تاثیر اولیه تداخل حلقه زمین بر سیستمهای دونده داغ، معرفی نویز الکترومغناطیسی است که منجر به اندازهگیریهای دما نادرست، نوسانات کنترل دما و تنظیم غیرعادی PID میشود. در موارد شدید، این میتواند هشدارهای کاذب یا خاموش شدن سیستم را ایجاد کند که به طور مستقیم کیفیت قالبگیری و قابلیت اطمینان تجهیزات را به خطر میاندازد. از آنجایی که سیستمهای رانر داغ برای کنترل دمای با دقت بالا به سیگنالهای ترموکوپل میکروولت-تراز-تکیه میکنند، جریانهای در گردش در یک حلقه زمین{4}}بهدلیل تفاوتهای پتانسیل زمین{5}} افت ولتاژ دقیقهای را در امپدانس سیم زمین ایجاد میکنند. این افت ولتاژ بر روی سیگنال مفید قرار می گیرد و باعث انحراف اندازه گیری ± 1-3 درجه یا حتی بیشتر می شود که متعاقباً منجر به نقص های قالب گیری مانند پر شدن ناهموار، چشمک زدن و عکس های کوتاه می شود.
1. مکانیسم های تداخل هسته ای
اساساً، یک حلقه زمین شامل تشکیل یک جریان در گردش در یک مسیر زمین بسته است-که توسط اختلاف پتانسیل زمین هدایت میشود یا توسط میدانهای مغناطیسی خارجی القا میشود-در نتیجه به روشهای زیر در سیستم دونده داغ تداخل ایجاد میکند:
تداخل کوپلینگ سیگنال:
هنگامی که واحد کنترل دما و قالب به طور جداگانه به زمین متصل می شوند، و یک اختلاف پتانسیل بین نقاط اتصال زمین مربوطه آنها وجود دارد (به عنوان مثال، 0.5 ولت AC)، اگر هر دو انتهای لایه محافظ کابل ترموکوپل به زمین متصل شوند، یک حلقه بسته تشکیل می شود. این حلقه مانند یک «آنتن» عمل میکند،-تداخل میدان مغناطیسی فرکانس را دریافت میکند و جریان در گردش را القا میکند. سپس این جریان از طریق اندوکتانس متقابل به خطوط سیگنال جفت می شود و منجر به افزایش دما یا نوسانات دوره ای می شود.
رایج-تزریق نویز حالت:
جریانهای زمینی که در اثر عملکرد{0}تجهیزات با قدرت بالا در داخل تأسیسات تولید میشوند (مانند موتورها یا درایوهای فرکانس متغیر) ممکن است از طریق مسیرهای زمین مشترک به سیستم راهانداز داغ تزریق شوند. این امر به صورت اسپکهای همگامسازی شده 50 هرتز/60 هرتز یا تغییرات پلهای ظاهر میشود که بر خوانش دما در چندین کانال تأثیر میگذارد.
نوسانات پتانسیل زمین (جهش زمین):
عملیات سوئیچینگ با فرکانس بالا (مانند چرخش عناصر گرمایشی) جریانهای گذرا با بزرگی- را تحریک میکنند. اگر امپدانس زمین نسبتاً زیاد باشد، این جریانها افت ولتاژ آنی را در امتداد خط زمین ایجاد میکنند که پایداری نقطه مرجع مدار اندازهگیری را مختل کرده و یکپارچگی سیگنال را به خطر میاندازد.
مطالعه موردی تجربی: یک سازنده قطعات خودرو کشف کرد که دمای یک نازل داغ خاص (No. 3) به طور مداوم 2.2 درجه بالاتر از حد معمول کار می کند. با تعویض ترموکوپل مشکل حل نشد. یک بررسی کامل در نهایت نشان داد که کابینت کنترل دما و قالب به طور جداگانه به زمین متصل شدهاند که منجر به اختلاف پتانسیل AC 0.65 ولتی بین دو نقطه شد. عملکرد عادی تنها پس از قطع اتصال زمین در سمت قالب بازیابی شد.
2. علائم معمول و عواقب تولید
|
پدیده |
عواقب احتمالی |
|
نوسانات دما همزمان و دوره ای (±1-3 درجه) در چندین کانال (با ریتم 50 هرتز) |
تنظیمات مکرر توسط سیستم کنترل دما؛ کاهش طول عمر عناصر گرمایشی |
|
تغییر دما در یک منطقه که قابل کالیبره نیست |
پر شدن غیر طبیعی حفره مربوطه، که منجر به انحراف وزن بیش از 3 ±٪ می شود. |
|
شکست یا نوسان تنظیم خودکار PID{0}} |
آلارم و خاموش شدن کاذب سیستم، تداوم تولید را مختل می کند. |
|
تداخل در شب کاهش می یابد اما در روز تشدید می شود |
مرتبط با عملکرد-تجهیزات پرقدرت در کارگاه؛ تشخیص دشوار است |
|
پس از جدا کردن لایه محافظ، دما تثبیت می شود |
تایید می کند که لایه محافظ در حال ایجاد یک حلقه زمین است. از تعویض غیر ضروری قطعات جلوگیری می کند. |
هشدار خطر: چنین مسائلی اغلب بهعنوان «پیری ترموکوپل» یا «شکست کویل بخاری» اشتباه تشخیص داده میشوند که منجر به توقف تولید غیرضروری و مصرف بیرویه قطعات یدکی میشود.
3. اقدامات متقابل کلیدی
راه حل ترجیحی: زمینسازی تک نقطهای{{0}
همه نقاط اتصال به زمین-از جمله موارد مربوط به کابینت کنترل دما، قالب، و ماژول های گرمایش{1}} را در یک پایه مشترک زمین یکپارچه کنید تا به طور کامل منبع محرک اختلافات احتمالی را حذف کنید. لایههای محافظ کابلهای سیگنال باید فقط در یک انتها (در سمت کنترل) به زمین متصل شوند و انتهای دور را شناور نگه دارند تا از تشکیل حلقههای زمین جلوگیری شود.
راه حل تکمیلی: جداسازی سیگنال
تقویتکنندههای جداسازی را نصب کنید یا از ماژولهای اپتوکوپلر در پایانههای ورودی ترموکوپل برای قطع فیزیکی مسیر جریان حلقه زمین و در عین حال حفظ انتقال سیگنال استفاده کنید. این رویکرد به ویژه برای سیستم های قدیمی که در آن مقاوم سازی گسترده دشوار است مناسب است.
اقدامات کمکی: بهینه سازی سیم کشی
کابلهای سیگنال و کابلهای برق را در سینیهای کابل جداگانه هدایت کنید تا از اجرای موازی آنها جلوگیری کنید.
از کابلهای دو-شلددار استفاده کنید، محافظ بیرونی را به زمین زمین و سپر داخلی را به زمین سیگنال در یک نقطه متصل کنید.
ولتاژ متناوب AC بین نقاط اتصال به زمین را-که هر 6 ماه یکبار توصیه میشود- نظارت کنید تا مطمئن شوید که زیر 0.1 ولت AC باقی میماند. نتایج تجربی: یک شرکت تولیدکننده قالب لوازم خانگی، با استفاده از پیکربندی "تک-زمینکنندهی یک نقطهای بهعلاوه زمین محافظ تکپایهای-بهروزرسانی را اجرا کرد. در نتیجه، نوسانات دما از 3.0 ± درجه به 0.8 ± درجه کاهش یافت و میزان نقص بیش از 35 درصد کاهش یافت.
