Störk-Tronic温度控制器 产品应用案例
Störk-Tronic ST710-KHBA.03 PT100 230AC K1K2K3产品应用案例
一、产品基础信息概述
(一)型号与定位
Störk-Tronic900210.005 对应型号 ST710-KHBA.03 PT100 230AC K1K2K3,由专注工业测控设备的德国 Störk-Tronic 研发。该于 1988 年在斯图加特 - 维辛根成立,在温度控制、传感器信号处理领域具备 30 年技术积累。自成立以来,Störk-Tronic 不断创新,从开发标准温度控制器程序,到引入的贴片技术、32 位处理器,建立自动化和控制系统平台,其核心产品广泛覆盖工业自动化、能源管理及环境技术等领域,以高质量和可靠性著称。
(二)核心功能定位
作为三相输出温度控制器,适配 PT100 热电阻传感器,支持 230V AC 供电,集成 3 组继电器输出(K1/K2/K3),可实现多设备协同控制,适用于需要精准温度调节与负载均衡管理的工业场景。PT100 热电阻传感器基于铂金属电阻随温度变化特性,在 0℃时电阻值为 100 欧姆,测量范围可达 - 200℃~850℃ ,配合控制器能精确感知温度变化。3 组继电器输出可分别控制不同设备,实现复杂的温度控制逻辑。
二、技术参数与硬件配置
(一)电气参数
供电规格:设备采用 230V AC 工频电源输入,可兼容 50/60Hz 频率,输入阻抗符合工业级电磁兼容标准,能够在电压波动的环境中稳定运行,确保设备在复杂电网条件下的可靠性,减少因电源问题导致的故障风险。
输出配置:配备 3 组继电器触点(K1/K2/K3),单触点额定电流 3A(阻性负载),支持 250V AC 电压切换。各继电器具备独立电气隔离,可分别驱动不同执行器,如控制压缩机启停以调节制冷量,控制风机转速实现通风量调节,以及控制加热元件工作维持温度稳定 ,满足多样化的工业控制需求。
传感器接口:支持三线制 PT100 接入,测量范围为 - 50℃~+150℃,内置线性化校正算法,分辨率可达 0.1℃ 。能精准捕捉环境温度变化,为温度控制提供可靠数据,即使在温度变化微小的场景下,也能及时响应并调整控制策略。
(二)机械与环境参数
安装方式:采用面板嵌入式安装,前面板尺寸为 84mm×42mm,开孔尺寸 67.5mm×31.5mm,安装深度 85mm,这种标准化尺寸适配常见的控制柜布局,便于在工业控制柜中进行安装与集成,节省空间且布线方便。
防护等级:前面板达到 IP65 防尘防水等级,能有效防止灰尘侵入,同时可承受来自各个方向的水喷射而无有害影响;后部为 IP00。适合在室内工业环境中使用,工作温度范围为 0℃~55℃,存储温度为 - 20℃~+70℃,相对湿度≤75% 无冷凝,确保在不同环境条件下稳定运行,避免因环境因素导致设备损坏或性能下降。
三、典型应用场景
(一)工业制冷系统多级控制
在冷水机组集群中,通过 K1/K2/K3 分别控制 3 台压缩机,利用控制器内置的顺序切换功能,实现设备运行时长均衡,降低单台压缩机损耗。同时,可设置启动延迟(0~300 秒可调),避免多机同时启动造成的电网冲击,适用于食品冷冻、化工冷却等需要连续温控的场景。例如,在食品冷冻厂,制冷系统需 24 小时不间断运行,通过该控制器的顺序切换功能,可确保 3 台压缩机轮流工作,每台压缩机运行一定时长后切换至备用状态,有效延长设备使用寿命,同时降低维修成本 。启动延迟设置为 10 秒,可避免 3 台压缩机同时启动时对电网造成的瞬间电流冲击,保障电网稳定运行,为食品冷冻提供持续可靠的制冷环境。
(二)加热设备精准调节
在工业烤箱温度控制中,PT100 传感器实时采集炉膛温度,K1/K2 驱动加热元件分段工作(如主加热与辅助加热),K3 连接超温报警装置。通过双级设定值(主设定值 S1 与备用设定值 S1')配合滞后调节(P2/P3 参数),实现 ±0.5℃的控温精度,满足电子元件烧结、材料热处理等工艺要求。在电子元件烧结过程中,对温度精度要求,主设定值 S1 设为 150℃,备用设定值 S1' 设为 150.5℃ ,当温度低于 S1 时,K1 控制主加热元件全功率工作,K2 控制辅助加热元件根据实际温度微调;当温度达到 S1' 时,K1 降低主加热元件功率,K2 维持辅助加热元件低功率运行 ,确保炉膛温度始终稳定在 ±0.5℃范围内,保证电子元件烧结质量。当温度超过 151℃时,K3 触发超温报警装置,提醒操作人员及时处理,避免设备损坏和产品质量问题。
(三)能源管理系统负载均衡
在区域供热系统中,控制器接入 3 组循环泵,根据实时温度数据动态切换泵组运行状态,K1/K2/K3 分别对应工频运行、变频调节、备用待机模式,结合内置的热力继电器保护功能(如压缩机停机保护时间设置),提升系统能效并延长设备寿命。当供热需求较低时,K1 控制一组循环泵工频运行,维持基本供热流量;随着供热需求增加,K2 启动第二组循环泵并进行变频调节,根据实际温度调整泵的转速,实现精准供热,避免能源浪费;K3 控制第三组循环泵处于备用待机模式,当 K1 或 K2 对应的泵出现故障时,K3 可迅速启动备用泵,确保供热系统不间断运行。内置的热力继电器保护功能可设置压缩机停机保护时间为 5 分钟,防止压缩机频繁启停,延长设备使用寿命,提高区域供热系统的稳定性和可靠性 ,降低运维成本。
四、安装与接线规范
(一)电气连接要求
电源接线:230V AC 电源线通过 Steckklemme 插头连接,需使用 1.5mm² 以上铜芯导线,确保导线有足够的载流能力,满足设备正常运行的电流需求。零线火线区分接入端子,严格按照电气规范操作,避免接错导致短路或设备损坏。接地端子需可靠连接保护地(PE),接地电阻应小于 4Ω ,良好的接地可有效防止设备漏电对人员和设备造成伤害,提高设备运行的安全性。
传感器接线:PT100 三线制接入,采用屏蔽双绞线减少电磁干扰,屏蔽层应单端接地,避免形成接地环路引入新的干扰。导线电阻需在控制器校准范围内(默认 0~10Ω),过长的导线或电阻过大的导线会导致信号衰减,影响测量精度,因此要根据实际情况选择合适长度和规格的导线,避免长距离传输导致的信号衰减。
负载接线:继电器触点与执行器连接时,感性负载需并联续流二极管(反向耐压≥400V),续流二极管可防止感性负载在断电瞬间产生的自感反电动势对电路中的其他元件造成损坏。阻性负载建议串联保险丝(额定电流 5A),当电路中出现过载或短路时,保险丝可迅速熔断,切断电路,确保电路安全。
(二)参数初始化设置
基础配置:通过五位按键进入层级菜单,层设置主设定值(S1)与回差(P1),如制冷场景 S1 设为 20℃,P1 设为 2℃,当温度高于 20℃时,控制器控制制冷设备启动,当温度低于 18℃时,制冷设备停止工作,通过设置回差可避免设备频繁启停。第二层配置传感器类型(A60=PT100)、触点逻辑(A1 = 制冷模式),确保控制器能够正确识别传感器信号并按照设定的逻辑控制负载。第三层启用顺序切换功能(A81=K1-K2-K3 循环),使 3 组继电器按照设定顺序轮流工作,实现设备运行时长均衡,降低单台设备损耗。
故障诊断:LCD 显示屏实时显示状态代码,如 “F1L" 表示传感器短路,“F1H" 为传感器断路,操作人员可通过显示屏及时了解设备运行状态。通过 “AB" 键确认报警后,控制器自动切换至备用控制逻辑(如固定输出比例),确保在传感器故障等异常情况下,设备仍能维持基本运行,避免生产中断。
五、功能特性与技术优势
(一)多级控制策略
支持双级设定值与三级输出控制,可定义 K1/K2/K3 的开关逻辑(加热 / 制冷模式独立配置),满足复杂温控系统的梯度调节需求。以恒温恒湿箱为例,K1 控制压缩机启停,实现制冷量的粗调;K2 调节电加热功率,进行温度的精细补偿;K3 联动加湿阀,维持湿度稳定。当箱内温度高于设定值时,K1 启动压缩机制冷;温度接近设定值时,K2 根据实际温度调整电加热功率,避免温度过冲;同时,K3 根据湿度传感器数据控制加湿阀,确保恒温恒湿箱内温湿度同时满足工艺要求,为实验和生产提供稳定的环境条件 。
(二)可靠性设计
继电器保护:内置浪涌吸收电路,减少触点电弧损耗。机械寿命≥10 万次,确保在长期频繁动作的情况下,继电器仍能保持稳定工作。电气寿命在 250V AC/3A 负载下≥5 万次,可有效降低因继电器故障导致的系统停机风险,提高设备运行的稳定性,适用于对可靠性要求较高的工业自动化生产线等场景。
容错机制:传感器故障时自动进入安全模式,按预设比例输出(如 50% 额定功率)。在无人值守的远程监控场景中,如分布式数据中心的温控系统,即使 PT100 传感器出现故障,控制器也能按照预设比例输出功率,维持设备基本运行,避免因温度失控导致设备损坏,同时通过通信接口向监控中心发送故障报警信息,便于运维人员及时处理 。
(三)兼容性与扩展性
标配 ST-Bus 通信接口(需选配模块),可接入 Modbus RTU 协议网络,实现多控制器级联与云端数据同步。支持通过上位机软件批量配置参数,提高系统部署和维护效率。兼容 SCADA 系统与 PLC 控制器(如西门子 S7-200、三菱 FX 系列),在大型工业自动化项目中,可将该温度控制器与其他自动化设备集成,实现集中监控与协同控制。例如,在化工生产过程中,通过 Modbus RTU 协议将多个温度控制器接入 SCADA 系统,操作人员可在中控室实时监控各生产环节的温度数据,并通过上位机软件远程调整控制器参数,实现生产过程的自动化控制和优化 。
六、适配方案与选型建议
(一)系统适配清单
配套设备 | 推荐型号 | 连接方式 | 功能匹配点 |
PT100 传感器 | Stoerk TF PT100 6x100mm | 三线制插头 | -50℃~180℃量程,IP64 防护 |
交流接触器 | ABB A40-30-10 | 继电器触点直连 | 250V AC/10A 负载切换 |
工业控制柜 | Rittal 4315520 | 面板嵌入式安装 | 标准开孔尺寸兼容 |
监控软件 | WinCC flexible 2020 | RS485 通信 | 实时数据监控与报警记录 |
(二)选型注意事项
负载类型:若驱动感性负载(如电机、电磁阀),需确认继电器触点的冲击电流耐受能力(瞬时大 12A),并配置浪涌保护装置。因为感性负载在断电瞬间会产生自感反电动势,可能会对继电器触点造成损坏,所以必须确认其冲击电流耐受能力,并安装如压敏电阻、续流二极管等浪涌保护装置,将过高的电压抑制住,保护继电器触点,延长其使用寿命。
传感器布线:长距离传输(>50 米)时,建议采用四线制 PT100 或增加导线截面积(≥2.5mm²),降低线路电阻对测量精度的影响。由于 PT100 传感器的测量原理是基于电阻变化,长距离传输时,线路电阻会不可忽视,它会叠加在传感器电阻变化上,导致测量误差增大。采用四线制可以通过额外的两根线对线路电阻进行补偿,增加导线截面积则可以降低线路电阻本身,从而保证测量精度。
环境适配:高粉尘或潮湿环境需加装前面板防水罩,确保 IP65 防护等级有效,高温场景(>55℃)需配置柜内散热风扇。在高粉尘环境中,粉尘可能会进入设备内部,影响电气性能,甚至造成短路;潮湿环境则容易使电子元件受潮损坏。加装防水罩可以阻挡粉尘和水的侵入,维持 IP65 防护等级,保障设备正常运行。而在高温场景下,设备内部元件会产生热量,如果不能及时散热,会导致元件性能下降甚至损坏,配置散热风扇可以有效降低柜内温度,保证设备稳定工作 。
七、售后服务与维护
(一)常规维护项目
季度检查:每季度需对控制器进行全面检查。首先,使用柔软的干布轻轻擦拭前面板,去除灰尘,避免灰尘堆积影响显示效果和按键操作。接着,利用专业的接触电阻测试仪测试继电器触点接触电阻,其阻值应<50mΩ ,若阻值过大,可能会导致触点发热、打火,影响继电器的正常工作和寿命。同时,对传感器零点进行校准,在 0℃环境下,PT100 传感器的阻值应为 100Ω±0.1Ω,通过校准可确保温度测量的准确性,为温度控制提供可靠的数据基础。
年度保养:每年需对控制器进行深度保养。使用扭矩扳手检查接线端子扭矩,建议扭矩值为 2.5N・m ,确保接线牢固,防止因端子松动导致接触不良、发热甚至断路等问题。更新设备参数备份,将当前设备的所有参数进行存储,以便在设备出现故障或参数丢失时能够快速恢复。通过专用的诊断软件检测 CPU 运行状态与 EEPROM 存储稳定性,确保控制器的核心部件正常工作,及时发现潜在的故障隐患 。
(二)技术支持体系
备件供应:原厂提供 K1/K2/K3 继电器模块替换件,型号为 900210.005-REL,确保备件与设备的兼容性和匹配度。备件库存周期为 4 - 6 周,用户可通过网站或客服热线查询备件库存情况,及时进行备件采购。设备支持在线故障代码查询,当设备出现故障时,用户可通过输入故障代码在网站上查询故障原因和解决方案。同时,支持远程参数调试,用户可在遇到参数设置问题时,联系技术支持人员,通过远程连接的方式对设备参数进行调整,提高故障处理效率 。
质保条款:整机提供 2 年质保,在质保期内,用户可享受免费的维修和更换服务。但因过载或接线错误导致的故障除外,这些人为因素造成的故障需要用户自行承担维修费用。在保修期内,若主板或传感器接口模块出现故障,厂家将免费进行更换,确保设备能够正常运行。通过标准化安装、参数化配置与系统化维护,Störk-Tronic ST710-KHBA.03 PT100 230AC K1K2K3 控制器可实现工业温控系统的高效稳定运行,尤其适合多设备协同、高精度控温的复杂场景,为能源优化与设备可靠性提供技术保障。
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