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Watlow CLS200 系列控制器
时间: 2025-11-10浏览次数：
Watlow CLS200 系列控制器二、产品概述与核心特性1. 产品定位与回路配置CLS200 系列控制器是工业级多回路控制设备，提供 4（CLS204）、8（CLS208）或 16（CLS216）个完全独立的控制回路，可作为独立控制器（通过 2 行 16 字符显示屏与触摸键盘操作），也可作为计算机监控数据采集与控制系统的核心组件，支持通过 EIA/TIA-232 或 EIA/TIA-485 串
Watlow CLS200 系列控制器
产品概述与核心特性
1. 产品定位与回路配置
CLS200 系列控制器是工业级多回路控制设备，提供 4（CLS204）、8（CLS208）或 16（CLS216）个完全独立的控制回路，可作为独立控制器（通过 2 行 16 字符显示屏与触摸键盘操作），也可作为计算机监控数据采集与控制系统的核心组件，支持通过 EIA/TIA-232 或 EIA/TIA-485 串行通信接口本地或远程控制。
2. 核心功能特性
多类型传感器兼容：直接连接多种热电偶（J、K、T、S、R、B、E 型），无需硬件修改，具备参考端补偿、线性化、测量偏移校准、断线 / 短路 / 反接检测功能，支持华氏度 / 摄氏度显示；支持 3 线制 100Ω 铂电阻 RTD（0.00385 曲线），需为 CLS204/CLS208 配置标定电阻；自动标定线性模拟输入（需安装标定电阻），输入两点即可自动按用户单位标定。
灵活输出控制：每个回路含加热与冷却双输出，输出参数独立配置；支持多种控制与输出模式，控制输出可设为开关量（ON/OFF）、时间比例（TP）、分布式过零（DZC）、串行数模转换（SDAC）模式，每个回路最多 2 个输出可设为 ON/OFF、P、PI 或 PID 控制，支持反向 / 正向动作。
报警与监控：支持高 / 低过程报警、高 / 低偏差报警，每个回路的报警可独立激活数字输出，也可分组激活输出；全局报警输出在任何报警触发时激活，需手动确认后关闭；CPU 看门狗定时器输出可监控系统故障，控制器运行时保持继电器闭合，微处理器停机时触发通知。
通信与存储：支持 Modbus RTU 协议，通过 EIA/TIA-232/485 接口连接 PLC、操作界面终端及第三方软件；内存可存储最多 8 个任务，本地输入任务编号或远程通过数字输入即可调用，每个任务包含设定值、报警等操作条件。
安装指南
1. 安装前准备与安全要求
环境要求：控制器需安装在无过高温度（不超过 50℃/122℉）、灰尘少、无未经授权操作的位置，避免电磁与射频干扰，传感器布线需远离高压线路、电源开关设备与电机。
安全警示：安装前需切断整个过程的电源，防止触电；控制器可能故障为 0% 或 100% 功率输出状态，需安装独立外部安全关断装置（如 FM 认证的高 / 低过程限制控制器与机械接触器），且安全装置需独立于过程控制设备，若故障可能导致死亡或伤害，必须使用 FM 认证安全装置。
工具准备：推荐使用 1/8-DIN 矩形冲床（如 Greenlee 600-68）、曲线锯与金属锉（不锈钢 / 厚面板）、 nibbler 与金属锉（铝 / 轻面板），还需十字螺丝刀、1/8 英寸（3mm）一字螺丝刀（布线用）、万用表。
2. 核心组件安装步骤
（1）控制器安装
面板开孔：需在面板上开 1.80 英寸（46mm）×3.63 英寸（92mm）的孔（公差 ±0.02 英寸 / 1mm），面板厚度不超过 0.2 英寸（5mm）。
安装流程：先移除处理器模块的支架与轴环，将模块滑入面板切口；将安装轴环套在模块背面（螺丝凹槽朝后），松开安装支架螺丝，将支架装入安装槽（螺丝头朝后），推紧并侧向固定；确保外壳安装到位，拧紧螺丝使支架顶住轴环固定。
空间要求：控制器在面板后方延伸最多 7.0 英寸（178mm），螺丝支架上下各延伸 0.5 英寸（13mm）；若用直 SCSI 电缆，端子板后方需额外预留 1.6 英寸（41mm）；若用直角 SCSI 电缆，需额外预留 0.6 英寸（15mm）。
（2）TB50 端子板安装
TB50 是螺丝端子接口，用于连接继电器、编码器与离散 I/O 设备，支持 18 AWG（0.75mm²）导线，通过 50 针 SCSI 电缆与控制器连接，有两种安装方式：
DIN 导轨安装：先将 TB50 的挂钩侧卡在导轨上，再将卡扣侧推入固定；拆卸时用一字螺丝刀撬开卡扣。
支架安装：先移除 TB50 的 DIN 导轨支架，标记 4 个安装孔，钻攻 #6（3.5mm）螺丝孔，用 4 颗螺丝固定 TB50；端子板上的 4 个小孔可用于用扎带固定布线。
（3）电源与 DAC 模块安装
电源安装：若使用自带电源，需选择 Class 2 级、隔离稳压 12-24V 直流（1A）电源，按电源厂商说明安装；自带电源的安装支架需预留 0.3 英寸（8mm）间隙，通过 2 个 #10（5.0mm）螺丝固定，注意使用 6-32、1/4 英寸螺丝，避免过长螺丝损坏电源。
双 DAC / 串行 DAC 模块安装：模块用于将控制器的开路集电极输出转换为模拟信号，安装时需选择靠近控制器的墙面位置，标记并钻 4 个 #8（4.0mm）螺丝孔固定；模块输出信号范围通过跳线配置，双 DAC 需用独立电源供电以隔离数字与模拟电路，串行 DAC 支持多模块级联（最多 16 个）。
3. 系统布线与测试
（1）布线规范
线缆选型：推荐使用多股线（实线仅用于固定场景，维护时易接触不良）；热电偶延长线用 20 AWG（0.5mm²）；模拟输入 / 输出、RTD 输入用屏蔽线，屏蔽层一端接大地；除热电偶外，其他连接用铜线。
抗干扰措施：高低压线路分开布线，避免并行或捆扎；若必须使用机电继电器，需在继电器负载的常开触点两端串联 0.01μF（1000V 交流）电容与 47Ω（0.5W）电阻的吸收网络，或并联金属氧化物压敏电阻（MOV）、双向稳压二极管（Transorb）。
接地要求：避免接地环路，控制器的直流公共端、模拟公共端、参考电压公共端、通信公共端等不得相互连接或接地；CLS216 为单端输入，所有传感器负极接模拟公共端，需统一使用接地或不接地热电偶，混合电流与低压输入时需特殊接线。
（2）电源与端子连接
电源连接：将电源的直流公共端接 CLS200 TB2 的直流公共端（-），电源正极接 TB2 的直流正极（+）；若用外部电源给负载供电，需将负载电源的直流公共端与控制器电源的直流公共端连接；TB2 的接地端子接控制器外壳，必须接大地；最后连接 120/240V 交流电源到电源。
TB50 连接：通过 50 针 SCSI 电缆连接 TB50 与控制器，确保电缆牢固插入接口。
（3）系统测试
TB50/TB18 测试：通电后控制器显示 “CALCULATING CHECKSUM”，随后显示柱状图；用万用表测量 TB50/TB18 的 + 5V 直流电压（端子 1 为正极，端子 3/TB18 端子 2 为公共端），电压应在 4.75-5.25V 之间。
数字输出测试：在 TB50/TB18 的端子 1（+5V）与待测试数字输出端子间接 500Ω-100kΩ 电阻，用 “MANUAL I/O TEST” 菜单控制输出开关，输出 ON 时电压 < 1V，OFF 时电压 4.75-5.25V；加热输出默认启用，需先设为手动模式 100% 输出才能测试。
数字输入测试：断开输入接线，进入 “DIGITAL INPUTS” 测试菜单，输入未接时显示 “H”（高电平 / 开路），将输入端子接控制器公共端（TB50 端子 3/TB18 端子 2）时显示 “L”（低电平 / 闭合）。
操作指南
1. 前端面板与按键功能
面板布局：包含 2 行 16 字符显示屏与 8 键键盘，显示屏可显示过程变量、设定值、输出水平等信息，键盘含 “RAMP/SOAK”（斜坡 / 恒温控制）、“ALARM ACK”（报警确认）、“MAN/AUTO”（手动 / 自动切换）、“CHNG SP”（设定值修改）、“ENTER”（确认 / 存储）、“BACK”（返回 / 取消）、“YES”（上选 / 增加）、“NO”（下选 / 减少）键。
按键功能：“YES” 键用于选择菜单 / 参数、确认 YES/NO 提示、增加数值、停止扫描；“NO” 键用于跳过菜单 / 参数、否定 YES/NO 提示、减少数值、停止扫描、执行 NO-key 复位（通电时按住可恢复默认参数）；“BACK” 键用于取消编辑、返回上一级菜单、切换显示模式；“ENTER” 键用于存储修改、进入下一个参数、启动扫描（按两次）；“CHNG SP” 键用于修改设定值；“MAN/AUTO” 键用于切换手动 / 自动模式、调整手动输出、启动自整定；“RAMP/SOAK” 键用于分配斜坡 / 恒温曲线、选择模式、查看曲线状态（仅带该选项的控制器）；“ALARM ACK” 键用于确认报警、复位全局报警输出。
2. 核心显示模式
（1）柱状图显示（开机默认）
显示内容：顶部显示最多 8 个回路的编号 / 名称与报警符号（如 “<” 表示低过程 / 偏差报警，“>” 表示高过程 / 偏差报警，“F” 表示传感器故障），底部显示控制状态符号（如 “M” 表示手动，“A” 表示自动，“T” 表示自整定）。
操作：按 “YES”/“NO” 键切换回路组，按 “ENTER” 两次启动扫描（每组显示 3 秒），按任意键停止扫描，按 “BACK” 键切换到任务显示（若启用）或单回路显示。
（2）单回路显示
显示内容：显示单个回路的过程变量、工程单位、设定值、控制状态（MAN/AUTO/TUNE/HEAT/COOL）、输出百分比，若双输出启用，还会分别显示加热与冷却输出百分比。
操作：按 “YES”/“NO” 键切换回路，按 “ENTER” 两次启动单回路扫描（每个回路显示 1 秒），按任意键停止，按 “BACK” 键切换到任务显示或柱状图显示。
（3）报警显示
触发逻辑：过程 / 偏差 / 传感器故障 / 系统报警触发时，控制器自动切换到故障回路的单回路显示，全局报警输出激活，显示 2 字符报警代码（如 “FS” 表示热电偶断线，“HP” 表示高过程报警），传感器故障时输出设为 “传感器故障加热 / 冷却输出” 参数值（默认 0%），报警代码闪烁，需确认后才能操作其他功能。
报警类型：包含传感器故障（热电偶开路 / 短路 / 反接、RTD 开路 / 短路）、过程报警（高 / 低过程、高 / 低偏差）、系统报警（电池失效、低功耗、环境温度超标、硬件故障），每种报警对应特定代码与处理方式。
报警确认：按 “ALARM ACK” 键确认报警，若多个回路报警，会依次切换到各故障回路，需确认所有报警才能复位全局报警输出。
3. 关键操作流程
（1）修改设定值
切换到目标回路的单回路显示；
按 “CHNG SP” 键，显示屏显示 “SETPOINT ? XX”（XX 为当前设定值）；
按 “YES” 键进入修改模式，按 “YES”/“NO” 键增减设定值；
按 “ENTER” 键保存并返回单回路显示，或按 “NO”/“BACK” 键取消修改。
（2）手动 / 自动模式切换
切换到目标回路的单回路显示；
按 “MAN/AUTO” 键，按 “YES” 键确认切换模式，或按 “NO” 键取消（自动模式下）；
若切换到手动模式，需按 “YES”/“NO” 键设定加热 / 冷却输出百分比，按 “ENTER” 键保存；
若切换到自动模式，控制器按预设 PID 参数控制；
若切换到自整定（TUNE）模式，控制器自动优化 PID 参数。
（3）自整定操作
前提条件：控制器已安装控制与传感器电路，热负载到位，系统可安全运行，已知近似目标温度。
操作步骤：
切换到目标回路的单回路显示，确保过程变量稳定且处于手动模式；
设定接近正常工作温度的设定值（注意：自整定期间输出为 100% 或输出限制值，需在安全范围内）；
按 “ENTER+ALARM ACK+CHNG SP” 组合键进入设置菜单，在 “SETUP LOOP INPUT” 菜单中将 “INPUT FILTER” 设为 0 SCANS；
返回单回路显示，按 “MAN/AUTO” 键，按 “NO” 键切换到 TUNE 模式，按 “ENTER” 键启动自整定（“TUNE” 闪烁）；
自整定完成后自动切换到自动模式，恢复 “INPUT FILTER” 原设定值。
