Zaznavanje in nadzor temperature za grelnike z dolgimi kartušami

Sistem za nadzor temperature, ki poganja grelnik kartuše, je tisto, kar omogoča njegovo delovanje. Tudi če je grelec pravilno nastavljen in deluje dobro, ne bo deloval dobro, če nadzorni sistem ne dobi natančnih podatkov o temperaturi ali se ne more pravilno odzvati. To je še posebej pomembno pri dolgih kartušnih grelnikih, kot so tisti, ki so dolgi 1000 mm ali 1200 mm, ker toplotno obnašanje na dolgi dolžini ni vedno enako. En termočlen na enem mestu vam daje le majhno sliko dogajanja v celotnem grelniku.

En sam termočlen, nameščen nekje v votlini ali na površini kalupa, je najpogostejši način za nadzor stvari. Krmilnik odčita to temperaturo in spremeni moč grelnika, da se ujema. To dobro deluje, ko toplotno okolje grelnika ostane enako do konca. Toda v mnogih-resničnih situacijah so toplotne izgube različne na vsakem koncu kotanje. Konica lahko izgubi toploto v zraku okoli sebe. Okoli srednjega dela je lahko veliko kovine, ki zadržuje toploto. Okvir stroja lahko hladi svinčeni konec. En sam termočlen ne more zaznati razlike.


Termočlen odčita najnižjo temperaturo, ko je postavljen na konico votline. Krmilnik se odzove z večjo močjo, kar bi lahko povzročilo prevroče srednje območje. Konica je lahko hladna, medtem ko je termočlen na sredini, vendar je krmilnik zadovoljen. To ustvarja temperaturno razliko v votlini, ki lahko vpliva na kakovost izdelka, čas, potreben za izdelavo, in življenjsko dobo grelnika. Bolj vroči deli grelnika imajo višjo notranjo temperaturo, kar pospeši oksidacijo in povzroči prehitro odpoved grelnika.

Več{0}}zonsko zaznavanje in nadzor sta rešitev za pomembne aplikacije. Namestitev več termočlenov na različne globine vzdolž vdolbine daje boljšo sliko toplotnega profila. Krmilnik, ki lahko prebere več kot en vhod, jih lahko povpreči, da ustvari en krmilni signal, ali pa sam upravlja različna ogrevalna območja. Neodvisna conska regulacija je najboljša možnost, vendar je tudi najdražja, ker potrebuje grelec z več notranjimi tokokrogi in regulator z več izhodi. Upoštevanje povprečja več odčitkov termoelementov je dober način za zagotovitev, da nobena vroča ali hladna lokacija ne sprejme odločitve.

Ko uporaba več kot enega termočlena ni mogoča, postane namestitev termočlena pomembna oblikovalska odločitev. Senzor naj bo nameščen tam, kjer najbolje prikazuje splošne toplotne potrebe procesa. Ta točka je v mnogih primerih oblikovanja približno dve{2}}tretjini razdalje od konca svinca do konice. To mesto običajno uravnoteži izgubo toplote na konici z zadrževanjem toplote na sredini. Uporaba začasnih termočlenov na različnih globinah med začetno nastavitvijo vam lahko pomaga najti najboljši stalni položaj.

Pomembna je tudi vrsta temperaturnega tipala, ki ga uporabljate. Termoelementi so najbolj priljubljena vrsta temperaturnih senzorjev, ki se uporabljajo s kartušnimi grelci. So močni, poceni in lahko merijo širok razpon temperatur. Termočleni tipa J lahko delujejo pri temperaturah do 750 stopinj, medtem ko lahko tip K deluje pri temperaturah do 1200 stopinj. RTD (uporovni temperaturni detektorji) so natančnejši in stabilnejši, vendar so tudi bolj krhki in dražji. Za večino industrijskih načinov ogrevanja pravilno nameščen termočlen tipa J ali tipa K deluje prav dobro.

Druga stvar, o kateri je treba razmišljati, je, kako jo nadzorovati. Ko je grelnik vklopljen in izklopljen, lahko povzroči temperaturne spremembe, ki lahko obremenijo grelnik in delovanje. S proporcionalnim krmiljenjem, kjer se moč vedno spreminja, je temperatura bistveno bolje nadzorovana. Za kartušne grelnike z veliko močjo je zelo priporočljivo uporabiti proporcionalno krmiljenje z uporabo polprevodniškega -releja (SSR). Ko se uporabljajo za proporcionalno krmiljenje, mehanski kontaktorji krožijo prepočasi in se prehitro obrabijo.

Odzivni čas krmilnega sistema se mora ujemati tudi s tem, kako aplikacija deluje s toploto. Velik kalup z dolgimi grelniki kartuš ne spremeni ravni moči zelo hitro. Če nadzorni sistem prilagodite preveč agresivno, bo šel predaleč in nato naprej in nazaj. Če je sistem nastavljen preveč konzervativno, bo trajalo predolgo, da doseže nastavljeno vrednost. Za enakomerno in učinkovito delovanje je pomembno, da pravilno nastavite proporcionalne, integralne in derivativne (PID) parametre. Veliko novejših krmilnikov ima funkcije samo-naravnavanja, ki samodejno najdejo prave nastavitve za sistem.

Časovni zamik je velik zalogaj za grelnike, ki so precej dolgi. Toplota, ki prihaja iz vodilnega konca, mora potovati po dolžini grelnika, preden spremeni temperaturo na konici. Če nadzorni sistem te zakasnitve ne upošteva, lahko povzroči nestabilnost. Nekateri napredni krmilniki uporabljajo napovedne algoritme ali kaskadne krmilne sheme, da nadomestijo dolge zakasnitve. Kaskadni sistem ima dve zanki: notranjo zanko, ki uravnava moč grelnika na podlagi senzorja v bližini grelnika, in zunanjo zanko, ki nadzoruje temperaturo procesa na podlagi senzorja v obdelovancu.

Slaba regulacija temperature je skrivni razlog za okvaro grelnikov. Ko se grelec pogosto vklaplja in izklaplja, je izpostavljen toplotni obremenitvi vsakič, ko se razširi in skrči. Ta napetost lahko razbije izolator MgO ali obrabi uporovno žico po tisočih ciklih. Dobro nastavljen proporcionalni nadzorni sistem, ki ohranja temperaturo stabilno, zmanjša cikličnost in podaljša življenjsko dobo grelnika. Naložba v dober krmilnik in namestitev termoelementa na pravo mesto se bo obrestovala z daljšo življenjsko dobo grelnika, doslednejšimi procesi in manj nepričakovanimi zaustavitvami. Spremljanje in nadzor temperature nista neobvezna; potrebni so, da kar najbolje izkoristite kateri koli kartušni grelec, zlasti tiste, ki morajo proizvajati enakomerno toploto na veliki razdalji.