Sentirea și controlul temperaturii pentru încălzitoarele cu cartuș lung
Lăsaţi un mesaj
Sistemul de control al temperaturii care rulează un cartuș de încălzire este ceea ce îl face să funcționeze. Chiar dacă încălzitorul este configurat corect și funcționează bine, nu va funcționa bine dacă sistemul de control nu obține date exacte de temperatură sau nu poate răspunde corect. Acest lucru este deosebit de important pentru încălzitoarele cu cartuș lung, cum ar fi cele care au 1000 mm sau 1200 mm lungime, deoarece comportamentul termic pe o lungime mare nu este întotdeauna același. Un termocuplu într-un singur loc vă oferă doar o imagine mică a ceea ce se întâmplă în întregul încălzitor.
Un singur termocuplu instalat undeva în gol sau pe suprafața matriței este cel mai frecvent mod de a controla lucrurile. Controlerul citește temperatura respectivă și modifică puterea încălzitorului pentru a se potrivi. Acest lucru funcționează bine atunci când mediul termic al încălzitorului rămâne același până la capăt. Dar în multe situații-lumii reale, pierderile de căldură sunt diferite la fiecare capăt al golului. Vârful ar putea pierde căldură în aerul din jurul său. Este posibil să existe mult metal în jurul părții din mijloc care păstrează căldura. Cadrul mașinii poate răci capătul de plumb. Un singur termocuplu nu poate face diferența.
Termocuplul citește temperatura cea mai rece atunci când este pus în vârful cavității. Controlerul răspunde oferind mai multă putere, ceea ce ar putea face zona din mijloc prea fierbinte. Vârful se poate răci în timp ce termocuplul se află în mijloc, dar controlerul este mulțumit. Acest lucru creează o diferență de temperatură în cavitate care poate afecta calitatea produsului, timpul necesar pentru a-l realiza și durata de viață a încălzitorului. Părțile mai fierbinți ale încălzitorului au temperaturi interioare mai mari, ceea ce accelerează oxidarea și face ca încălzitorul să se defecteze prea curând.
Detecția și controlul în mai multe-zone este răspunsul pentru aplicațiile importante. Punerea mai multor termocupluri la adâncimi diferite de-a lungul golului oferă o imagine mai bună a profilului termic. Un controler care poate citi mai multe intrări poate fie să le facă o medie pentru a face un semnal de control, fie să opereze diferite zone de încălzire singur. Controlul independent de zonă este cea mai bună opțiune, dar este și cea mai scumpă deoarece are nevoie de un încălzitor cu mai multe circuite interne și un controler cu mai multe ieșiri. Luarea mediei mai multor citiri de termocuplu este o modalitate bună de a vă asigura că nicio locație caldă sau rece nu ia decizia.
Atunci când nu este posibilă utilizarea a mai mult de un termocuplu, plasarea termocuplului devine o decizie importantă de proiectare. Senzorul trebuie plasat acolo unde arată cel mai bine nevoile termice generale ale procesului. Acest punct este în jur de două-treimi din distanța de la capătul principal până la vârf în multe situații de turnare. Acest punct echilibrează de obicei pierderea de căldură la vârf cu retenția de căldură în mijloc. Utilizarea termocuplurilor temporare la diferite adâncimi în timpul configurării inițiale vă poate ajuta să găsiți cea mai bună poziție permanentă.
Tipul de senzor de temperatură pe care îl utilizați este, de asemenea, important. Termocuplurile sunt cel mai popular tip de senzor de temperatură utilizat cu încălzitoarele cu cartuş. Sunt dure, ieftine și pot măsura o gamă largă de temperaturi. Termocuplurile de tip J pot funcționa la temperaturi de până la 750 de grade, în timp ce tipul K pot funcționa la temperaturi de până la 1200 de grade. RTD-urile (detectoare de temperatură cu rezistență) sunt mai precise și mai stabile, dar sunt și mai fragile și costă mai mult. Pentru majoritatea utilizărilor de încălzire industrială, un termocuplu de tip J sau de tip K plasat corespunzător funcționează foarte bine.
Un alt lucru la care să te gândești este cum să-l controlezi. Când încălzitorul este pornit și oprit, poate provoca schimbări de temperatură care pot stresa încălzitorul și funcționarea. Cu controlul proporțional, unde puterea este mereu în schimbare, temperatura este mult mai bine controlată. Pentru cartușele de încălzire cu o putere mare, este foarte recomandat să utilizați controlul proporțional folosind un releu-solid (SSR). Când sunt utilizați pentru control proporțional, contactoarele mecanice circulă prea încet și se uzează prea curând.
Timpul de răspuns al sistemului de control trebuie să se potrivească, de asemenea, cu modul în care aplicația funcționează cu căldură. O matriță mare cu cartușe de încălzire lungi nu schimbă nivelurile de putere foarte repede. Dacă reglați un sistem de control prea agresiv, acesta va merge prea departe și apoi înainte și înapoi. Dacă un sistem este reglat prea conservator, va dura prea mult pentru a-și atinge valoarea de referință. Pentru o funcționare constantă și eficientă, este important să reglați corect parametrii proporționali, integrali și derivati (PID). Multe controlere mai noi au funcții de reglare automată-care găsesc automat setările potrivite pentru sistem.
Întârzierea este o problemă importantă pentru încălzitoarele care sunt destul de lungi. Căldura care vine de la capătul principal trebuie să parcurgă lungimea încălzitorului înainte de a schimba temperatura la vârf. Dacă sistemul de control nu ține cont de această întârziere, ar putea provoca instabilitate. Unele controlere avansate folosesc algoritmi predictivi sau scheme de control în cascadă pentru a compensa întârzierile mari. Un sistem în cascadă are două bucle: o buclă interioară care reglează puterea încălzitorului pe baza unui senzor din apropierea încălzitorului și o buclă exterioară care controlează temperatura procesului pe baza unui senzor din piesa de prelucrat.
Reglarea proastă a temperaturii este un motiv secret pentru care încălzitoarele se defectează. Atunci când un încălzitor pornește și se oprește mult, trece sub stres termic de fiecare dată când se extinde și se micșorează. Această tensiune poate sparge izolatorul de MgO sau poate uza firul de rezistență după mii de cicluri. Un sistem de control proporțional bine reglat care menține temperatura stabilă reduce ciclurile și face ca încălzitorul să dureze mai mult. Investiția într-un controler bun și plasarea termocuplului în locul potrivit va avea rezultate mai lungi, cu o durată de viață mai lungă a încălzitorului, procese mai consistente și mai puține opriri neașteptate. Monitorizarea și controlul temperaturii nu sunt opționale; sunt necesare pentru a profita la maximum de orice încălzitor cu cartuș, în special de cei care trebuie să producă căldură uniformă pe distanțe lungi.
