Некоторые особенности PID-контроллера REX-C100

Терморегулятор REX-C100 является удобным и доступным устройством, позволяющим управлять нагревательным элементом, точно поддерживая заданную температуру в области нагрева.

Их выпускает японская компания RKC Instrument Inc, а также другие производители, в том числе, китайские. Например, модель REX-C100FK02-V*DA, продающаяся на AliExpress, поизведена китайской компанией Berm Instrument Inc:

REX-C100 — это пропорциональный интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор из серии REX-Cxx, способный работать с термопарами типов K, J, R, S, B, E, T, N, PLII.

Внешний нагреватель, подключенный к REX-C100, в зависисмости от его исполнения, может управляться четырьмя способами: с помощью реле, пульсирующим напряжением, током в диапазоне от 4 до 20mA, а также с помощью тиристора, управляемого изменением фазы импульсов.

Благодаря простой настройке под нужды пользователя и небольшим размерам (габариты пластмассового корпуса: 48 х 48 х 110 мм), REX-C100 позволяет за приемлемую цену создавать DIY-конструкции, в которых требуется поддержание точной температуры: столы с подогревом, печи, аппараты для формовки/плавки/резки пластмассс т других материалов, перегонные кубы и т. д.

Управление терморегулятором осуществляется с помощью четырех кнопок: SET, LEFT, DOWN и UP. Состояние прибора отображается на двух LED-индикаторах, каждый из которых содержит по 4 символа. Кроме того, передняя панель имеет четыре дополнительных световых индикатора:

Верхняя строка отображает текущую температуру (Process Variable, PV), а нижняя — целевую температуру (Set Variable, SV):

Регулятор REX-C100 имеет десять контактов, к которым подключается источник питания, нагревательный элемент, термопара и сигнализация:

Назначение контактов терморегулятора REX-C100:

1 и 2 — подключение AC-источника питания (Power Input);
4 и 5 — подключение твердотельного реле (Solid State Relay, SSR), управляющего нагревателем (при коммутации нужно соблюдать полярность);
6 и 7 — контакты реле, запускающие сигнализацию пергерева (порог срабатывания программируется);
9 и 10 — подключение термопары, например, Pt100:

Схема подключения терморегулятора REX-C100 для работы с твердотельным реле и термопарой:

Некоторые версии регулятора REX-C100 собраны по упрощенной схеме, в них отсутствуют некоторые защитные/фильтрующие элементы, а также нет реле, коммутирующого сигнализацию:

Унифицированной схемы внутренностей терморегуляторов REX-C100 не существует. Производители используют различную схемотехнику, в той или иной мере сохраняя требующийся функционал. Во всех моделях используется три платы, на которых установлены дисплей, элементы управления, питания, реле и логика/электроника регулятора.

Элементы, обеспечивающие питание терморегулятора REX-C100 (модель REX-C100FK02-V*DA):

Разные модификации REX-C100 могут содержать не все установленные в оригинале детали, например, часто отсутствует терморезистор, защищающий от начального броска тока при зарядке электролитических конденсаторов.

В некоторых моделях установлен микроконтроллер STC 89C52, EEPROM AT24C02C, кварц с маркировкой XJ11.0592, микросхема 74HC74D, мультиплексор HEF40518T и операционный усилитель LF353.

Другие модели имеют более простую схемотехнику. Например, в модели REX-C100FK02-V*DA, купленной на AliExpress, используется контроллер HY16F88VB производства HYCON Technology. Прибор изначально запрограммирован на работу с термопарой типа K в диапазоне температур до 400 градусов по Цельсию:

Схема подключения кнопок управления к микросхеме HY16F88VB:

На задней части платы этой версии терморегулятора размещен операционный усилитель LM358 (восьминогая микросхема U1 с маркировкой 358 MZ752):

Назначение контактов микросхемы LM358:

К недостаткам REX-C100 (это относится к модели, приобретенной на Алиэкспресс) можно отнести слабую надежность скользящих контактов плат с контактами на корпусе. Несмотря на слабый ток, протекающий через них, со временем из-за окисления и слабого прижима он будет только ухудшаться, что, возможно, приведет к выходу из строя всего устройства:

Для его улучшения желательно вставить распорочную прокладку, пружину или что-то подобное между платами контроллера в месте соединения контактных площадок с выводами на корпусе.

Начальная настройка терморегулятора REX-C100

Перед первым включением системы, управляемой регулятором REX-C100, обязательно нужно проверить правильность и надежность электрических соединений.

После первого включения контроллер запрашивает диапазон рабочих температур, а также тип сенсора:

В строке PV отображается верхний лимит температуры, в строке SV — нижний:

Войти в меню настроек устройства можно с помощью длинного (5 секунд) нажатия на кнопку SET. При этом в строке SV будет отображаться ‘LCK’:

Затем, для разблокирования меню настроек, нужно установить в ноль значение дисплея в нижней строке (SV) под буквой C:

Для входа в режим начальной настройки нужно нажать и удерживать кнопку Shift (Влево), одновременно нажав кнопку SET. Благодаря этому появится доступ к основным настройкам:

В режиме редактирования (LCK mode) на индикаторе должны светиться символы 0000. При этом можно изменять настройки прибора. Если на экране отображаются символы 0101, изменение начальных настроек заблокировано.

Алгоритм настройки терморегулятора REX-C100:

Типовые ошибки, возникающие при использовании терморегуляторов типа REX-C100:

значение PV не обновляется — нужно проверить надежность контакта с термопарой;
нагрузка (нагревательный или охлаждающий элемент) не включается, а светодиод выхода мигает при изменении температуры — нужно проверить исправность твердотельного реле;
строка PV мигает — измеренное значение PV не входит в заданный диапазон температур. Для устранения ошибки нужно проверить надежность контакта с сенсором и проверить правильность заданного диапазона температур;
в строке PV отображается ‘oooo’ — измеренное значение PV выше заданного диапазона температур. Для устранения ошибки нужно проверить контакт с сенсором и проверить правильность заданного диапазона температур;
в строке PV отображается ‘uuuu’ — измеренное значение PV ниже заданного диапазона температур. Для устранения ошибки нужно проверить контакт с сенсором и проверить правильность заданного диапазона температур;
на дисплее отображается ошибка ‘ERR’ — необходимо отключить питание и попробовать снова запустить устройство. Если ошибка не исчезла, значит повреждена микросхема памяти.