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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.
Controle y regule fácilmente la temperatura de su proceso y reciba alertas de cualquier desviación con el termostato regulador de encendido/apagado PXR3.
El regulador de temperatura TOR, también denominado regulador de temperatura «todo o nada», se utiliza habitualmente cuando es más importante contar con un control de la temperatura sencillo, robusto y económico que con una regulación extremadamente precisa en torno al valor de consigna. Comprender su principio de funcionamiento, sus ventajas y sus limitaciones permite determinar si esta tecnología es adecuada para el proceso en cuestión.
FolletoDescargue el folleto y optimice su control térmico con un control preciso, rápido y versátil adaptado a sus procesos industriales.
Un regulador de temperatura de tipo «todo o nada» es un dispositivo digital cuya salida solo puede adoptar dos estados: encendido o apagado.
El regulador compara continuamente dos valores:
En una aplicación de calefacción, la salida se activa cuando la temperatura medida desciende por debajo del umbral de conmutación configurado. La calefacción permanece en funcionamiento hasta que se alcanza el umbral superior, tras lo cual la salida se desactiva. Por lo tanto, el dispositivo de calefacción funciona a plena potencia hasta que se alcanza el valor de consigna.
En una aplicación de refrigeración, la lógica de funcionamiento es la contraria. El equipo frigorífico se pone en marcha cuando la temperatura supera el umbral permitido y se detiene una vez que la temperatura ha bajado lo suficiente.
A diferencia de un regulador PID, un regulador ON/OFF no ajusta continuamente el porcentaje de potencia suministrada. El equipo controlado funciona o bien a plena potencia, o bien a potencia nula.
Un circuito de regulación de temperatura de tipo «todo o nada» se compone de cuatro elementos principales:
Este ciclo de conmutación se repite automáticamente para mantener la temperatura dentro de un rango aceptable en torno al valor de consigna.
La histéresis crea una diferencia entre los umbrales de activación y desactivación. Evita que la salida del regulador conmute con demasiada frecuencia cuando la temperatura medida se mantiene cercana al valor de consigna.
Sin histéresis, puede producirse un fenómeno de oscilación en un sistema de regulación de tipo «encendido/apagado». En ese caso, pequeñas variaciones de temperatura en torno al valor de consigna provocan conmutaciones repetidas de la salida de relé entre los estados de encendido y apagado.
Por ejemplo, en un proceso de calentamiento con un valor de consigna de 80 °C y una histéresis de 2 °C, el calentamiento puede activarse cuando la temperatura descienda por debajo del umbral inferior y desactivarse cuando se alcance el umbral superior de conmutación.
El comportamiento exacto depende de la configuración del regulador. No obstante, el objetivo sigue siendo el mismo: estabilizar el ciclo de conmutación y, al mismo tiempo, proteger los relés, los contactores y los equipos controlados contra maniobras excesivas.
Una histéresis demasiado baja puede provocar conmutaciones rápidas y un desgaste prematuro. Un valor demasiado alto puede provocar variaciones de temperatura más importantes. Por lo tanto, el ajuste debe tener en cuenta la inercia térmica del proceso y el nivel de estabilidad deseado.
La regulación TOR requiere pocos parámetros. El operador define principalmente la temperatura de consigna, el sentido de actuación —calefacción o refrigeración—, la histéresis y los umbrales de alarma.
El principio de dos estados es fácil de entender y diagnosticar. Por ello, esta tecnología resulta adecuada para máquinas autónomas y equipos que requieren una gestión directa de la temperatura.
La configuración de un regulador ON/OFF suele ser menos compleja que la de una solución PID. Esta tecnología resulta especialmente económica cuando las variaciones de temperatura en torno al valor de consigna no afectan negativamente a la calidad del proceso.
El mismo principio de regulación puede controlar resistencias eléctricas, grupos frigoríficos, ventiladores, bombas, electroválvulas y muchos otros equipos térmicos.
Un termostato TOR puede funcionar independientemente del sistema principal de regulación de la temperatura. Puede activar una alarma o detener un equipo cuando se alcanza un umbral de temperatura alto o bajo.
Los reguladores de temperatura estándar suelen reanudar su funcionamiento cuando el valor medido vuelve a situarse dentro del rango permitido. Los limitadores de temperatura de seguridad funcionan de forma diferente: una vez que se activan, es necesario reiniciarlos manualmente.
Esta medida impide que el equipo se vuelva a poner en marcha hasta que un operario haya identificado la causa del exceso de temperatura y haya comprobado que la instalación puede volver a funcionar con total seguridad.
La elección depende principalmente de las variaciones de temperatura aceptables, de la inercia del proceso y de la influencia de la temperatura en el producto final.
| Criterio de selección | Regulación de temperatura TOR | Control de temperatura PID |
|---|---|---|
| Funcionamiento de la salida | Totalmente activada o desactivada | Potencia regulable de forma continua |
| Evolución de la temperatura | Oscila dentro de un rango en torno al valor de consigna | Mantiene el valor más cerca del valor de consigna |
| Configuración | Simple | Requiere un ajuste PID o un autoajuste |
| Procesos adaptados | Procesos lentos o no críticos | Procesos precisos y dinámicos |
| Respuesta del proceso | Apta para cargas térmicas estables | Mejor respuesta ante las perturbaciones |
| Puesta en marcha inicial | Económico y rápido | Más avanzada |
| Aplicaciones típicas | CVC, refrigeración, alarmas y mantenimiento de la temperatura | Hornos, tratamientos térmicos, industria del plástico y procesos críticos |
Un regulador de temperatura de tipo «todo o nada» resulta adecuado cuando son aceptables fluctuaciones moderadas en torno al valor de consigna. Es preferible una regulación PID cuando los sobrepasos, las perturbaciones del proceso o las tolerancias estrechas pueden afectar a la calidad, la seguridad o el consumo energético.
El regulador de temperatura PXE de Fuji Electric admite ambos modos. De este modo, puede configurarse en modo ON/OFF y, posteriormente, cambiar a modo PID si el proceso requiere más adelante un control más preciso de la temperatura.
Los reguladores TOR pueden controlar calentadores de inmersión, cartuchos calefactores, resistencias, alfombrillas calefactoras y sistemas de trazado eléctrico. Mantienen la temperatura requerida sin complicar innecesariamente la regulación.
En las instalaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado, el regulador puede controlar resistencias, ventiladores, bombas o equipos de refrigeración. Permite mantener la temperatura de los locales, las zonas técnicas y los espacios de almacenamiento.
Un regulador de temperatura TOR puede poner en marcha y detener un equipo de refrigeración en función de unos umbrales predefinidos. Entre sus aplicaciones más habituales se encuentran las cámaras frigoríficas, los armarios refrigerados, los sistemas de conservación de alimentos y los equipos de laboratorio.
El regulador puede mantener la temperatura del agua, el aceite u otros líquidos almacenados en depósitos. Es adecuado para procesos en los que las variaciones graduales de temperatura no afectan a la calidad del producto.
Cuando la temperatura, la presión y el nivel están interrelacionados, cada variable debe medirse con un instrumento adecuado. Un regulador de temperatura no sustituye a un transmisor de presión ni a un presostato.
La regulación TOR puede utilizarse en hornos, secadores y cámaras calefactadas que presenten una elevada inercia térmica y tolerancias de temperatura relativamente amplias.
El regulador activa la calefacción cuando la temperatura se acerca a un umbral mínimo crítico. De este modo, contribuye a proteger las tuberías, los depósitos, las redes hidráulicas y los equipos exteriores contra las heladas.
El PXR3 puede utilizarse como dispositivo independiente para la supervisión de temperaturas altas o bajas. Sus salidas de relé pueden activar una alarma o poner en marcha una acción de protección cuando se alcanza un umbral configurado.
El PXE es adecuado cuando la máquina requiere una entrada Pt100, una salida SSR/SSC o un regulador capaz de gestionar los modos ON/OFF y PID.
El regulador debe ser compatible con la sonda de temperatura y el rango de medición seleccionados.
El termostato TOR PXR3 de Fuji Electric admite las siguientes señales:
Se recomienda utilizar el PXE cuando la aplicación requiera una sonda de resistencia Pt100. Además, admite nueve tipos de termopares, y permite configurar el tipo de entrada y la escala de medición desde el panel frontal.
El regulador debe configurarse según el sentido de acción del proceso. Un sistema de calefacción y un sistema de refrigeración requieren lógicas de salida opuestas.
El PXE también puede proporcionar una regulación dual de calefacción y refrigeración cuando la aplicación lo requiera.
La salida de regulación debe ser compatible con el actuador o el órgano de potencia controlado.
El termostato TOR PXR3 utiliza una salida de contacto de relé. El PXE está disponible con una salida de contacto de relé o una salida de control SSR/SSC.
Las salidas de relé son adecuadas para frecuencias de conmutación moderadas. Se recomienda utilizar una salida SSR/SSC cuando se requieran conmutaciones frecuentes o cuando el regulador deba controlar un relé estático externo.
La salida seleccionada y los componentes conectados deben soportar la frecuencia de conmutación necesaria. Siempre hay que comprobar la tensión, la intensidad y la potencia admisibles antes de conectar la carga.
Un proceso rápido puede requerir un rango de conmutación más estrecho. Por el contrario, un equipo con una gran inercia térmica puede necesitar una histéresis más amplia para evitar ciclos demasiado seguidos.
La ubicación de la sonda también influye en el rendimiento. Una sonda mal colocada puede provocar un retraso en la medición, un desvío excesivo respecto al valor de consigna o un error aparente en la medición.
Es necesario determinar si la aplicación requiere:
Tanto el PXR3 como el PXE pueden ofrecer funciones de alarma. El número y el tipo de salidas deben confirmarse en función de la configuración seleccionada.
El PXR3 cuenta con un panel frontal compacto de 48 × 24 mm y una profundidad de 98 mm. Está diseñado para su montaje en panel y puede adaptarse para su montaje en carril DIN o en pared.
El PXE tiene una cara frontal de 48 × 48 mm y una profundidad reducida de 62 mm. Su diseño compacto resulta especialmente adecuado para armarios de control con un espacio de instalación limitado.
Al comparar los formatos DIN, compruebe el hueco disponible en el panel, la profundidad del aparato, las regletas de conexión y la alimentación eléctrica.
Un regulador TOR autónomo no requiere necesariamente comunicación digital. El PXE está diseñado principalmente para la regulación local de la temperatura y cuenta con una interfaz de configuración.
Cuando sea imprescindible una comunicación RS-485 Modbus para la conexión a un controlador lógico programable, una interfaz hombre-máquina o un sistema de supervisión, este requisito deberá especificarse en el momento de la selección. Fuji Electric France podrá entonces recomendar un regulador compatible, aparte de esta configuración dedicada a la regulación de señales binarias.
La configuración del producto puede influir en su precio, plazo de entrega y disponibilidad en stock. Por lo tanto, antes de realizar el pedido es necesario definir la señal de entrada, el tipo de salida, la alimentación, las posibles opciones de comunicación y los accesorios necesarios.
El PXR3 resulta especialmente adecuado para aplicaciones dedicadas a la supervisión en tiempo real de la temperatura y a la gestión de alarmas.
Se debe considerar el PXE cuando el proceso pueda requerir posteriormente:
| Necesidad | Termostato PXR3 | Regulador PXE |
|---|---|---|
| Regulación ON/OFF sencilla y específica | Recomendado | Disponible |
| Entrada de termopar | Sí | Sí, nueve tipos |
| Entrada de sonda de resistencia PT100 | No | Sí |
| Salida de contacto de relé | Sí | Sí |
| Salida de control SSR/SSC | No | Sí |
| Regulación ON/OFF y PID en un mismo dispositivo | No | Sí |
| Regulación dual de calor/frío | No | Disponible |
| Salidas de alarma | Hasta dos, según la configuración | Hasta dos salidas opcionales |
| Formato de la parte frontal | 48 x 24 mm | 48 x 48 mm |
| Profundidad de instalación | 98 mm | 62 mm |
| Protección IP66 en la parte frontal | Sí | Sí |
| Uso recomendado | Monitorización sencilla, alarmas y conmutación digital | Regulación ON/OFF polivalente con PT100, SSR o posible evolución futura hacia el PID |
La fiabilidad de un regulador de temperatura TOR depende tanto de la elección del aparato como de la calidad de su instalación.
La sonda de temperatura debe instalarse en un lugar representativo del proceso. No debe colocarse demasiado cerca del dispositivo de calentamiento, de la salida de refrigeración ni de ninguna otra fuente local de variación térmica, salvo que la aplicación lo exija específicamente.
Durante la puesta en servicio:
A continuación, la histéresis se puede ajustar en función de la respuesta térmica real de la instalación. Se recomienda modificar solo un parámetro cada vez para poder evaluar claramente sus efectos.
Fuji Electric combina su experiencia en la regulación de la temperatura industrial con una gama de reguladores digitales compactos y resistentes.
El PXR3 es una solución práctica para aplicaciones sencillas de calefacción, refrigeración y control de la temperatura. Su pantalla digital, su manejo intuitivo, su salida de relé y sus diversas opciones de montaje facilitan su puesta en marcha y su uso diario.
El PXE ofrece una mayor flexibilidad para aplicaciones que requieren una entrada Pt100 o de termopar, una salida de relé o SSR/SSC y la posibilidad de elegir entre los modos ON/OFF y PID. Su panel frontal de 48 × 48 mm y su reducida profundidad de 62 mm facilitan su integración en armarios de control compactos.
Fuji Electric France le ayuda a elegir el regulador, la sonda, la configuración de las salidas y los componentes que mejor se adapten a su equipo y a sus condiciones de funcionamiento.
Ambos dispositivos controlan un equipo de calefacción o refrigeración en función de unos umbrales de temperatura. Un regulador digital de tipo todo/nada suele incluir una pantalla, un valor de consigna ajustable, una histéresis configurable, varias opciones de sondas y funciones de alarma adicionales.
Un regulador de temperatura de tipo «todo o nada» activa o desactiva automáticamente el equipo de calefacción o refrigeración para mantener la temperatura del proceso en torno al valor de consigna. Su salida suele volver a su funcionamiento normal cuando la temperatura vuelve a situarse dentro del rango configurado.
Un limitador de temperatura de seguridad protege el equipo o el proceso cuando se supera un umbral crítico. Una vez activado, es necesario reiniciarlo manualmente para que la instalación sea revisada antes de volver a ponerla en marcha.
La medición puede ser precisa, pero la temperatura del proceso suele oscilar en torno al valor de consigna, ya que la salida está o bien totalmente activada, o bien totalmente desactivada. La amplitud de las variaciones depende de la histéresis, de la posición de la sonda, del tiempo de respuesta y de la inercia térmica de la instalación.
La histéresis evita las conmutaciones repetidas cuando el valor medido fluctúa cerca del valor de consigna. Reduce los ciclos cortos y contribuye a proteger los relés, los contactores, los compresores y el resto de componentes controlados.
Sí, siempre que el regulador ofrezca la lógica de funcionamiento y la configuración de salida necesarias. Las acciones de calefacción y refrigeración utilizan lógicas de conmutación opuestas.
No. Un regulador de temperatura TOR está diseñado para controlar la temperatura. Una aplicación que requiera medir o regular simultáneamente la temperatura y la presión necesita un transmisor de presión, un presostato o un regulador de proceso adecuado.
El termostato TOR PXR3 admite termopares o un termistor PB-36. Para utilizar una sonda Pt100, seleccione el regulador de temperatura PXE de Fuji Electric.
La regulación PID es la más adecuada cuando la temperatura debe mantenerse muy cerca del valor de consigna, cuando las desviaciones afectan a la calidad del producto o cuando el proceso sufre variaciones frecuentes de carga. El PXE permite modificar el modo de regulación sin necesidad de sustituir el regulador.
La configuración suele ser rápida, ya que solo requiere un número limitado de parámetros. La duración total depende del cableado, del tipo de sonda, de los ajustes de alarma y del procedimiento de prueba.
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