Integrirani senzori: kritična uloga izravne povratne sprege u upravljanju zatvorenom{1}}petljom od 600 stupnjeva

Potrebna je precizna kontrola, a ne grubo zagrijavanje, kako bi se dobila i održala stabilna zadana vrijednost od 600 stupnjeva. Korištenje senzora koji je daleko za određivanje stanja grijača uložaka visoke-snage-gustoće je loša ideja jer uzrokuje kašnjenje, netočnost i rizik. Dodavanje temperaturnog senzora izravno u tijelo grijača mijenja sustav iz aproksimacije otvorene-petlje u zatvoreni-kontrolni sustav koji je precizan, brz i siguran. Ovo nije dodatna značajka za aplikacije od 600 stupnjeva; to je osnovna potreba za održavanje stabilnog procesa, visoke kvalitete proizvoda i sigurne opreme.

Problemi postavljanja daljinskih senzora na mjesto
Na 600 stupnjeva, senzor postavljen u masu alata, čak i blizu provrta grijača, ima određene-ugrađene probleme.

Toplinsko kašnjenje: Senzor mjeri temperaturu alata, koja je niža od temperature plašta grijača zbog toplinskog otpora prianjanja i toplinske mase alata. Zbog ovog kašnjenja regulator reagira sporo, što uzrokuje da temperatura postane previsoka tijekom-zagrijavanja i treba dugo vremena da se vrati u normalu nakon toplinskog opterećenja.

Netočnost zbog problema sa sučeljem: Svaki problem s pristajanjem između grijača i provrta (kao što je zračni raspor ili kontaminacija) uzrokuje promjenu toplinskog otpora i teško ga je predvidjeti. Očitavanje senzora više nije dobar način da se utvrdi kako grijač stvarno radi. Senzor može pokazati 600 stupnjeva kada je plašt grijača zapravo na 750 stupnjeva i kvari se.

Nema zaštite grijača: Daljinski senzor ne može pronaći glavni način kvara: grijač radi u lošem stanju (na primjer, jer ne pristaje pravilno) i opasno se pregrijava unutra dok masa alata ostaje blizu zadane vrijednosti.

Integrirani senzori: izravan put do sigurnosti i točnosti
Tijekom proizvodnje, integrirani senzor, obično mineralno{0}}izolirani (MI) metalni-termoelement, stavlja se unutar tijela grijača. Zatim se mjerni spoj postavlja na određeno mjesto.

Glavna svrha: Zaštita grijača (kontrola ograničenja)

Ovo je najvažniji posao. Ugrađeni senzor omogućuje brzo, izravno očitavanje temperature omotača na najopasnijoj točki. Povezan je s posebnim regulatorom sigurnosne granice.

Ograničenje je 20–50 stupnjeva Celzija više od najviše radne zadane vrijednosti (na primjer, 625–650 stupnjeva Celzija). Ovaj senzor aktivira granični regulator ako se grijač počne pregrijavati zbog greške u upravljanju, gubitka hlađenja ili neadekvatnog toplinskog kontakta. Ovo spaja glavni prekidač napajanja, što sprječava oštećenje grijača i izazivanje požara. Ovo je sigurnosna značajka koja se ne može promijeniti.

Sekundarna funkcija: Bolja kontrola procesa

Primarna petlja upravljanja procesom može koristiti isti integrirani senzor ili drugi u dvo-grijaču senzora. To regulatoru daje najbržu moguću informaciju o tome koliko topline grijač ispušta, što čini podešavanje PID-a čvršćim, a temperaturu stabilnijom (±1–2 stupnja).

Omogućuje vam korištenje naprednih tehnika poput kaskadne kontrole. U ovom slučaju, integrirani senzor (brzi, unutarnja petlja) kontrolira snagu grijača kako bi održao temperaturu plašta na danoj točki. Vanjska petlja, koja je sporija i koristi daljinski senzor, prilagođava zadanu točku kako bi održala točnu temperaturu procesne mase.

Postavljanje i korištenje senzora za 600 stupnjeva
Tip: Termoparovi tipa K standard su za upotrebu u sustavima koji mogu podnijeti temperature do oko 1100 stupnjeva. Termoparovi tipa N poželjniji su za dugoročne-bitne primjene na temperaturama iznad 600 stupnjeva Celzija jer su stabilniji i otporniji na oksidaciju. Budući da mogu podnijeti samo niže temperature i veći su, RTD obično nisu dobar izbor.

Konstrukcija: senzor mora biti mineralno-izoliran (MgO) i metalni-plašt (obično Inconel 600). Plašt bi trebao biti zavaren na primarni omotač grijača za najbolji toplinski kontakt. Spoj bi trebao biti uzemljen na plašt za najbrži odgovor. Međutim, na mjestima gdje postoji mnogo električnih smetnji, može biti potreban neuzemljeni spoj kako bi se zaustavile petlje uzemljenja.

Položaj: vrh je uobičajeno mjesto za njihovo postavljanje (za brzi odgovor i zaštitu mlaznice/vrata u vrućim kanalima), a sredina je dobro mjesto za njihovo postavljanje (za prosječno očitanje). Odluka se temelji na toplinskom profilu aplikacije.

Implementacija sustava: korištenje dvaju senzora za najbolju izvedbu
Najjači sustav od 600 stupnjeva za rad koristi dva senzora:

Integrirani senzor 1 (Limit TC): Ovo je sigurnosni granični regulator koji radi sam. Zadana vrijednost: 625 do 650 stupnjeva Celzijusa. Funkcija: Zaštita od katastrofalne previsoke-temperature.

Glavni PID regulator koristi ili integrirani senzor 2 (kontrolni TC) ili daljinski procesni senzor.

Ako je stvarno važno da proces bude ujednačen, upotrijebite daljinski senzor u masi alata da ga regulirate i integrirani senzor jednostavno za visoku{0}}zaštitu od ograničenja.

Ako su vrijeme odziva i zaštita grijača najvažnije: upotrijebite ugrađeni-senzor za primarnu PID kontrolu, ali imajte na umu da on regulira samo temperaturu omotača, a ne temperaturu alata.

Zaključak: Od glupog dijela do pametnog toplinskog dijela

Ugrađen-senzor pretvara patronski grijač od 600 stupnjeva iz jednokratnog predmeta u inteligentnu, samo-zaštitnu toplinsku komponentu. Daje vam informacije koje su vam potrebne za:

Sigurnost: Potpuna zaštita od pregrijavanja koje izmiče kontroli.

Preciznost: Omogućuje vam čvršće kontrolne petlje i brže reagiranje na probleme u procesu.

Dijagnostika: Omogućuje vam da pratite koliko dobro grijač radi i može vas obavijestiti kada se stvari pogoršaju (na primjer, ako temperatura grijača raste da bi se zadržala zadana vrijednost, to znači da se stvara zračni raspor).

Vrlo je opasno odrediti grijač za 600 stupnjeva Celzijusa bez ugrađenog-senzora i zasebnog sigurnosnog ograničenja. Dodatni trošak je prilično mali u usporedbi s vrijednošću zaustavljanja čak i jednog slučaja odbačene robe, uništenog alata ili katastrofe s toplinskim bijegom. Kontrola zatvorene-petlje mora započeti na izvoru topline za pouzdan rad pri visokim temperaturama. To znači da senzor mora moći promatrati ono što grijač vidi.