Automatisierungssysteme und Temperatursensoren für Industrieöfen – Typen und Anwendungen

Anwendungen

Die Temperatur ist die zentrale Messgröße in Industrieöfen, da sie direkten Einfluss auf die Qualität des Endprodukts hat. Deshalb muss sie mithilfe präziser Temperatursensoren und zuverlässiger Automatisierungssysteme kontinuierlich gemessen und überwacht werden. Der folgende Artikel gibt einen Überblick über die wichtigsten Lösungen für diese Anwendung.

Arten von Temperatursensoren für Industrieöfen

Für die Temperaturmessung in Industrieöfen gibt es keine Universallösung. Der passende Sensor muss je nach Anwendung, Prozesstemperatur und verfügbarem Budget ausgewählt werden. Die drei am häufigsten verwendeten Arten von Temperatursensoren in Heiz- und Ofenanlagen sind:

  • Thermoelemente
  • Widerstandstemperaturfühler (RTDs)
  • Thermistoren
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Innenansicht eines Industrieofens
Temperaturmessung in Industrieöfen mit Ofentemperatursensor
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Thermoelement für Industrieöfen – Funktionsprinzip

Thermoelemente sind Messgeräte, die die Temperatur anhand der Spannungsunterschiede zwischen zwei Leitern aus unterschiedlichen Metallen bestimmen, die an ihren Enden miteinander verbunden sind.

Diese Sensoren werden aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, Robustheit, Vielseitigkeit und ihres großen Messbereichs häufig in Industrieöfen und Kesseln eingesetzt.

Thermoelement vom Typ K für Öfen

Thermoelemente vom Typ K, die aus Nickel in Kombination mit Alumel oder Chrom bestehen, sind sehr beliebte Temperatursensoren für Öfen. Der Grund dafür ist ihr vergleichsweise niedriger Preis und ihre Eignung für einen großen Temperaturbereich von –200 bis +1250 °C.

Auch hohe Ofentemperaturen werden von Thermoelementen der Typen L, J, S, B und N gut vertragen.

Thermoelement-Schutzrohre

Bei der Verwendung von Thermoelementen dürfen geeignete Schutzrohre nicht vergessen werden.
Temperaturschocks und aggressive Eigenschaften des Mediums – etwa korrosive Dämpfe – können die empfindlichen Drähte beschädigen. Um dies zu verhindern, empfiehlt sich der Einsatz von Schutzrohren aus Keramik oder korrosionsbeständigem Stahl.

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JUMO-Sortiment an Thermoelementen
JUMO-Sortiment an Thermoelementen für Industrieöfen
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Widerstandsthermometer für Industrieöfen

Widerstandsthermometer funktionieren nach dem Prinzip, dass sich der Widerstand des Metalls, aus dem die Leiter bestehen, unter dem Einfluss der zu messenden Temperatur verändert.

Die Temperaturabhängigkeit des Widerstands bestimmter Metalle ist wiederholbar und relativ linear, weshalb RTD‑Sensoren besonders für Anwendungen gefragt sind, die eine hohe Messgenauigkeit erfordern. Wie Thermoelemente können auch diese Sensoren einen großen Temperaturbereich erfassen. Aufgrund dieser Eigenschaften sind sie eine sehr gute Wahl für Industrieöfen.

Kostenreduzierung mit dem richtigen Temperatursensor

Die Auswahl der passenden Temperatursensoren für eine bestimmte Ofenanwendung kann zu erheblichen Einsparungen und zu einer höheren Prozesseffizienz führen – einschließlich reduzierter Systemausfallzeiten. Einfach ausgedrückt: Wenn das Ofensystem über bessere Daten verfügt, kann es bessere Entscheidungen treffen.

Darüber hinaus kann der richtige Temperatursensor dabei helfen:

  • potenzielle Hotspots, Fehler, Leckagen und Temperaturungleichgewichte zu erkennen
  • die Qualität des Endprodukts zu erhöhen
  • die Brennstoffkosten zu senken
  • die Stromkosten zu reduzieren
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Eine korrekt gemessene und überwachte Ofentemperatur verbessert die Qualität des Endprodukts.
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PID-Regler für die Prozesssteuerung in der Heizeinheit

Eine optimale Leistung eines Industrieofens kann nur erreicht werden, wenn nicht nur die eingesetzten Messsensoren, sondern auch die Regelung der gemessenen Parameter hochpräzise arbeitet.

Regelung von Temperaturkurven

Präzise Temperaturkurven sind in komplexen Prozessen – etwa beim Brennen, Glühen oder Wärmebehandeln verschiedener Materialien – unverzichtbar. Dieses Ziel wird sowohl in Durchlauf‑ als auch in Chargenöfen, unabhängig von der Art der Beheizung, durch PID‑Regler zuverlässig erreicht.

PID‑Regler ermöglichen:

  • die exakte Darstellung von Brennkurven sowie die Anzeige von Prozessbildschirmen
  • die Aufzeichnung und Analyse der Messdaten für jede Charge
  • die Kommunikation über Feldbusschnittstellen mit der JUMO‑Visualisierungssoftware

Für weniger komplexe Prozesse werden PID-Regler wie der JUMO ditraTRON und JUMO dTRON empfohlen. Diese Geräte verfügen über vorkonfigurierte Module, die direkt für Heiz‑ und Temperaturprozesse eingesetzt werden können.

Zertifizierung

Hersteller von Industrieöfen für die Luft- und Raumfahrt sowie die Automobilindustrie finden bei JUMO Geräte, die den Anforderungen der Richtlinien AMS2750/CQI-9 entsprechen. Auf Anfrage können Komponenten mit einem Konformitätszertifikat geliefert werden.

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PID-Regler von JUMO
JUMO PID-Regler für die energieeffiziente Regelung in Industrieöfen
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Protokollierung, Visualisierung und Steuerung mit JUMO variTRON-SPS

Für komplexere Prozesse – beispielsweise wenn der Ofen über zwei Zonen oder mehrere Messpunkte verfügt – reichen herkömmliche PID‑Regler möglicherweise nicht aus. In solchen Fällen empfehlen wir die Zentraleinheit für Automatisierungssysteme JUMO variTRON 500, mit der Sie in der Programmierumgebung CODESYS jedes beliebige, individuell auf Ihren Prozess zugeschnittene Programm erstellen können.

In Kombination mit Überwachungs‑ und Prozessmanagement‑Software bietet dieses System nahezu unbegrenzte Möglichkeiten zur Automatisierung.

JUMO-Angebote für Hersteller von Industrieöfen

JUMO bietet die komplette Ausrüstung, die für den Bau und den zuverlässigen Betrieb eines Industrieofens benötigt wird – von Temperatursensoren und Sicherheitstemperaturbegrenzernbis hin zu Regelgeräten und Automatisierungssystemen. Darüber hinaus stellen wir Prüfgeräte für SAT‑ und TUS‑Tests bereit, die die Anforderungen der AMS2750‑ und CQI‑9‑Richtlinien erfüllen.

Kontaktieren Sie uns – wir unterstützen Sie dabei, Ihren Ofen mit zuverlässigen, präzisen und vielseitigen JUMO‑Komponenten auszustatten.

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Ofen
Case Study: Ofensteuerung
Entdecken Sie, welche Mess‑ und Automatisierungslösungen wir einem Hersteller magnetischer Produkte empfohlen haben.
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