Un’unità di termoregolazione è un macchinario dedicato alla regolazione della temperatura del fluido termovettore (come acqua, olio o glicole) utilizzato per mantenere condizioni termiche precise nella macchina o nel processo a valle.
Le unità di termoregolazione sono componenti chiave nell’industria della trasformazione della plastica, per applicazioni quali stampaggio a iniezione, estrusione, termoformatura e soffiaggio, dove la stabilità termica del fluido garantisce uniformità dimensionale, finitura superficiale e tempi ciclo ottimali.
Esigenze:
Termoregolazione
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Controllo della pressione del fluido termovettore
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Esigenza:
Termoregolazione
Le unità di termoregolazione sono utilizzate per mantenere la temperatura di stampi, utensili o circuiti di processi di trasformazione della plastica entro limiti ben definiti, utilizzando acqua o olio diatermico come fluido termovettore.
La stabilità termica è fondamentale per assicurare condizioni di processo ripetibili, ridurre le deformazioni e ottimizzare i tempi ciclo. Il sistema deve essere in grado di riscaldare rapidamente il fluido e compensare le dispersioni termiche, reagendo in modo dinamico alle variazioni di carico.
Soluzione:
La tecnologia Gefran per il controllo delle unità di termoregolazione si basa su relè statici, regolatori PID e termocoppie:
- Ogni resistenza è gestita in anello chiuso tramite regolazione PID, integrata nel PLC o affidata a controllori dedicati come il 1850, che consente di mantenere la temperatura entro ±0,5 °C dal setpoint;
- Il relè statico GRP-H, compatto e con dissipatore integrato, assicura un controllo preciso della corrente fino a 120 A. La comunicazione IO-Link permette poi di ridurre le schede I/O, grazie alla gestione integrata di comandi, allarmi e corrente assorbita.
La soluzione è scalabile e compatibile con PID integrati nei PLC o su moduli remoti. Funzioni di memorizzazione delle ricette e storicizzazione dei trend supportano cambi produzione rapidi e miglioramento continuo della qualità.
Esigenza:
Controllo della pressione del fluido termovettore
All’interno di una unità di termoregolazione, il fluido termovettore viene fatto circolare in circuito chiuso verso stampi, utensili o utenze di processo.
Il controllo della pressione del circuito è fondamentale per verificare il corretto funzionamento della pompa, l’assenza di ostruzioni, perdite o cavitazione e per garantire una distribuzione uniforme del fluido. Variazioni anomale di pressione possono indicare condizioni di funzionamento non corrette e compromettere l’efficacia della termoregolazione, oltre a rappresentare un potenziale rischio per la macchina e per il processo.
I sensori di pressione KS sono ideali per il monitoraggio della pressione nei circuiti del fluido termovettore delle unità di termoregolazione, grazie a un design compatto e a prestazioni affidabili nel tempo. La misura continua della pressione permette di associare soglie di controllo a logiche macchina, migliorando la protezione dell’impianto e la stabilità operativa.
Caratteristiche principali:
- Ampio campo di misura: da 4 a 1000 bar, adatto a diversi circuiti idraulici e termici;
- Tecnologia Thick Film: membrana in acciaio inox per elevata robustezza e durata;
- Smorzatore integrato (snubber): struttura meccanica integrata nel sensore al fine di impedire che il colpo d’ariete possa danneggiare lo strumento;
- Funzioni di sicurezza e diagnostica: certificazione SIL2 e versione IO-Link (KS-I) per monitoraggio avanzato del circuito;
Grazie a queste caratteristiche, i sensori KS completano efficacemente il controllo delle unità di termoregolazione, garantendo affidabilità, sicurezza e continuità di processo.
Operating principle:
L’unità di termoregolazione mantiene la temperatura richiesta facendo circolare un fluido termovettore attraverso un circuito chiuso che alimenta la macchina principale o i circuiti di processo. Al suo interno, l’unità di termoregolazione integra una pompa di circolazione, un modulo di riscaldamento (generalmente composto da resistenze elettriche immerse o a fascia) e un sistema di controllo elettronico che confronta costantemente il valore misurato dai sensori di temperatura con il setpoint desiderato.
Quando la temperatura del fluido scende sotto il valore impostato, il controller attiva gli elementi riscaldanti, incrementando l’energia fornita al fluido; quando la temperatura supera il setpoint, il sistema può ridurre la potenza di riscaldamento o, in unità avanzate, attivare moduli di raffreddamento secondario o scambiatori di calore. Il controllo ad anello chiuso basato su logica PID permette di reagire alle variazioni di carico termico, mantenendo la temperatura entro tolleranze ristrette e garantendo un apporto energetico proporzionato alle esigenze del processo.
Requirements and technology:
Nelle unità di termoregolazione, la qualità del processo e l’affidabilità operativa dipendono dal controllo coordinato di temperatura e pressione del fluido termovettore che alimenta stampi, utensili o utenze di processo. La stabilità termica del fluido, sia esso acqua o olio diatermico, è fondamentale per garantire condizioni di processo ripetibili, ridurre deformazioni del prodotto e ottimizzare i tempi ciclo. Il sistema deve essere in grado di reagire rapidamente alle variazioni di carico termico, compensando le dispersioni e mantenendo il setpoint entro tolleranze ristrette.
Parallelamente, il monitoraggio della pressione del circuito rappresenta un elemento chiave per assicurare il corretto funzionamento della pompa di circolazione, una distribuzione uniforme del fluido e l’assenza di condizioni critiche come perdite, ostruzioni o cavitazione. Variazioni anomale di pressione possono compromettere l’efficacia della termoregolazione e ridurre l’affidabilità complessiva dell’unità di termoregolazione, oltre a generare potenziali rischi per la macchina e per il processo.
L’integrazione di regolazione PID, relè statici per la gestione delle resistenze e sensori di pressione affidabili consente di realizzare sistemi di controllo stabili, scalabili e facilmente integrabili con PLC e sistemi di automazione.
Gefran risponde a queste esigenze fornendo soluzioni complete per il controllo termico e il monitoraggio dei circuiti delle unità di termoregolazione, progettate per garantire precisione, sicurezza e continuità di processo.