WATLOW ANAFAZE 997D-11CC-JURG
一、概述
WATLOW ANAFAZE 997D-11CC-JURG 是单回路温度控制器，隶属于 Anafaze 997D 系列，核心定位为 “中小规模工业场景及实验室的高精度温度调控单元”。
其核心价值在于：以单回路专精设计为基础，融合瓦特隆专利温控算法与模块化硬件配置，为实验室反应釜、小型热处理炉、医疗设备加热腔等场景，提供 “宽范围传感器适配 +±0.1℃级温控精度 + 故障安全防护” 的轻量化解决方案。相比多回路控制器，它更聚焦单一温控目标的稳定性与易用性，同时支持与 PLC、上位机灵活集成，兼顾独立运行与系统联动需求，是对温控精度要求严苛但回路数量少的场景的优选组件。
该控制器通过 “硬件模块化 + 软件可配置” 设计，可适配热电偶、热电阻等多种传感器，支持加热 / 制冷双模式控制，且具备紧凑尺寸（适配小型控制柜）与工业级可靠性，广泛应用于科研、医疗、精密制造等领域。
二、技术参数
（一）性能参数
参数类别 | 具体规格 |
基础功能定位 | 单回路温度控制器，支持加热 / 制冷双模式 PID 控制，适配单一温控目标（如反应釜、加热腔） |
传感器适配 | 兼容热电偶（K/J/T/E/R/S 型，覆盖 - 200℃-1700℃）、热电阻（PT100、PT1000，-200℃-850℃）、线性模拟量输入（0-10V DC/4-20mA，对应 0-1000℃自定义量程） |
温控精度 | 测量精度：±0.1% FS（满量程）；控制精度：±0.1℃（典型值，配合 PT100 传感器，负载稳定时）；温度分辨率：0.1℃（显示与控制） |
控制算法 | 标准 PID + 自动调优（Auto-Tune），支持自适应 PID（负载波动时动态调整参数）、斜坡 / 浸泡控制（如 “5℃/min 升温至 150℃→保温 30min”） |
输出配置 | 主输出：1 路继电器输出（250V AC/10A，控制加热器）或 1 路 SSR 驱动输出（5V DC/20mA，适配固态继电器）；辅助输出：1 路报警输出（250V AC/5A，可配置高 / 低温报警） |
通信接口 | 可选配 RS-485 接口（支持 Modbus RTU 协议），用于与 PLC（如 Siemens S7-1200）、上位机（如 LabVIEW）通信，实现远程监控与参数设置 |
（二）环境与可靠性参数
参数类别 | 具体规格 |
环境适应性 | 工作温度：0℃-50℃（无降额运行，适配实验室 / 车间常温环境）；存储温度：-20℃-70℃；相对湿度：10%-90% RH（无凝露）；振动耐受：10-500Hz，加速度 1g（符合 IEC 60068-2-6） |
防护性能 | 防护等级：IP30（面板防护，需安装于控制柜内，防粉尘侵入）；电磁兼容：符合 EN 61000-4-2（±8kV ESD 接触放电）、EN 61000-4-4（±2kV EFT 电快速瞬变） |
电源参数 | 供电电压：100-240V AC（宽电压适配，50/60Hz 通用）；功耗：≤10W（满负载运行）；电源保护：过压（＞264V AC）、过流（＞1A）保护 |
可靠性指标 | 平均无故障时间（MTBF）≥100,000 小时；使用寿命：≥8 年（正常工况，工业级元器件选型）；传感器故障响应时间：≤100ms（断线 / 短路时触发报警） |
（三）物理与安装参数
参数类别 | 具体规格 |
尺寸与重量 | 尺寸：48mm（宽）×96mm（高）×110mm（深）（标准 1/4 DIN 面板安装尺寸，适配小型控制柜）；重量：≤0.5kg（含面板与端子） |
安装方式 | 面板嵌入式安装（开孔尺寸：45mm×92mm），安装深度需预留≥110mm（确保接线与散热）；无风扇自然散热（依赖外壳散热鳍片） |
接口标识 | 面板：LED 显示屏（双行 4 位，显示 “设定温度 / 实际温度”）、6 键操作键盘（SET/UP/DOWN/ESC/AUTO/ALM，带背光）、状态指示灯（电源 / 运行 / 报警）；端子排：分类标识 “电源输入”“传感器输入”“输出控制”“通信接口”，支持 0.5-1.5mm² 导线接入 |
三、功能特点
（一）高精度温控与灵活适配，满足专精场景需求
- 宽范围传感器兼容：可根据温控目标选择传感器（如高温热处理炉用 K 型热电偶，低温实验室反应釜用 PT100），无需更换控制器硬件，仅需软件切换传感器类型，适配 - 200℃-1700℃全温区需求；
- 自适应 PID 与自动调优：首次使用时启动 “Auto-Tune” 功能，控制器自动检测负载热惯性（如加热腔升温速率、散热系数）并优化 PID 参数（比例增益 P、积分时间 I、微分时间 D），负载波动时（如反应釜投料后散热变化）自适应调整参数，确保控制精度稳定在 ±0.1℃，无需人工反复调试；
- 斜坡 / 浸泡工艺支持：可设置 “升温速率（0.1-100℃/min）+ 目标温度 + 保温时间（0-9999min）” 的工艺曲线（如 “2℃/min 升温至 80℃→保温 60min”），满足实验室化学反应、材料老化测试等流程化温控需求。
（二）易用性设计，降低操作门槛
- 直观人机交互：双行 LED 显示屏同时显示 “设定温度” 与 “实际温度”，状态指示灯清晰区分 “正常运行”（绿色）、“报警”（红色），6 键键盘配合中文菜单（部分固件支持），操作逻辑简单（如长按 SET 键进入参数设置，UP/DOWN 键调整数值），新手 10 分钟即可掌握基础操作；
- 故障自诊断与报警：自动检测传感器断线 / 短路（显示 “Sensor Open”/“Sensor Short”）、负载过载（输出电流超限时）、超温（实际温度超出报警阈值），触发报警时：红色报警灯闪烁、辅助输出联动外部告警器（如蜂鸣器）、显示屏滚动显示故障原因，同时切断主输出（如加热器电源），避免设备损坏；
- 参数记忆与密码保护：支持存储 5 组常用工艺参数（如不同反应的温度曲线），一键调用；可设置 2 级密码（操作员 / 管理员），防止非授权人员修改关键参数（如温控阈值、PID 参数），确保工艺稳定性。
（三）工业级可靠性与系统集成性
- 宽电压与抗干扰设计：100-240V AC 宽电压输入适配全球电网，无需额外变压器；电磁兼容设计抵御实验室离心机、车间变频器等设备的电磁干扰，确保温度测量无跳变（波动≤±0.05℃）；
- 灵活系统对接：选配 RS-485 接口后，可通过 Modbus RTU 协议接入 PLC 或上位机，实现 “远程设定温度”“实时读取实际温度”“下载工艺曲线” 等功能（如通过 LabVIEW 软件绘制温度变化曲线，用于数据追溯）；若无需远程控制，可独立运行，降低系统集成成本；
- 紧凑尺寸与耐用性：1/4 DIN 标准尺寸适配小型控制柜（如实验室设备的嵌入式安装），外壳采用阻燃 ABS 材料（符合 UL 94 V-0 级），端子排采用镀金触点，减少氧化导致的接触不良，延长使用寿命。
四、应用领域
（一）实验室：化学反应釜温度控制
应用场景
在有机合成实验室中，需控制 500ml 反应釜的温度（25-150℃，精度 ±0.2℃），反应过程需 “3℃/min 升温至 120℃→保温 120min→5℃/min 降温至 50℃” 的工艺曲线，传感器需耐化学腐蚀（如 PT100 封装在聚四氟乙烯保护管内），且超温（＞160℃）时需紧急切断加热套电源。
模块功能实现
- 传感器与输出配置：接入 PT100 热电阻（测量范围 - 50℃-200℃），主输出接 SSR 驱动信号（控制 220V AC 加热套），辅助输出接蜂鸣器（超温报警）；
- 工艺曲线设置：通过键盘设置斜坡参数（升温速率 3℃/min，目标 120℃；降温速率 5℃/min，目标 50℃）、浸泡时间（120min），启动后自动执行流程，无需人工干预；
- 安全保护：设置高温报警阈值 160℃，超限时：红色报警灯闪烁、蜂鸣器响、主输出切断（加热套断电），同时显示屏显示 “High Temp Alarm”，确保反应安全。
（二）医疗设备：灭菌器温度控制
应用场景
在牙科灭菌器中，需控制灭菌腔温度（121℃，精度 ±0.5℃），保温时间 20min（用于杀灭细菌芽孢），传感器需快速响应（滞后≤1s），且供电中断后恢复时，需重新执行灭菌流程（防止未完成灭菌的器械使用）。
模块功能实现
- 高精度控制：选用 J 型热电偶（耐 150℃高温，响应时间≤0.5s），启动 Auto-Tune 功能优化 PID 参数，使实际温度稳定在 121±0.3℃，满足灭菌标准（GB 18278）；
- 流程保护：设置 “断电记忆” 功能，供电恢复后不自动启动，需人工确认后重新执行 “升温→保温→降温” 流程，避免流程中断导致的灭菌不彻底；
- 报警联动：若灭菌过程中温度低于 118℃（偏差＞3℃），触发 “偏差报警”，显示屏显示 “Temp Deviation”，同时辅助输出联动设备锁，禁止打开灭菌腔门。
（三）精密制造：小型热处理炉温度控制
应用场景
在金属零件小型热处理炉中，需控制炉内温度（300-600℃，精度 ±1℃），用于零件退火处理，要求升温速率稳定（5℃/min），且需记录每次热处理的温度曲线（用于质量追溯）。
模块功能实现
- 工艺与数据记录：通过键盘设置 “5℃/min 升温至 500℃→保温 90min” 的工艺，选配 RS-485 接口接入车间 PLC，实时上传温度数据（1 次 / 秒），PLC 存储温度曲线（保留 3 个月），便于质量追溯；
- 负载适配：热处理炉加热管功率 1kW，主输出选用继电器输出（250V AC/10A），满足负载驱动需求；炉门打开时（通过外部 DI 信号接入控制器），自动暂停加热，避免热量流失；
- 抗干扰保障：车间存在变频器（电磁干扰源），控制器通过电磁兼容设计，确保温度测量波动≤±0.2℃，不影响热处理精度。
五、操作指南
（一）安装步骤
1. 硬件安装与接线
- 准备工作：确认控制器型号（997D-11CC-JURG）与传感器类型（如 PT100）、负载功率（如加热套 1kW）匹配；检查安装环境（温度 0-50℃，无粉尘 / 凝露），准备工具（十字螺丝刀、压线钳、绝缘测试仪）、传感器线缆（屏蔽双绞线，减少干扰）、电源线（1.0mm²）、负载线缆（1.5mm²）；
- 面板安装：在控制柜面板上开孔（尺寸 45mm×92mm），将控制器从面板正面推入，用配套螺母从背面紧固，确保面板贴合（无松动），安装深度预留≥110mm（端子接线空间）；
- 电源接线：100-240V AC 电源线接入 “L/N” 端子，接地线（PE）接入 “GND” 端子（接地电阻≤4Ω），注意区分火线与零线，避免反接；
- 传感器接线：PT100 传感器三线制（红 / 黑 / 黑）分别接 “RTD+”“RTD-”“RTD-C” 端子（按端子标识接线，不可反接）；若为热电偶，正极接 “TC+”，负极接 “TC-”；
- 输出接线：主输出（控制加热器）接 “OUT1” 端子（继电器输出：接加热器电源与 “OUT1”，形成回路；SSR 驱动：接 SSR 控制端）；辅助输出（报警）接 “ALM” 端子（联动蜂鸣器或指示灯）；
- 通信接线（选配）：RS-485 通信线（屏蔽双绞线）接 “RS485-A”“RS485-B” 端子，屏蔽层单端接地（控制柜接地排），避免干扰。
- 绝缘测试：接线完成后，用绝缘测试仪检测 “电源端子 - 接地端子”“输出端子 - 接地端子” 的绝缘电阻（≥10MΩ，500V DC），避免短路。
2. 上电初始化
- 接通电源，控制器自动进入自检（约 3 秒），显示屏依次显示 “Watlow 997D”“SELF TEST OK”，若自检失败（如传感器未接），显示屏显示故障代码（如 “Sensor Open”），需排查接线；
- 自检通过后，进入主界面：上行显示 “SV：25.0℃”（默认设定温度），下行显示 “PV：23.5℃”（实际温度），绿色运行灯常亮，表明控制器正常启动。
（二）核心参数配置（面板操作）
1. 传感器与温控参数设置
- 传感器类型选择：长按 “SET” 键 3 秒进入参数菜单，通过 “UP/DOWN” 键选择 “Input Type”（输入类型），按 “SET” 键确认，再选择传感器型号（如 “PT100”），按 “SET” 键保存，返回主界面；
- 温控范围设置：进入 “Range”（量程）参数，设置 “Lower Limit”（下限，如 - 50℃）、“Upper Limit”（上限，如 200℃），按 “SET” 键保存，确保覆盖实际温控需求；
- PID 自动调优：在主界面按 “AUTO” 键，显示屏显示 “Auto-Tune Run”，控制器开始自动调优（约 5-10 分钟，根据负载热惯性而定），完成后显示 “Auto-Tune OK”，自动保存优化后的 PID 参数。
2. 斜坡 / 浸泡工艺设置
- 进入 “Ramp/Soak”（斜坡 / 浸泡）菜单，选择 “Ramp 1”（第一阶段升温），设置 “Rate”（升温速率，如 3℃/min）、“Target Temp”（目标温度，如 120℃），按 “SET” 键保存；
- 选择 “Soak 1”（第一阶段保温），设置 “Time”（保温时间，如 120min），按 “SET” 键保存；
- 若需降温阶段，选择 “Ramp 2”，设置 “Rate”（降温速率，如 5℃/min）、“Target Temp”（目标温度，如 50℃），按 “SET” 键保存；
- 返回主界面，按 “RUN” 键启动工艺，显示屏实时显示当前阶段（如 “Ramp 1”）、剩余时间，温度自动按设定曲线运行。
3. 报警参数设置
- 进入 “Alarm”（报警）菜单，选择 “High Alarm”（高报警），设置 “High Setpoint”（高报警阈值，如 160℃），选择报警动作（“Output Off”，即超限时切断主输出），按 “SET” 键保存；
- 选择 “Low Alarm”（低报警），设置 “Low Setpoint
