Controlador de temperatura para tratamento térmico: receita, limite e registro do forno

O controlador de temperatura para tratamento térmico tem três tarefas no forno: repetir a receita (rampa, patamar e descida) igual em todo lote, cortar o aquecimento por sobretemperatura num aparelho separado e guardar o registro do ciclo. Na West, o programa de vários segmentos fica no Pro-EC44, de 96 x 96 mm, ou no CAL 9500P, de 48 x 48 mm. O queimador modulante pede o 6170+ ou o próprio Pro-EC44, e o limite fica no 6700+, com sensor e relé próprios. A receita é de quem responde pelo processo; aqui está o que o controle precisa ter para cumpri-la.

O que cada etapa do tratamento térmico pede do controle?

Sensor e acionamento do forno comum estão em controlador de temperatura para forno industrial e estufa.

Qual termopar usar e até onde cada West lê?

No tratamento térmico, o termopar costuma ser K, N ou S. A faixa muda de modelo para modelo; segundo os documentos da West:

O 6700+ aceita os mesmos tipos (J, K, N, R, S, B e outros), mas o termopar do limite é outro, instalado onde o excesso aparece primeiro. A milivoltagem de cada tipo está na tabela de termopar.

Como o programador repete a receita em todo lote?

No Pro-EC44 com programador (opção P do código), cabem 255 segmentos em até 64 programas, com segmentos de até 99:59:59. Pesam no tratamento térmico:

• Auto-Hold: o programa espera quando a temperatura sai da banda em torno do setpoint. Sem espera, o patamar conta pelo setpoint, e a carga fica menos tempo na temperatura.
• Até 5 jogos de PID que trocam sozinhos conforme a temperatura ou o setpoint, para o mesmo forno ficar estável no revenimento e na têmpera.
• Eventos por segmento: ligam uma saída durante o trecho, como o aviso de fim de patamar.
• Início com atraso ou, com o registrador, em dia e hora: o forno está no ponto quando o turno chega.

O CAL 9500P guarda até 31 programas em 48 x 48 mm. O holdback segura a rampa se a temperatura se afastar mais que o valor ajustado, e as duas saídas auxiliares podem ser eventos.

O controlador só vê o próprio sensor: com o termopar no ar, o patamar vale para o ar, não para o miolo da peça. Os tipos de segmento e o passo a passo estão em como programar rampa e patamar.

E se a energia cair no meio do ciclo?

Vale o que foi configurado: o Pro-EC44 pode continuar, recomeçar, manter o último setpoint do programa, voltar ao setpoint do controlador ou desligar as saídas. O CAL 9500P recomeça o programa (de fábrica), continua ou espera o operador. A carga que esfriou no meio do patamar pode precisar do ciclo inteiro de novo, e não da continuação.

Como controlar o forno a gás com queimador modulante?

O 6170+ comanda a válvula com duas saídas, uma para abrir e outra para fechar. A entrada auxiliar mostra a posição da válvula ou recebe um setpoint remoto. Se o termopar romper, o 6170+ percebe em menos de 2 segundos e para de abrir a válvula; segundo o manual resumido dele, a saída de fechar liga. Quando o forno a gás também tem programa, o Pro-EC44 roda a receita e move a válvula num aparelho só. O Pro-EC44 tem ainda uma malha de razão para combustão, que usa as duas entradas como vazões.

Risco elétrico: desligue a alimentação antes de mexer nos bornes. No 6170+ e no Pro-EC44, segundo a West, os relés internos acionam o motor da válvula direto só até 120 Vca; acima disso, entram relés de interposição, que o manual do Pro-EC44 pede classificados para o dobro da tensão do motor. Nenhum controlador substitui o sistema de segurança de combustão, que cuida da chama e do bloqueio do gás.

Por que o limite de sobretemperatura fica em outro aparelho?

Porque o controlador falha junto com o processo: se o termopar de controle sai do lugar e lê baixo, o programa manda aquecer mais, e o alarme dele usa a mesma leitura errada. Segundo as revisões publicadas pela NFPA, a NFPA 86 também pede o limite separado, com sensor próprio. O que cada norma pede está em quando usar controlador de limite.

No 6700+, o relé de limite, de 5 A e com trava, corta por alta ou por baixa e só rearma depois que a condição passou, no frontal ou por entrada digital opcional. Termopar rompido também corta, em menos de 2 segundos. A aprovação é FM, segundo o fabricante. O 8700+ e o 4700+ fazem o mesmo em 1/8 e 1/4 DIN; o 4700+ tem o formato do Pro-EC44.

O que o tanque de têmpera a óleo precisa ter?

Segundo as revisões publicadas para a edição de 2019 da NFPA 86, o tanque aquecido do forno de têmpera integral pede:

• um controlador que mantém o óleo na temperatura de trabalho;
• alarme visual e sonoro de sobretemperatura, intertravado com o aquecimento do óleo, num controlador independente, ajustado a pelo menos 28 °C abaixo do ponto de fulgor;
• dispositivo de nível baixo que alarma, impede o início da têmpera e desliga o aquecimento;
• aquecimento intertravado com a agitação ou a recirculação, para o óleo não superaquecer num ponto;
• resistência de imersão blindada, sempre submersa.

No Brasil, essas cláusulas chegam por exigência do cliente, da matriz ou da seguradora. Na prática, além do sensor de nível, são dois aparelhos: um controlador de uma malha para o óleo e um 6700+ com termopar próprio, ajustado a pelo menos 28 °C abaixo do ponto de fulgor da ficha do óleo, com um relé de alarme para a luz e a sirene.

Como registrar o ciclo para a auditoria?

• Pro-EC44 com registrador (opção X, ou R com porta USB): grava com data e hora, em intervalos de 1 segundo a 30 minutos, numa memória que não se apaga sem energia. Com dois valores a cada 30 segundos, cabem 21 dias. Pelo USB, os arquivos .csv vão para um pen drive.
• CAL 9500P: não tem registrador interno. O registro é feito no PC, pelo CALgrafix, com a placa de comunicação RS485 ou RS232.
• 6700+: a saída linear opcional retransmite a temperatura do limite a um registrador ou ao CLP.

A pirometria pedida pelo CQI-9, avaliação de tratamento térmico do setor automotivo, e pela AMS 2750, da cadeia aeronáutica, olha o sistema inteiro: termopares, instrumentos, testes de exatidão e uniformidade do forno. Nenhum controlador, sozinho, deixa o forno conforme. O que cada uma pede está em pirometria CQI-9 e AMS 2750.

O que mandar para cotar?

• o tipo de forno, o aquecimento (elétrico ou a gás, com a tensão do motor da válvula) e o termopar de controle;
• quantas receitas e quantos segmentos tem a mais longa;
• se precisa de registro com data e hora e de porta USB;
• se há tanque de óleo, com o ponto de fulgor do óleo;
• o formato do painel e, na troca, o código do controlador e do limitador de hoje.

A Comander é distribuidor oficial West, e 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.

Tem um forno para equipar ou um controlador parado? Mande os dados da lista acima, mesmo escritos à mão, e a foto da etiqueta do aparelho de hoje pelo WhatsApp ou pelo formulário desta página. A equipe confere o código do programador e do limitador antes da cotação.