Une unité de thermorégulation (Temperature Control Unit ) est une machine dédiée à la régulation de la température du fluide caloporteur (comme l’eau, l’huile ou le glycol) utilisée pour maintenir des conditions thermiques précises dans la machine ou le processus en aval.
Les unités de thermorégulation sont des composants clés dans l’industrie de la transformation des plastiques, pour des applications telles que le moulage par injection, l’extrusion, le thermoformage et le soufflage, où la stabilité thermique du fluide garantit l’uniformité dimensionnelle, la finition de surface et des temps de cycle optimaux.
Besoins:
Thermorégulation
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Contrôle de la pression du fluide caloporteur
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Besoin:
Thermorégulation
Les unités de thermorégulation sont utilisées pour maintenir la température des moules, des outils ou des circuits des processus de transformation des matières plastiques dans des limites bien définies, en utilisant de l’eau ou de l’huile diathermique comme fluide caloporteur.
La stabilité thermique est essentielle pour garantir des conditions de processus reproductibles, réduire les déformations et optimiser les temps de cycle. Le système doit être capable de chauffer rapidement le fluide et de compenser les pertes thermiques, en réagissant de manière dynamique aux variations de charge.
Solution:
La technologie Gefran pour le contrôle des unités de contrôle de température repose sur des relais statiques, des régulateurs PID et thermocouples:
- Chaque résistance est gérée en boucle fermée par une régulation PID, intégrée dans l’API ou confiée à des contrôleurs dédiés tels que le 1850, qui permet de maintenir la température à ±0,5 °C du point de consigne ;
- Le relais statique GRP-H, compact et avec dissipateur intégré, assure un contrôle précis du courant jusqu’à 120 A. La communication IO-Link permet ensuite de réduire les cartes E/S, grâce à la gestion intégrée des commandes, des alarmes et du courant absorbé.
La solution est évolutive et compatible avec les PID intégrés dans les API ou sur des modules distants. Les fonctions de mémorisation des recettes et d’historisation des tendances permettent des changements de production rapides et une amélioration continue de la qualité.
Besoin:
Contrôle de la pression du fluide caloporteur
À l’intérieur d’une unité de thermorégulation, le fluide caloporteur circule en circuit fermé vers les moules, les outils ou les équipements de processus.
Le contrôle de la pression du circuit est essentiel pour vérifier le bon fonctionnement de la pompe, l’absence d’obstructions, de fuites ou de cavitation et pour garantir une distribution uniforme du fluide. Des variations anormales de pression peuvent indiquer des conditions de fonctionnement incorrectes et compromettre l’efficacité de la thermorégulation, en plus de représenter un risque potentiel pour la machine et le processus.
Les capteurs de pression KS sont idéaux pour surveiller la pression dans les circuits de fluide caloporteur des unités de contrôle de température, grâce à leur conception compacte et à leurs performances fiables dans le temps. La mesure continue de la pression permet d’associer des seuils de contrôle à la logique de la machine, améliorant ainsi la protection du système et la stabilité opérationnelle.
Caractéristiques principales :
- Large plage de mesure : de 4 à 1000 bars, adaptée à différents circuits hydrauliques et thermiques ;
- Technologie Thick Film : membrane en acier inoxydable pour une robustesse et une durée de vie élevées ;
- Amortisseur intégré (snubber) : structure mécanique intégrée au capteur afin d’empêcher que le coup de bélier n’endommage l’instrument ;
- Fonctions de sécurité et de diagnostic : certification SIL2 et version IO-Link (KS-I) pour une surveillance avancée du circuit.
Grâce à ces caractéristiques, les capteurs KS complètent efficacement le contrôle des unités de contrôle thermique, garantissant fiabilité, sécurité et continuité du processus.
Le principe de fonctionnement
L’unité de thermorégulation maintient la température requise en faisant circuler un fluide caloporteur dans un circuit fermé qui alimente la machine principale ou les circuits de processus. À l’intérieur, la unidade de controle térmico intègre une pompe de circulation, un module de chauffage (généralement composé de résistances électriques immergées ou à bande) et un système de contrôle électronique qui compare en permanence la valeur mesurée par les capteurs de température avec le point de consigne souhaité.
Lorsque la température du fluide descend en dessous de la valeur définie, le contrôleur active les éléments chauffants, augmentant l’énergie fournie au fluide; lorsque la température dépasse le point de consigne, le système peut réduire la puissance de chauffage ou, dans les unités avancées, activer des modules de refroidissement secondaire ou des échangeurs de chaleur. La régulation en boucle fermée basée sur la logique PID permet de réagir aux variations de charge thermique, en maintenant la température dans des tolérances strictes et en garantissant un apport énergétique proportionnel aux besoins du processus.
Exigences et technologie
Dans les unités de thermorégulation, la qualité du processus et la fiabilité opérationnelle dépendent du contrôle coordonné de la température et de la pression du fluide caloporteur qui alimente les moules, les outils ou les équipements de processus. La stabilité thermique du fluide, qu’il s’agisse d’eau ou d’huile diathermique, est essentielle pour garantir des conditions de processus reproductibles, réduire les déformations du produit et optimiser les temps de cycle. Le système doit être capable de réagir rapidement aux variations de charge thermique, en compensant les dispersions et en maintenant le point de consigne dans des tolérances strictes.
Parallèlement, la surveillance de la pression du circuit est un élément clé pour assurer le bon fonctionnement de la pompe de circulation, une distribution uniforme du fluide etl’absence de conditions critiques telles que des fuites, des obstructions ou de la cavitation. Des variations anormales de pression peuvent compromettre l’efficacité de la thermorégulation et réduirela fiabilité globale de l’unité de contôle thermique, en plus de générer des risques potentiels pour la machine et le processus.
L’intégration d’une régulation PID, de relais statiques pour la gestion des résistances et de capteurs de pression fiables permet de réaliser des systèmes de contrôle stables, évolutifs et facilement intégrables avec des PLC et des systèmes d’automatisation.
Gefran répond à ces exigences en fournissant des solutions complètes pour le contrôle thermique et la surveillance des circuits des unités de contrôle de température, conçues pour garantir précision, sécurité et continuité du processus.