Controlador de temperatura para aquecimento e resfriamento: como funciona a saída dupla e a banda morta

O controlador de temperatura para aquecimento e resfriamento tem duas saídas de controle na mesma malha: a primária aquece e a secundária resfria. Um só PID decide qual das duas age e com quanta potência, do resfriamento total ao aquecimento total. Na série Plus da West (6100+, 8100+ e 4100+), isso é o Tipo de Controle duAL. No Pro-EC44, é o controle duplo, ajustado em cada malha (o aparelho tem 1 ou 2). A visão geral do assunto está no guia do controlador de temperatura industrial.

Quando a máquina precisa de resfriamento no controlador?

Quando desligar a resistência não basta para trazer a temperatura de volta. Segundo a West, em algumas aplicações, como a extrusora, a temperatura não cai rápido o bastante quando o aquecimento desliga, e é preciso resfriamento assistido. Os casos comuns na fábrica:

• zona de extrusora com ventilador ou água (veja o controlador de temperatura para extrusora e injetora);
• termorregulador de molde, que aquece e resfria a água ou o óleo;
• reator ou tanque encamisado, com resistência ou vapor para subir e água para descer;
• câmara de ensaio, que trabalha acima e abaixo da temperatura ambiente.

O sinal de que falta resfriamento: a Força Primária (PPW), no modo Setup, mostra 0%, e a temperatura continua acima do setpoint ou demora muito para voltar. Nenhum ajuste de PID tira calor sem um meio de resfriar. Antes, confira se a resistência desliga mesmo: um SSR em curto mantém o aquecimento com a saída do controlador em zero. Quem corta nesse caso é um limitador separado, com sensor próprio (veja quando usar controlador de limite).

Como funciona a saída dupla?

Na série Plus, a saída primária trabalha em ação reversa: a potência sobe quando a temperatura fica abaixo do setpoint. É o rEu, que vem de fábrica na Ação de Controle (CtrL). A secundária tem sempre a ação oposta, a direta: a potência sobe quando a temperatura passa do ponto. No modo manual de um controlador duplo, a potência vai de -100% (resfriamento total) a +100% (aquecimento total).

Cada saída tem a sua banda proporcional: a Faixa Proporcional Primária (Pb_P) e a Secundária (Pb_S), de 0,5% a 999,9% da faixa de entrada, as duas com 5,0% de fábrica. Os tempos integral e derivativo são os mesmos para as duas. A banda separada permite ajustar o resfriamento, que costuma ter força diferente da do aquecimento. Segundo a West, aquecimento e resfriamento podem dividir o mesmo PID, mas isso não dá o desempenho que algumas aplicações pedem. Com água, segundo a West, o resfriamento pode agir mais forte logo no começo. No Pro-EC44, cada um dos 5 jogos de PID tem a sua banda secundária e a sua sobreposição.

O que é banda morta e sobreposição?

É o parâmetro Sobreposição/Faixa Morta (OL), no modo Setup. Ele vai de -20% a +20% da soma das duas bandas (Pb_P mais Pb_S) e vem em 0.

Um exemplo com números redondos: escala de 0 a 400 °C e as duas bandas em 5% dão 20 °C cada, 40 °C somadas. Com OL em -10%, a banda morta é de 4 °C; com +10%, são 4 °C de sobreposição. O limite de 20% dá 8 °C nessa escala.

A banda morta não é a histerese. A histerese (o diferencial) é a folga do liga-desliga de uma saída; a banda morta é o intervalo entre as duas saídas.

Resfriamento em PID ou em liga-desliga?

Com a Pb_S em 0, o resfriamento passa a ligar e desligar pelo Diferencial ON/OFF Secundário (diFS), de 0,1% a 10,0% da faixa de entrada, centrado no setpoint, com 0,5% de fábrica. O aquecimento segue em PID. Serve para ventilador simples ou compressor. A contrapartida é alguma oscilação, que o manual diz ser inevitável no liga-desliga. Nesse caso, a OL desloca a faixa do diferencial do resfriamento, e a pré-sintonia não roda.

Se a primária também estiver em liga-desliga, a OL não se aplica.

Que saída usar em cada carga?

Nas saídas de relé, SSR e triac, o tempo de ciclo de cada uma (CT1, CT2 e CT3) é escolhido entre 0,5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 e 512 segundos, com 32 de fábrica. Segundo a West, ciclo curto controla mais fino, mas encurta a vida do relé e da válvula solenoide.

O manual da West recomenda chave e fusível próprios para os contatos de relé com tensão de rede, à parte da alimentação do controlador, e um varistor junto de cada bobina.

Na série Plus, as saídas são cartões de encaixe, e o cartão vem montado no código pedido. Risco elétrico: para trocar um cartão depois, corte toda a alimentação dos bornes de trás antes de tirar o aparelho da caixa. Ao religar, o display mostra Goto ConF, e a configuração precisa ser percorrida até o fim.

Como sintonizar o aquecimento e o resfriamento?

Na série Plus, a pré-sintonia já trata as duas saídas. Ela dá aquecimento total até a temperatura fazer mais ou menos metade do caminho ao setpoint e, no controle duplo, passa para resfriamento total. Passado o pico dessa oscilação provocada, calcula as bandas, o integral e o derivativo. Não roda com uma das saídas em liga-desliga, em rampa, nem com o processo a menos de 5% da faixa de entrada do setpoint.

Para o ajuste à mão, o manual da West manda sintonizar primeiro só com o aquecimento e igualar a Pb_S à Pb_P. Se oscila quando entra o resfriamento, aumente a Pb_S; se a resposta fica lenta, diminua. Se a temperatura dá um tranco na passagem, ponha a OL positiva, por tentativa. A West avisa: esse método só serve a processo que aguenta grandes variações de temperatura. Outras causas de temperatura oscilando têm um roteiro próprio.

Qual West faz aquecimento e resfriamento?

Na dúvida entre eles, o seletor de controlador de temperatura monta o código pela função, pelo sensor, pela saída e pelo formato.

O que mandar para cotar?

• a máquina e o que aquece e resfria (resistência ou vapor; ventilador, água ou compressor);
• como cada carga é comandada: contator, SSR, válvula solenoide ou proporcional, com a tensão da bobina;
• o sensor e a faixa de temperatura;
• a tensão que alimenta o controlador;
• se precisa de alarme, de RS485 ou de registro;
• o código da etiqueta do controlador de hoje, se for troca.

Com isso, a equipe da Comander confere o código e a aplicação antes da cotação.

Perguntas frequentes

Posso ligar o ventilador num relé de alarme, em vez de usar a saída dupla?

Dá para ligar, mas o alarme liga num ponto fixo e não sabe o que o aquecimento está fazendo. A resistência pode seguir ligada com o ventilador soprando, e nenhum dos dois entra na sintonia. Na saída dupla, o mesmo PID comanda os dois, e a OL define onde um para e o outro começa.

Por que o aquecimento e o resfriamento ligam juntos?

Confira a OL: com valor positivo, a sobreposição é proposital. Se ela está em 0 ou negativa, confira o uso de cada saída (a do resfriamento deve estar em Sec), a fiação e se o SSR do aquecimento não está em curto. No MAXVU, um ajuste impede que as duas saídas liguem ao mesmo tempo.

O 6100+ sai de fábrica pronto para aquecer e resfriar?

Não. O Tipo de Controle vem em SnGL, só aquecimento. Os cartões de saída vêm montados, mas o duAL, as bandas e a OL são ajustados por quem instala a máquina.

Resumo

Tem uma máquina que passa do ponto mesmo com a resistência desligada, ou um projeto com resfriamento? Mande os dados da lista acima, ou o código da etiqueta do controlador de hoje, pelo WhatsApp ou pelo formulário desta página. Os controladores West têm garantia de 3 anos, e o envio é em até 24 h para produtos em estoque.