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固态继电器和控制器资料

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2.2.2数字温度控制器

CH、CD系列智能温度控制器是采用专用微处理的多功能调节仪表,它采用开关电源和表面贴装技术(SMT),因而仪表精致小巧,性能可靠。特有的自诊断功能,自整定功能和智能控制功能,使操作者可能通过简单的操作而获得良好的效果。

该系统所使用的数字温度控制器是日本理化的RKC CD901. 主要特点:

热电偶、热电阻、模拟量等多种信号自由输入,量程自由设置;

软件调零满度,冷端单独测温,放大器自稳零,显示精度优于0.5%FS; 模糊理论结合传统PID方法,控制快速平稳,先进的整定方案;

输出可选:断电器触点、逻辑电平、可控硅单相或三相过零或移相触发肪冲或移发脉冲、模拟量。另附二路可定义的报警点输出。

RKC温控器主要技术指标

·输入:各种热电偶(TC)、热电阻(RTD)标准电流电压信号(见输入类型表); ·基本误差:输入满量程的±0.5%±1个字; ·分辨率:1℃、0.1℃; ·采样周期:3次/sec ·报警功能:上限,下限,上偏差,下偏差,区间内,区间外; ·报警输出:继电器触点AC250V 3A(阻性); ·控制输出:继电器触点AC250V 3A(阻性),逻辑电平:DC 0/12V(配固态继电器SSR),过零触发脉冲:光偶可控硅输出1A600V 0-10mA电流输出(负荷阻值600Ω以下),0-20mA电流输出(负荷阻值600Ω以下),4-20mA电流输(负荷阻值600Ω以下); ·控制方式:模糊PID控制、位式控制; ·电源电压:AC85-2V(50/60Hz)(额定100-240V AC) 21.6-26.4V AC(额定24V AC) 21.6-26.4V DC(额定24V DC); ·工作环境:温度0-50℃,温度<85%RH的无腐蚀场合。功耗<5VA; ·面板尺寸:80X160,160X80,96X96,72X72,96X48,48X96,48X48mm。

RKC数字式温度控制器操作指南

接通电源后控制器将依次显示输入类型、输入范围,然后进入PV(实际温

度)/SV(设定温度)显示模式。 一、设定温度调整

按仪表[SET]键,进入设定温度模式,按[∠]键调整需设定温度的位数,按[∨]降低设定值,按[∧]升高设定值,设定完前后按[SET]键回到PV/SV显示模式。 二、参数调整

注意:各试验箱的参数设置不同,请参照相应的参数表设置,一些试验箱的参数出厂时根据需要进行了个别设置,调整前将原始参数记录下来。

按仪表[SET]键2秒后进入参数设定模式,在此模式下可设定报警PID等参数。每按一次[SET]键,下表的参数将依次显示。

三、初始化参数设定

1、 按[SET]键2秒进入参数设定模式,按[SET]直到显示“LCK”,按[∠]键将光标移到千位

上,按[∧]键将千位数由“0”改为“1”即显示“1000”解锁。

2、 按[SET]键3秒回到SV/PV显示模式。

3、 按[SET]+[∠]键3秒后进入初始化模式,首先显示初始化代码(Cod),共有“Cod”=0,

“Cod”=1,“Cod”=2三组参数。

4、 三级参数在显示(Cod)时,按[∨][∧]改变Cod值,可进入各组号数进行设定,其参数

内容见下表;(参数值见附表)Cod=2为设备工作记录参数,不须修改。

5、 参数自整定方法

按仪表[SET]键3秒后进入参数设定模式,连续按动[SET]键到出现“ATU”后按[∠]键将光标移到个位,再按[∧]键将0改为1,按[SET]键2秒后退出设置,AT灯闪耀仪表进入自整定

状态。

6、 修正温度的误差方法

按仪表[SET]键3秒后进入参数设定模式,连续按动[SET]键到出现“Pb”后按[∠]键将光标移到相应的位值,再按[∨]键或[∧]键改变数值,例如:当试验箱显示温度为50℃实际测得温度

为49℃,可将“Pb”值设定为“-001.0”这样就消除了温度的误差。

2.2.3固态继电器的工作原理

固态继电器(Solid State Relays,缩写SSR)是一种无触点电子开关,由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片,采用混合工艺组装来实现控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合,由固态器件实现负载的通断切换功能,内部无任何可动部件。尽管市场上的固态继电器型号规格繁多,但它们的工作原理基本上是相似的。主要由输入(控制)电路,驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。

固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路,使之成为固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入,个别的为交流输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。恒流输入电路,在输入电压达到一定值时,电流不再随电压的升高而明显增大,这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。

固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部

分。隔离耦合电路,目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。常用的光电耦合器有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列(光-伏)等。高频变压器耦合,是在一定的输入电压下,形成约10MHz的自激振荡,通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下,实现固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态抑制作用的吸收回路组成,有时还包括反馈电路。目前,各种固态继电器使用的输出器件主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(Thyristor或SCR)、双向可控硅(Triac)、MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。

固态继电器(Solidstate Relay, SSR)是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关,利用电子组件(如开关三极管、双向可控硅等半导体组件)的开关特性,达到无触点、无火花、而能接通和断开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”。相对于以往的“线圈—簧片触点式”继电器(Electromechanical Relay, EMR),SSR没有任何可动的机械零件,工作中也没有任何机械动作,具有超越EMR的优势,如反应快、可靠度高、寿命长(SSR的开关次数可达108\"109次,比一般EMR的106高出百倍)、无动作噪声、耐震、耐机械冲击、具有良好的防潮防霉防腐特性。这些特点使SSR在军事、化工、和各种工业民用电控设备中均有广泛应用。固态继电器的控制信号所需的功率极低,因此可以用弱信号控制强电流。同时交流型的SSR采用过零触发技术,使SSR可以安全地用在计算机输出接口,不会像EMR那样产生一系列对计算机的干扰,甚至会导致严重当机。比较常用的是DIP封装的型式。控制电压和负载电压按使用场合可以分成交流和直流两大类,因此会有DC-AC、DC-DC、AC-AC、AC-DC四种型式,它们分别在交流或直流电源上做负载的开关,不能混用.

按负载电源的类型不同可将SSR分为交流固态继电器(AC—SSR)和直流固态继电器(DC—SSR)。AC—SSR是以双向晶闸管作为开关器件,用来接通或断开交流负载电源的固态继电器。AC—SSR的控制触发方式不同,又可分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型AC—SSR是当控制信号输入后,在交流电源经过零电压附近时导通,故干扰很小。随机导通型AC—SSR则是在交流电源的任一相位上导通或关断,因此在导通瞬间可能产生较大的干扰。

固体继电器的主要优点是:

(1)无运动零部件,无机械磨损,无动作噪声,无机械故障,可靠性高;

(2) 无燃弧触点,无触点间的火花、电弧,无触点抖动和磨损,对外干扰小;

(3) 开关速度迅速,动作时间可达10-3S以下;

(4) 灵敏度高,控制功率小,可达10-3以下,能很好地与TTL、CMOS电路兼容;

(5) 抗冲击振动性能优良,容易实现“零”压切换;

(6) 一般用绝缘材料灌封成全封闭整体,所以具有良好的防潮、防霉、防腐性能,防爆性能也极佳;

(7) 半导体器件作为开关工作,寿命长; (8) 易实现附加功能。

固体继电器性能参数测试时应注意以下几点:

(1)测试直流SSR接通和关断电压时,输入电压不能长时间处于接通与关断之间,否则输出端功耗急剧上升,容易烧坏输出开关元件。

(2)测试中不要随意加快动作速率(一般输入信号的一个周期长应为接通和关断时间之和的10倍以上),否则因动态开关损耗大无法工作,甚至烧坏输出开关元件。

(3)测试时,首先要了解输出电流与壳温(环境温度)之间的关系曲线(壳温上升或不带散热器时额定输出电流会下降),避免过载引起永久性失效。

(4)SSR在关断状态下输出两端不能实现完全的隔离,存在一定的漏电流,在较高电压下测试介质耐压和绝缘电阻在使用时,易发生触电事故。输出两端绝不可测试绝缘电阻或耐压。

固体继电器使用中应注意的问题

(1)在实际使用时,必须使产品的实际使用条件完全符合产品各项参数和特性曲线的要求。

(2)SSR受温度影响较大,使用时要考虑好散热(一般负载电流>5A时应装散热片),当环境温度高时,SSR的负载能力必然相应下降,因此选用SSR时须留有一定的余量。

(3)当继电器处于导通状态时,将承受P=V(管压降)×I(负载)的耗散功率。因此必须根据实际工作环境,合理选用散热器的尺寸或降低负载电流使用。

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