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Watlow Series 942 控制器
时间: 2025-11-11浏览次数：
Watlow Series 942 控制器
Watlow Series 942 控制器
产品核心特性与规格
核心功能
控制模式：支持 PID 或 ON/OFF 控制，可手动选择；双输出设计，输出 1 可设为加热或冷却，输出 2 可设为加热、冷却或关闭。
输入类型：兼容 J、K、T、N、R、S、B、C、Pt2 型热电偶，RTD（2 线或 3 线）及 0-5VDC、4-20mA 过程输入。
编程能力：支持 24 步程序曲线，包含设定点（StPt）、恒温（SoAh）、跳转循环（JL）、结束（End）四种步型，可实现多段温度控制。
辅助功能：可选双辅助输出（报警或时间触发事件）、设定点 / 过程值重传输出，支持 RS-422A/RS-423A/EIA-485 通讯接口。
数据存储：非易失性存储器自动保存所有参数，断电后数据不丢失；锂电池备份运行参数，使用寿命约 10 年。
关键规格
温度范围：热电偶（-328°F~4200°F/-200°C~2315°C），RTD（-328°F~1112°F/-200°C~600°C），过程输入（-500~3500 单位）。
精度：满量程的 ±0.1% ±1 LSD（环境温度 77°F±5°F，额定电压 ±10%）。
输出规格：
固态继电器输出：0.5A@24-264VAC，光隔离，零交叉切换。
机械继电器输出：6A@120/240VAC 或 28VDC。
过程输出：0-5VDC/0-10VDC（最小负载 10KΩ）、4-20mA/0-20mA（最大负载 600Ω）。
工作环境：温度 32°F~149°F（0°C~65°C），湿度 0~90%（无凝结）。
安装与接线流程
安装准备
面板开孔：按尺寸要求加工面板开孔（标称 3.625×3.625 英寸 / 92.08×92.08mm，厚度 0.06~0.25 英寸 / 1.5~6.35mm）。
设备固定：将控制器外壳嵌入开孔，用配套支架从面板后侧固定，再将控制 chassis 插入外壳并顺时针旋转前板螺丝 90° 锁紧（注意螺丝仅旋转 90°，避免用力过度损坏）。
接线操作
电源接线
支持 120VAC 或 240VAC 供电（50/60Hz 通用，无需调整），需接入 L1、L2 电源端及接地端，接线时需符合国家电气规范（NEC），避免触电风险。
电源端需串联保险丝，120VAC 供电时 L1 端串联保险丝，240VAC 供电时 L1 和 L2 端均需串联保险丝。
传感器接线
热电偶：使用与热电偶材质一致的延长线，避免误差；若连接非隔离外部设备，需选用隔离型热电偶，正负极对应端子 7（+）和 9（-）。
RTD：2 线 RTD 需短接端子 5 和 6，3 线 RTD 需保证三根延长线电阻一致（相同线径、材质），以补偿引线电阻误差（2 线 RTD 每 1Ω 引线电阻会导致约 + 2°C 误差）。
过程输入：0-5VDC 输入接端子 1（+）和 3（-），输入阻抗 100KΩ；4-20mA 输入需短接端子 2 和 3，再接信号正负极，输入阻抗 249Ω。
输出接线
输出 1/2：根据型号选择接线方式（固态继电器、机械继电器、直流开关、过程输出等），具体参考手册对应型号的接线图，确保负载阻抗匹配（如过程输出 4-20mA 最大负载 600Ω）。
辅助输出：可选 6 种辅助选项（单继电器、双继电器、继电器 + 重传等），按型号对应的端子（24-27）接线，报警 / 事件输出为机械继电器（6A@28VDC/120VAC）。
接线注意事项
强弱电分离：传感器信号线（低功率）与电源线、输出线（高功率）分开布线，最小间距 12 英寸（305mm），避免交叉干扰；需交叉时采用 90° 交叉。
屏蔽与接地：低电平信号线使用屏蔽电缆，屏蔽层仅在控制器端接地；系统单点接地，避免接地环路，所有接地端子连接至统一接地体。
参数配置指南
进入配置菜单
同时按下 UP 和 DOWN 键 3 秒，进入 Setup 菜单（显示 LOC 参数）；在 LOC 参数下继续按住 UP 和 DOWN 键，可进入校准菜单。
配置过程中，按 MODE 键切换参数，UP/DOWN 键调整数值，5 秒无操作自动保存并返回上一级，或按 MODE 键手动保存切换。
关键配置参数（Setup 菜单）
参数类别 核心参数 功能说明 默认值
安全与权限 LOC 操作权限锁定（0-3 级）：0 级全权限，3 级仅查看设定点 / 过程值 0
输入配置 In 选择输入类型（如 J、K、RTD、4-20 等） J 或 r
C_F 温度单位（°F/°C），仅输入为热电偶 / RTD 时显示 F
rL/rH 设定点 / 过程输入的量程上下限，同时缩放重传输出范围 传感器默认量程
输出配置 Ot1/Ot2 输出 1/2 的动作类型（ht 加热 / CL 冷却 /no 关闭） ht/CL
HYS1/HYS2 输出 1/2 的 ON/OFF 切换滞环（Pb=0 时生效） 3°F
报警与事件 Ot3/Ot4 辅助输出 3/4 功能（AL 报警 / Ent 事件 / PrOC 重传） AL/PrOC
AL1/AL2 报警类型（Pr 过程报警 /dE 偏差报警） Pr
编程配置 PtYP 程序类型（ti 时间基 /rAtE 斜坡速率基） ti
gSd 恒温偏差窗口（超出范围时程序暂停） 0（禁用）
断电恢复 Pout 断电后程序恢复方式（Cont 继续 / HOLd 保持 / Abrt 中止） Cont
通讯配置 bAUd 波特率（300-9600），仅带通讯功能机型显示 1200
Addr 设备地址（0-31），仅 FULL 协议下显示 0
操作菜单参数（Operation 菜单）
设定点（SP）：调整控制目标值，范围 rL~rH，低于 rL 时显示 OFF（禁用所有输出）。
PID 参数（Pb1/Pr2、rE1/rE2、rA1/rA2）：比例带、复位 / 积分、速率 / 微分，自动调谐后自动生成，也可手动调整。
自动调谐（Aut）：仅输出 1 为加热时显示，选择调谐速率（1 慢 / 2 中 / 3 快），启动后控制器自动优化 PID 参数。
报警设定（A1LO/A1HI、A2LO/A2HI）：过程报警设定上下限（Pr 类型）或偏差报警偏移量（dE 类型）。
程序编程与运行
程序编程基础
程序结构：最多 24 步，每步可选 StPt（设定点斜坡）、SoAh（恒温保持）、JL（跳转循环）、End（程序结束）四种类型，支持多程序串联（一个 End 步后可开始新程序）。
编程入口：在 Operation 菜单中选择 Prog=YES，进入 Program 菜单，按 StEP 参数选择步骤（1-24），按 StYP 选择步型。
四种步型编程详解
1. 设定点步（StPt）
核心参数：
SP：目标设定点（rL~rH）。
时间基（PtYP=ti）：HOUr/Min/SEC，总时间为三者之和（0-23h59m59s）。
速率基（PtYP=rAtE）：rAtE，温度变化速率（0-360°F / 分钟或 0-200°C / 分钟）。
Ent1/Ent2：事件 1/2 的开关状态（On/OFF），仅 Ot3/Ot4 设为 Ent 时显示。
示例：Step1 设为 StPt，SP=75°F，Min=0，SEC=1，Ent1=OFF，实现 1 秒内到达 75°F 的初始设定。
2. 恒温步（SoAh）
核心参数：HOUr/Min/SEC（恒温持续时间）、Ent1/Ent2（事件开关），无 SP 参数（继承上一步设定点）。
示例：Step3 设为 SoAh，Min=0，SEC=25，Ent1=On，实现 25 秒恒温并触发事件 1。
3. 跳转循环步（JL）
核心参数：
JS：跳转目标步骤（需小于当前步骤，不可跳转到自身）。
JC：跳转次数（0 = 无限循环，1-100 = 有限循环）。
示例：Step6 设为 JL，JS=2，JC=1，实现跳转到步骤 2 并重复 1 次（共执行 2 次步骤 2-5）。
4. 结束步（End）
核心参数：End（HOLd 保持最后状态 / OFF 关闭所有输出 / OFFA 关闭控制输出，保留报警）。
示例：Step4 设为 End，End=OFF，程序结束后关闭所有输出， lower 显示 OFF。
程序运行与控制
启动程序：在非 Setup 菜单界面，按 HOLD/RUN 键，RUN LED 闪烁，选择起始步骤（StP），再按 HOLD/RUN 键确认，RUN LED 常亮，程序启动。
暂停与恢复：按 HOLD/RUN 键 1 次暂停（RUN LED 闪烁）；再次按 HOLD/RUN 键，切换到 rESU 参数，按 HOLD/RUN 键恢复运行（仅在未修改程序时可恢复）。
查看运行状态：按 MODE 键在 RUN 菜单切换参数，可查看剩余时间（HOUr/Min/SEC）、当前速率（rAtE）、事件状态（Ent1/Ent2）等。
编程示例（斜坡 - 恒温 - 循环）
需求：初始温度 75°F→25 秒升至 100°F（事件 1 开启）→25 秒恒温→25 秒升至 125°F（事件 2 开启）→25 秒恒温→跳转至步骤 1 重复 2 次→保持最终状态。
步骤 步型 SP（°F） 时间（分：秒） Ent1 Ent2 JS JC End
1 StPt 75 0:01 OFF OFF - - -
2 StPt 100 0:25 ON OFF - - -
3 SoAh - 0:25 ON OFF - - -
4 StPt 125 0:25 OFF ON - - -
5 SoAh - 0:25 ON OFF - - -
6 JL - - - - 1 2 -
7 End - - - - - - HOLd
调谐操作（自动与手动）
自动调谐（推荐）
适用场景：首次使用、系统负载变化后，快速获取优化的 PID 参数。
操作步骤：
进入 Operation 菜单，找到 Aut 参数（仅 Ot1=ht 时显示）。
按 UP/DOWN 键选择调谐速率（1 慢 / 2 中 / 3 快，多数场景选 2）。
按 MODE 键启动调谐，lower 显示交替闪烁 Aut 和当前参数，调谐期间冷却输出关闭，加热输出以 90% 设定点 ON/OFF 运行。
80 分钟内完成调谐，自动保存 PID 参数，Aut 恢复为 0，返回正常控制模式；调谐中修改设定点会重启调谐，按 UP/DOWN 键设 Aut=0 可中止（恢复原参数）。
手动调谐（精准优化）
操作步骤：
初始化参数：Pb1=1，Ct1=5，rE1=rA1=0，CAL=0，Aut=0，设定目标温度。
比例带（Pb1）调整：逐渐增大 Pb1 直至过程温度稳定（初始复位为 0，温度可能偏离设定点）。
复位 / 积分（rE1）调整：逐步增大 rE1 至温度开始振荡，再缓慢减小至温度稳定在设定点附近。
速率 / 微分（rA1）调整：设 rA1=1.00 分钟，升高设定点 20-30°F，若温度超调则增大 rA1（最大 9.99），避免过调导致响应迟缓。
循环时间（Ct1）调整：1-60 秒范围内优化，机械接触器建议选较长循环时间（减少磨损），电子负载可选较短时间（提升控制精度）。
报警与故障处理
报警功能操作
报警类型：
过程报警（Pr）：基于绝对温度阈值（A1LO/A1HI），超出范围触发报警。
偏差报警（dE）：基于设定点偏移量（如 + 7°F/-5°F），设定点变化时报警阈值同步偏移。
报警状态：
非锁定（nLA）：报警条件消失后自动复位。
锁定（LAt）：需手动复位（先排除报警条件，再按 HOLD/RUN 键）。
报警指示：lower 显示交替闪烁 “LO”/“HI” 和当前参数，L3/L4 LED 点亮，辅助输出触发（N.O. 闭合 / N.C. 断开）。
常见故障与解决方案
故障现象 错误代码 可能原因 解决方案
upper 显示 “----”，lower 显示 Er7 Er7 A/D 溢出，传感器开路 / 极性接反 检查传感器接线（正负极、端子接触），确认 In 参数与传感器类型一致
upper 显示 “----”，lower 显示 Er1/Er2 Er1/Er2 传感器超量程 / 欠量程，A/D 故障 确认传感器量程与 rL/rH 匹配，检查传感器是否损坏，重新校准 A/D
程序运行中暂停 - gSd 偏差窗口启用，温度超出 ±gSd 范围 调整 gSd 数值（增大窗口），检查加热 / 冷却系统是否正常，排除负载干扰
通讯失败 - 波特率 / 协议 / 地址不匹配，接线错误 确认 Setup 菜单中 bAUd（波特率）、Prot（协议）、Addr（地址）与主机一致，检查通讯线接线（RS-485 需 A/B 线对应）
温度测量误差大 - 传感器接线错误、校准偏移、环境干扰 重新接线并确认传感器类型，进入 Cal 菜单调整 CAL 偏移量，检查信号线屏蔽与接地
输出无响应 - 设定点设为 OFF、输出类型配置错误、负载故障 调整 SP 至 rL~rH 范围，确认 Ot1/Ot2 参数（ht/CL），检查负载阻抗与输出类型匹配，测试负载是否正常
校准操作（精度校准）
校准前提
仅在 LOC 参数下进入，需配套精准设备（如精密毫伏源、电阻箱、电压 / 电流源、4.5 位万用表）。
校准前备份所有参数（Setup/Operation/Program），校准期间所有输出关闭（过程输出除外），RUN LED 点亮时自动保存校准值。
核心校准流程（以热电偶为例）
接线：将精密毫伏源连接至端子 7（+）和 9（-），接入 AC 电源和接地。
预热：通电 15 分钟，进入 Cal 菜单（LOC 参数下按住 UP/DOWN 键），按 MODE 键选择 tCL 参数。
低量程校准：毫伏源输出 0.00mV，稳定 10 秒后按 MODE 键。
高量程校准：J 型热电偶输出 50.00mV，R/S/B 型输出 16.035mV，稳定 10 秒后按 MODE 键。
补偿校准：断开毫伏源，连接 J 型参考补偿器（32°F/0°C），稳定 10 秒后按 HOLD/RUN 键退出 RUN 模式，完成校准。
其他校准（RTD / 过程输入 / 输出）
RTD 校准：使用 1KΩ 精密电阻箱连接端子 4-6，按 rLO/rHI 参数分别输入低 / 高电阻值（参考手册表 7）。
4-20mA 输入校准：短接端子 2-3，电流源输出 4.00mA（4A 参数）和 20.00mA（20A 参数），依次校准。
过程输出校准：连接万用表和匹配电阻（如 4-20mA 接 470Ω 电阻），按 O1LO/O1HI 参数调整输出至目标值（如 4.00mA/20.00mA）。
维护与注意事项
日常维护
定期检查：传感器接线是否松动、腐蚀，面板螺丝是否锁紧，散热是否良好。
电池更换：锂电池（备份运行参数）寿命约 10 年，出现 Pout 或 Run 参数异常时，需返回工厂更换。
清洁保养：用干燥软布擦拭面板，避免液体渗入设备内部；避免在潮湿、多尘、腐蚀性环境使用。
安全注意事项
接线前断开电源，严格遵循 NEC 及当地电气规范，接地可靠（避免触电和干扰）。
前板螺丝仅旋转 90°，禁止过度用力拧动，以免损坏 chassis 锁定结构。
汞继电器仅适用于电阻性负载，禁止用于感性负载（如未加缓冲的电机）。
校准和维修需由专业人员操作，禁止擅自拆卸设备外壳（影响保修）。
