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Tecnologías
Descubra las últimas innovaciones de Fuji Electric en controladores de temperatura, con una guía práctica para cambiar a las nuevas referencias de productos, que combinan rendimiento y eficiencia energética.
¿Busca el mejor controlador PID del mercado? Elija el controlador PID más rápido, compacto y preciso: Fuji Electric serie PXF.
El controlador de procesos de la serie PSC es un controlador multilazo que ofrece un sistema flexible de gran operatividad. Pantalla LCD de 16 colores.
¿Está buscando un controlador PID 48×48 completo y fácil de usar? El controlador PXE de Fuji Electric es para usted.
Descubra la sencillez del controlador de temperatura multifunción de la serie PXH. Múltiples aplicaciones: caudal corregido, contador de calor, etc.
Optimice el rendimiento de sus equipos de forma eficaz con los controladores de temperatura multilazo modulares de la serie PUM.
Fuji Electric ha desarrollado un paquete de control de registradores todo en uno, sencillo y listo para usar, para controlar, programar y configurar su aplicación.
Una temperatura inestable puede alterar la calidad de un producto, aumentar el consumo energético, acelerar el desgaste de los equipos o provocar paradas en la producción. Por lo tanto, el regulador de temperatura PID es un elemento esencial para mantener con precisión un valor de consigna térmica.
A diferencia de un simple termostato de todo o nada, el regulador PID adapta continuamente su control en función de la desviación entre la temperatura medida y el valor deseado. De este modo, limita las oscilaciones, reduce los desvíos respecto al valor de consigna y mejora la repetibilidad del proceso.
La gama de Fuji Electric incluye reguladores compactos, modelos digitales avanzados, versiones específicas para válvulas motorizadas y arquitecturas multibucle para centralizar el control de varias zonas.
FolletoDescargue el folleto y optimice su control térmico con un control preciso, rápido y versátil adaptado a sus procesos industriales.
Un regulador de temperatura PID es un dispositivo electrónico encargado de mantener la temperatura de una máquina o de un proceso en torno a un valor de consigna.
Recibe la señal de un sensor, como una sonda PT100 o un termopar, y a continuación compara la temperatura medida con el valor de consigna programado. A partir de esta desviación, el regulador calcula la orden que debe transmitir al sistema de calefacción o refrigeración.
Este comando puede controlar:
De este modo, el regulador PID puede controlar resistencias eléctricas, quemadores, grupos frigoríficos, circuitos de agua caliente o fría y muchos otros equipos térmicos.
El regulador mide constantemente la temperatura del proceso y la compara con el valor de consigna. La diferencia entre estos dos datos constituye el error de regulación.
A partir de este error, el regulador calcula la orden que debe transmitir al sistema de calefacción, al de refrigeración o a la válvula motorizada. La forma en que reacciona depende de los parámetros asociados a los tres componentes P, I y D.
La acción proporcional aplica una corrección directamente relacionada con el error instantáneo. Cuanto mayor es la diferencia entre la medida y el valor de consigna, más intensa es la orden de control.
La intensidad de esta reacción depende de la ganancia proporcional. Una ganancia elevada provoca una corrección rápida, pero puede generar fluctuaciones u oscilaciones. Por el contrario, una ganancia demasiado baja ralentiza el control y puede hacer que persista un error importante.
La banda proporcional expresa el rango de error dentro del cual varía progresivamente la salida. Cuanto más estrecha sea esta banda, mayor será la ganancia. Según la convención utilizada, la ganancia proporcional y la banda proporcional pueden considerarse inversamente relacionadas.
Un ajuste incorrecto de este componente puede provocar varios problemas:
La acción integral acumula el error a lo largo del tiempo. Aumenta progresivamente la corrección mientras persista una desviación entre la temperatura medida y la de consigna.
Este componente permite eliminar el error de permanencia, también denominado error en régimen permanente. Resulta útil cuando la acción proporcional por sí sola no permite alcanzar exactamente el valor de consigna.
Sin embargo, una acción integral demasiado intensa puede ralentizar la estabilización del proceso y acentuar las desviaciones. Por lo tanto, su ajuste debe tener en cuenta la inercia y la dinámica térmica de la instalación.
La derivada analiza cómo evoluciona el error. Tiene en cuenta su velocidad de variación para anticipar el comportamiento futuro del proceso.
Este componente frena el control cuando la temperatura se acerca rápidamente al valor de consigna. De este modo, contribuye a limitar los sobrepasos y las fluctuaciones.
Sin embargo, una ganancia derivada demasiado alta puede amplificar el ruido presente en los datos de medición. En ese caso, puede ser necesario filtrar la señal o ajustar la ganancia a un nivel más moderado.
Estabilizar la temperatura del proceso
El regulador ajusta constantemente la potencia suministrada para limitar las fluctuaciones en torno al valor de consigna. Esta estabilidad es imprescindible para los procesos sensibles a las variaciones térmicas.
Corregir rápidamente los errores
El regulador analiza el error entre la lectura y el valor de consigna y, a continuación, adapta el control de forma progresiva. De este modo, puede reaccionar ante los cambios en la producción, las perturbaciones externas o las variaciones de carga.
Mejorar la calidad y la repetibilidad
Una regulación precisa permite reproducir las mismas condiciones de fabricación en cada ciclo. Contribuye a reducir los problemas de calidad, los desechos y las variaciones entre lotes.
Limitar los desvíos respecto al valor de consigna
La combinación de los términos proporcional, integral y derivado mejora la dinámica del control. Limita los desvíos que podrían deteriorar los productos o dañar los equipos.
Aprovechar los datos del proceso
Según el modelo, los datos de temperatura, consigna, salida y alarma pueden transmitirse a un controlador lógico programable, una interfaz hombre-máquina o un sistema de supervisión. Su análisis facilita el seguimiento del rendimiento y la identificación de desviaciones.
Estabilizar
Corregir
Mejorar
Limitar
Aprovechar
El PXR3 es un regulador compacto con unas dimensiones de 24 × 48 mm. Es adecuado para máquinas con poco espacio en el panel frontal y para aplicaciones que requieren una regulación sencilla y fiable.
Acepta diferentes señales de sensores y ofrece, según la configuración, una regulación PID, lógica difusa, una función autoadaptativa y comunicación RS-485.
El PXE4 presenta un formato estándar de 48 × 48 mm y un manejo sencillo. Constituye una solución económica para aplicaciones de un solo bucle que no requieren funciones de comunicación avanzadas.
Su regulación PID de dos grados de libertad mejora la respuesta a los cambios en el valor de consigna y a las perturbaciones del proceso.
Los modelos PXF4, PXF5 y PXF9 constituyen el núcleo de la gama de reguladores de temperatura PID de Fuji Electric. Destacan por su ciclo de muestreo de 50 ms, una precisión de hasta ±0,2 % del fondo de escala y una amplia pantalla LCD.
Están disponibles en varios formatos:
Según la configuración, incorporan entradas universales, comunicación Modbus®, varias alarmas, valores de consigna programables, diferentes paletas PID y un generador de rampas y valores fijos.
El PXF4 DIN facilita su integración en los armarios eléctricos. Su bloque de bornes enchufable simplifica el cableado, la sustitución y las operaciones de mantenimiento.
Esta versión es especialmente adecuada para fabricantes de maquinaria e integradores que buscan una arquitectura compacta sobre carril DIN.
Las versiones PXF4VM, PXF5VM y PXF9VM están diseñadas para controlar una válvula motorizada, con o sin señal de retroalimentación de posición.
Son adecuadas para circuitos de agua caliente, vapor o refrigeración en los que la temperatura se regula mediante la apertura y el cierre progresivos de una válvula.
El PXH9 es adecuado para aplicaciones de regulación más complejas. Ofrece una precisión de hasta ±0,1 % del fondo de escala, dos entradas de medición, numerosas entradas y salidas, y funciones matemáticas.
Se puede utilizar para la temperatura, pero también para la regulación de la presión, el caudal, el nivel u otras magnitudes del proceso.
La serie PUM permite centralizar varios bucles de temperatura en una arquitectura modular montada en carril. Los módulos pueden gestionar dos o cuatro bucles y combinarse con módulos de entradas-salidas o de comunicación.
Esta solución es adecuada para máquinas multizona, líneas de producción e instalaciones que requieren una alta densidad de puntos de regulación.
La serie PSC combina la regulación de varios bucles, la programación de secuencias y la visualización en una pantalla a color. Está destinada a procesos complejos que requieren una interfaz de operador y una coordinación avanzada de los distintos controles.
| Modelo | Formato o instalación | Lazos | Precisión de la medición | Muestreo | Funciones principales | Aplicaciones recomendadas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PXR3 | 24 × 48 mm | 1 | ±0,5 % PE | 500 ms | PID, lógica difusa, autoadaptación, Modbus® opcional | Máquinas pequeñas, paneles compactos, regulación sencilla |
| PXE4 | 48 × 48 mm | 1 | ±0,5 % PE | 200 ms | Todo o nada, PID, lógica difusa, PID de dos grados de libertad | Máquinas estándar, hornos y equipos de un solo circuito |
| PXF4 | 48 × 48 mm | 1 | ±0,2 % PE | 50 ms | Entrada universal, ajuste automático, rampas y pausas, Modbus® | Regulación industrial rápida y versátil |
| PXF5 | 48 × 96 mm | 1 | ±0,2 % PE | 50 ms | Funciones PXF avanzadas, pantalla más grande, más salidas | Procesos que requieren una visualización mejorada |
| PXF9 | 96 × 96 mm | 1 | ±0,2 % PE | 50 ms | Funciones avanzadas, pantalla grande, numerosas entradas y salidas | Hornos, estufas e instalaciones térmicas complejas |
| PXF4 DIN | 48 × 48 mm, montaje en carril | 1 | ±0,5 % | 50 ms | PID, autoajuste, bornero enchufable, 8 rampas y puntos de consigna | Armarios eléctricos y fabricantes de maquinaria |
| PXF VM | 48 × 48, 48 × 96 o 96 × 96 mm | 1 | ±0,2 % PE | 50 ms | Control de válvula motorizada, retroalimentación de posición opcional | Circuitos térmicos, de vapor, de agua caliente o fría |
| PXH9 | 96 × 96 mm | Hasta 2 entradas de medición | ±0,1 % PE | 50 ms | Funciones matemáticas, numerosas entradas y salidas, Modbus® | Regulación avanzada de temperatura y de procesos |
| PUM | Montaje en riel o en la pared | 2 o 4 por módulo | ±0,3 % PE | 200 ms | Arquitectura modular, calefacción/refrigeración, comunicación industrial | Máquinas multizona y regulación multibucle |
| PSC | Pantalla LCD TFT de 4,3 pulgadas | 2 | Según la configuración | Según la configuración | Regulación, secuencias programadas, visualización y comunicación | Calderas y procesos industriales complejos |
Las características exactas dependen de la configuración de las entradas, salidas, fuentes de alimentación y opciones de comunicación.
Un regulador de un solo bucle resulta adecuado cuando solo hay que controlar una temperatura. Una máquina que cuente con varias resistencias, zonas de calentamiento o circuitos térmicos requiere, en cambio, un regulador de múltiples bucles o una arquitectura modular.
El regulador debe ser compatible con la señal emitida por el sensor:
Una entrada universal facilita la estandarización del material y la futura ampliación de la instalación.
Los procesos rápidos o muy turbulentos requieren un tiempo de muestreo corto. Los modelos PXF y PXH, con su ciclo de 50 ms, son adecuados para aplicaciones que exigen una respuesta rápida.
La precisión también debe adaptarse al proceso. La regulación del confort térmico no exige el mismo nivel de rendimiento que un laboratorio de ensayos o un tratamiento térmico crítico.
La elección de la salida depende del actuador:
Algunas aplicaciones solo requieren un control de calefacción. Otras deben alternar entre calefacción y refrigeración para alcanzar rápidamente la temperatura de consigna. En estos casos, se recomienda utilizar un regulador con función de calefacción/refrigeración.
Los ciclos de cocción, secado, polimerización, esterilización o tratamiento térmico pueden requerir varias rampas y puntos de consigna. A la hora de elegir el regulador, hay que comprobar el número de segmentos programables.
Una conexión RS-485 Modbus® facilita la integración del regulador en un sistema automatizado. Permite la lectura de las mediciones, la modificación de los valores de consigna, la recuperación de las alarmas y la centralización de los parámetros.
La elección depende del espacio disponible y de la estructura del armario:
El regulador PID mantiene los perfiles de temperatura necesarios para el secado, la cocción, el recocido, la polimerización o los tratamientos superficiales. Las rampas y los niveles garantizan un aumento gradual y reproducible de la temperatura.
Las extrusoras, las máquinas de inyección, las máquinas de termoformado y las máquinas de envasado suelen contar con varias zonas de calentamiento. Una regulación multibucle permite controlar cada zona y, al mismo tiempo, coordinar todo el proceso.
La cocción, la pasteurización, el enfriamiento y el mantenimiento de la temperatura requieren una regulación estable para preservar la calidad de los productos y la repetibilidad de los ciclos.
Las estufas, incubadoras, cámaras climáticas, autoclaves y equipos de ensayo requieren un control preciso de las temperaturas y una buena reproducibilidad de las condiciones de funcionamiento.
Los reguladores PID se utilizan en bancos de pruebas, cabinas de pintura, hornos de polimerización y cámaras climáticas destinadas a caracterizar materiales y componentes.
Los reguladores PID controlan el caudal en las estaciones depuradoras. Ajustan la velocidad de las bombas o la posición de las válvulas a partir de los datos que transmiten los caudalímetros.
Esta regulación en bucle cerrado permite estabilizar el suministro a las distintas etapas del tratamiento, compensar las variaciones de la carga hidráulica y mejorar el funcionamiento de los procesos de dosificación, aireación o filtración.
Los reguladores PID se utilizan en la industria química para garantizar la homogeneidad de los productos. Mantienen con precisión la temperatura, el caudal, la presión, el nivel o la velocidad de agitación en los reactores y las cubas de mezcla.
El control de estos parámetros reduce las variaciones entre lotes y contribuye a garantizar una calidad constante. En el caso de una reacción sensible a la temperatura, el regulador puede controlar una válvula de vapor, un circuito de refrigeración o un intercambiador de calor para mantener las condiciones de funcionamiento.
Los reguladores multifunción y multibucle coordinan diferentes variables del proceso con el fin de mejorar la estabilidad de la combustión, la seguridad y el rendimiento de la instalación.
La calidad de la regulación depende tanto de la elección del material como de su instalación.
El sensor debe colocarse en un lugar representativo de la temperatura real del proceso, minimizando al mismo tiempo los tiempos de respuesta y las perturbaciones externas. Su cableado debe estar separado de los circuitos de potencia para reducir las interferencias eléctricas.
La salida del regulador debe estar correctamente dimensionada y conectada a un dispositivo de potencia compatible. En el caso de cargas que se conectan y desconectan con frecuencia, un relé estático o un regulador de intensidad con tiristores puede ofrecer una mayor durabilidad que un relé electromecánico.
Durante la puesta en marcha, la función de autorregulación permite calcular los parámetros PID a partir de la respuesta térmica de la instalación. Posteriormente, estos parámetros pueden ajustarse en función de las prioridades del proceso: rapidez, limitación del sobreimpulso o máxima estabilidad.
Fuji Electric ofrece una gama completa que abarca la regulación simple, los ciclos térmicos programados, el control de válvulas y las instalaciones con múltiples bucles.
Nuestras soluciones combinan:
Los equipos de Fuji Electric France le ayudan a elegir el sensor, el regulador, el dispositivo de potencia y la arquitectura de control más adecuados para su instalación.
Por lo general, un termostato controla la calefacción en modo «todo o nada». El regulador PID modula su control en función de la desviación, su duración y su velocidad de variación. De este modo, ofrece una temperatura más estable y limita los desvíos respecto al valor de consigna.
El autorajuste es una función que analiza la respuesta térmica del proceso para calcular automáticamente los parámetros proporcional, integral y derivado. Simplifica la puesta en marcha del regulador.
El error corresponde a la diferencia entre la temperatura de consigna y la temperatura medida. El regulador utiliza este dato para calcular la orden necesaria para controlar el proceso.
La ganancia proporcional determina la intensidad de la corrección aplicada al error. La banda proporcional representa el rango en el que varía progresivamente la salida. Una banda más estrecha suele corresponder a una ganancia mayor.
El tiempo de inactividad es el intervalo que transcurre entre un cambio en la orden de control y el inicio de la respuesta del proceso. Un tiempo de inactividad elevado complica la regulación y suele requerir ajustes menos agresivos.
Las fluctuaciones pueden deberse a una ganancia demasiado alta, a una acción integral excesiva, a un sensor mal colocado o a un tiempo muerto considerable. El autorregulación y el análisis de los datos permiten identificar la causa del problema.
La constante de tiempo caracteriza la velocidad de respuesta del proceso. Permite distinguir un sistema térmico rápido de un proceso lento con una gran inercia.
Sí. Los modelos equipados con regulación de calor/frío pueden controlar dos salidas independientes, por ejemplo, una resistencia eléctrica y una electroválvula de refrigeración.
Dependiendo del modelo, es posible conectar termopares, sondas de resistencia PT100, señales de tensión o transmisores que emitan una corriente analógica.
Los modelos PXF4VM, PXF5VM y PXF9VM están diseñados para controlar válvulas motorizadas. Hay disponibles configuraciones con o sin señal de retroalimentación de posición.
Una máquina multizona puede incorporar varios reguladores de un solo bucle o un regulador modular de múltiples bucles de la serie PUM. La elección depende del número de zonas, del espacio disponible y del nivel de integración deseado.
La comunicación Modbus® permite conectar el regulador a un controlador lógico programable, una interfaz hombre-máquina o un sistema de supervisión. De este modo, es posible consultar o modificar a distancia las temperaturas, los valores de consigna, las alarmas y los parámetros.
Una regulación correctamente configurada limita las oscilaciones y los periodos de calentamiento excesivo. Por lo tanto, puede contribuir a reducir el consumo de energía sin comprometer la calidad del proceso.
Nuestros especialistas analizan su proceso, el número de zonas, los sensores, los actuadores y los requisitos de comunicación para ofrecerle una solución de regulación PID adecuada.
El equipo comercial está a su disposición para ayudarle con sus proyectos.
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