Automatizuotame cheminių medžiagų bake temperatūra retai išlieka idealiai stabili be nuolatinio reguliavimo. Šilumos nuostoliai kinta priklausomai nuo aplinkos sąlygų, skysčio lygio, gamybos našumo ir įeinančio tirpalo temperatūros. Todėl šildymo plokštė, pasirinkta tik pagal vardinę galią, gali sukelti lėtą atsigavimą, per didelį temperatūros viršijimą arba dažną perjungimą.
Galvaniniam padengimui, PCB apdorojimui, puslaidininkių drėgniems procesams ir cheminei hidrometalurgijai,šildymo plokštės temperatūros valdymasturėtų būti suprojektuota kaip visa šiluminė ir elektros sistema.
Pradėkite nuo faktinio šilumos poreikio
Valdiklis negali kompensuoti netinkamo dydžio šildymo plokštės.
Paleidimo metu reikiamą protingą energiją galima supaprastinti taip:
Q=mcΔT
kurmyra skysta masė,cyra specifinė šiluminė talpa, irΔTyra reikalingas temperatūros padidėjimas.
Nepertraukiamai gamybai reikalinga papildoma galia, kompensuojanti šilumos nuostolius ir gaunamą šaltesnį tirpalą.
Supaprastintas procesas{0}}apkrovos ryšys yra:
Pprocess=ṁc (Ttarget – Tinlet)
Tai reiškia, kad reikalingas šildytuvo pajėgumas priklauso nuo gamybos našumo ir rezervuaro tūrio.
Didelė galia gali apsunkinti valdymą
Didelė šildymo plokštė gali greitai pakelti temperatūrą, tačiau per didelė galia gali padidinti valdymo jautrumą.
Apsvarstykite šildymo sistemą, kuriai normaliomis sąlygomis reikia maždaug 6 kW. 15 kW galios šildymo plokštė, veikianti kaip viena nekontroliuojama zona, gali sukelti didelį temperatūros padidėjimą kiekvieno šildymo ciklo metu.
Tada valdiklis turi kompensuoti sutrumpindamas darbo ciklą arba dažniau perjungdamas maitinimą.
Geresnis metodas gali apimti kelias nepriklausomai valdomas šildymo zonas.
Zonavimas suteikia valdikliui daugiau raiškos
Automatinės temperatūros reguliavimo šildymo plokštėsgalima suskirstyti į kelias elektros grandines.
Paleidimo metu vienu metu gali veikti kelios zonos.
Kai procesas artėja prie tikslinės temperatūros, atskiras zonas galima perjungti arba moduliuoti pagal faktinį poreikį.
Pavyzdžiui, 12 kW sistema, padalinta į keturias 3 kW zonas, užtikrina praktiškesnę valdymo skiriamąją gebą nei viena 12 kW grandinė.
Tinkamas zonų išdėstymas priklauso nuo rezervuaro geometrijos, šilumos-nuostolių pasiskirstymo, skysčio judėjimo ir reikiamo temperatūros vienodumo.
Jutiklio padėtis yra šildytuvo konstrukcijos dalis
Temperatūros valdymo efektyvumas labai priklauso nuo to, kur jutiklis matuoja temperatūrą.
Jutiklis, esantis per arti kaitinimo plokštės, gali aptikti lokaliai padidintą temperatūrą, kol masinė cheminė medžiaga pasiekia reikiamą proceso temperatūrą.
Tada valdiklis gali per anksti sumažinti šildytuvo galią.
Jutiklis, esantis zonoje, kurioje skystis juda silpnai, gali sukelti priešingą problemą: šildytuvas veikia toliau, nes išmatuota vieta išlieka vėsesnė nei faktinis proceso vidurkis.
Todėl jutiklio vieta turėtų atspindėti skysčio cirkuliaciją ir faktinį proceso{0}}kontrolės tikslą.
Šildymo atsakas turi atitikti valdymo strategiją
Šildymo plokštė su maža šilumine inercija gali greitai reaguoti į galios pokyčius. Didesnė šiluminė masė gali toliau skleisti šilumą po to, kai pašalinama elektros energija.
Šis skirtumas turi įtakos valdymo derinimui.
Supaprastintas energijos santykis yra:
P = Q/t
Kuo didesnė šildymo galia, palyginti su šildoma šilumine mase, tuo greičiau gali keistis temperatūra.
PID{0}}pagrįstose sistemose proporciniai, integraliniai ir išvestiniai parametrai turi būti suderinti su faktiniu šildymo atsaku, o ne nukopijuoti iš kito bako.
Paviršiaus ir vonios temperatūra skiriasi
Šildymo plokštė per savo paviršių perduoda energiją į cheminį tirpalą.
Todėl paviršiaus temperatūra gali skirtis nuo tūrinio skysčio temperatūros.
Supaprastintas šilumos perdavimo{0}}ryšis yra:
Q=hAΔT
kurhreiškia šilumos perdavimo{0}}koeficientą,Aefektyvią šilumos perdavimo{0}}zoną irΔTtemperatūrų skirtumas.
Jei šilumos perdavimą riboja prasta cirkuliacija, nuosėdos arba nepalankus plokščių išdėstymas, gali prireikti didesnio temperatūrų skirtumo, kad būtų užtikrintas toks pat šildymo greitis.
Štai kodėl šildytuvo galios didinimas ne visada yra tinkamas sprendimas sulėtinti temperatūros atkūrimą.
Elektros perjungimas turi atitikti valdymo metodą
Automatinis temperatūros valdymas gali sukelti dažną perjungimą.
Mechaniniai kontaktoriai gali būti tinkami tam tikriems darbo ciklams, o didelio{0}}ciklo programoms gali prireikti kitokios perjungimo architektūros.
Elektros projekte turėtų būti atsižvelgta į vardinę srovę, perjungimo dažnį, šilumos išsklaidymą, gaubto sąlygas ir apsauginį koordinavimą.
Taip pat svarbi terminalo kokybė. Vietinis kontaktinis pasipriešinimas gamina šilumą pagal:
P = I²R
Todėl nuolat veikiant stipriai{0}}srovei gali atsirasti silpnų jungčių, net jei pats kaitinimo elementas išlieka sveikas.
Gamyklinis bandymas turėtų apimti kontrolės elgesį
Naudingas gamyklos įvertinimas gali apimti:
| Bandomasis elementas | Kontrolės tikslas |
|---|---|
| Atsparumas | Patikrinkite šildymo kontūrą |
| Izoliacijos atsparumas | Patikrinkite elektros izoliaciją |
| Darbinė srovė | Patvirtinkite elektros apkrovą |
| Šildymo reakcija | Įvertinkite šiluminį elgesį |
| Paviršiaus temperatūra | Aptikti karštąsias vietas |
| Zonos veikimas | Patikrinkite nepriklausomą valdymą |
| Jutiklio atsakas | Patikrinkite valdymo suderinamumą |
Atliekant faktinės temperatūros{0}}kontrolinį bandymą, kai įmanoma, reikia naudoti numatytai įrangai būdingas sąlygas.
Pirkime turėtų būti nurodyta visapusiška kontrolės sistema
Šildymo plokštės specifikacijoje turėtų būti nurodyta vardinė įtampa, bendra galia, zonų skaičius, valdymo metodas, jutiklio tipas ir vieta, numatomas temperatūros diapazonas, perjungimo funkcija ir reikalingas temperatūros stabilumas.
Individualiai pritaikytai cheminei įrangai šildymo plokštė turėtų būti suprojektuota pagal valdymo strategiją, o ne parinkta atskirai nuo valdiklio.
Patikimasautomatinė temperatūros reguliavimo šildymo plokštėderina tinkamą galios dydį, zonos konfigūraciją, jutiklių vietą, šilumos{0}}perdavimo charakteristikas ir elektros perjungimą.
Suderinus šiuos veiksnius projektuojant, temperatūros valdymas tampa sklandesnis, galima sumažinti nereikalingų perjungimų, o šildymo sistema geriau priderinama prie faktinio gamybos proceso.
