulário desta página o tipo de forno ou estufa, a temperatura de trabalho, o sensor, como a potência é acionada (contator, SSR ou válvula, com a tensão do motor) e se precisa de rampa e patamar, registro ou comunicação com o CLP. Tem um West parado no forno? Mande a foto da etiqueta. A equipe confere o código do controlador e do limitador antes da cotação.