ترموکوپل ها مکانیسم بازخوردی برای الگوریتم های کنترل دما هستند. درک نحوه استفاده کنترلکنندهها از دادههای ترموکوپل-و الگوریتمهای درگیر-به تنظیم و عیبیابی کمک میکند. این مقاله رابطه بین سیگنال های ترموکوپل و الگوریتم های کنترل را توضیح می دهد.
مبانی حلقه کنترل یک حلقه کنترل دما معمولی شامل: نقطه تنظیم (دمای مطلوب)، محاسبه خطا (نقطه تنظیم منهای واقعی)، الگوریتم کنترل (PID یا تطبیقی)، خروجی (قدرت گرمکن)، و بازخورد (سیگنال ترموکوپل) است. ترموکوپل سیگنال دمای واقعی را ارائه می دهد که حلقه را می بندد.
پارامترهای کنترل PID الگوریتم PID دارای سه پارامتر متناسب (P)، انتگرال (I) و مشتق (D) است. P به خطای فعلی پاسخ می دهد، I خطاهای گذشته را برای حذف افست انباشته می کند، و D خطای آینده را بر اساس نرخ تغییر پیش بینی می کند. دقت و سرعت ترموکوپل مستقیماً روی این محاسبات تأثیر میگذارد-سیگنالهای پر سر و صدا باعث ایجاد پچپروازهای D{4}}میشوند. سنسورهای کند باعث میشوند-ترم پایان یابد.
کنترل تطبیقی و آبشاری. کنترلرهای پیشرفته از PID تطبیقی استفاده می کنند که پارامترها را بر اساس دینامیک مشاهده شده سیستم تنظیم می کند. برخی از کنترل آبشاری استفاده می کنند: یک حلقه برای منیفولد (آهسته)، دیگری برای نازل (سریع). ترموکوپل ها بازخورد آبشاری را ارائه می دهند. سنسورهای دقیق، تنظیم آبشاری دقیقتر و رد اختلالات را بهتر میکنند.
کنترل پیشخور. Feedforward بر اساس اختلالات پیشبینیشده{1}}مانند افت دما در حین تزریق، افزایش قدرت اضافه میکند. ترموکوپل افت را پس از وقوع آن تشخیص می دهد. feedforward از داده های تاریخی برای اعمال قدرت قبل از افت استفاده می کند. ترموکوپلهای سریع، مدلسازی دقیق پیشخور را امکانپذیر میکنند.
روش های تنظیم خودکار بسیاری از کنترلرها دارای ویژگی های autotune هستند که سیستم را برای شناسایی دینامیک نوسان می کند. این امر مستلزم آن است که ترموکوپل دامنه و دوره نوسان را به دقت اندازه گیری کند. یک ترموکوپل کند یا در حال حرکت، نتایج تنظیم خودکار نامعتبر ایجاد می کند که منجر به تنظیمات ضعیف PID می شود.
تاثیر نویز ترموکوپل نویز در سیگنال ترموکوپل باعث میشود که عبارت مشتق شده با فرکانس بالا خروجی- تولید کند که عمر گرمکن را کاهش میدهد و باعث نوسانات دما میشود. کنترلرها شامل فیلترهای دیجیتال برای کاهش نویز هستند. یک ثابت زمانی فیلتر مناسب را بر اساس سطح نویز انتخاب کنید{4}}فیلتر کردن بیش از حد پاسخ را کند میکند.
مطالعه موردی: حذف نوسان. یک قالب ساز نوسانات 5 درجه ای را در ناحیه نازل تجربه کرد. تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که ترموکوپل یک تماس شل دارد که باعث ایجاد نویز متناوب می شود. پس از نصب مجدد سنسور و اعمال گریس حرارتی، نویز ناپدید شد و خروجی PID کنترلر تثبیت شد.
دستورالعمل های تنظیم برای مناطق نازل: با بهره متناسب حدود 2-3 شروع کنید، زمان انتگرال 0.5-1.0 ثانیه، زمان مشتق 0.1-0.2 ثانیه. برای منیفولدها: بهره 1-2، انتگرال 1.0-2.0 ثانیه، مشتق 0.2-0.5 ثانیه. برای تنظیم دقیق{16}}گامهای{15}}آزمون پاسخ استفاده کنید. داده های دقیق ترموکوپل برای تنظیم قابل اعتماد ضروری است.
