Шта узрокује температурне осцилације у системима ПТФЕ грејача и како стабилизовати контролу?

Регулатор температуре има задату тачку од 60 степени, међутим температура резервоара наставља да иде горе-доле између 55 степени и 65 степени. ПТФЕ урањајући грејач се укључује и искључује када би требало, троши праву количину струје и не укључује никакве аларме. Недоследне брзине реакције или дебљина премаза штете квалитету производа, а поновљена прекорачења чине да користи више енергије. Грејач ради савршено како треба; проблем је у систему контроле. Људи који руководе процесима и контролишу инжењере који знају шта узрокује температурне циклусе, могу извршити циљане модификације и постићи стабилну, тачну регулацију без потребе да купују нову опрему.

Температурни циклус се дешава када се снага грејача, топлотна маса резервоара и подешавање контролера не поклапају. У стационарном стању, унос топлоте мора бити једнак губитку топлоте. Када је капацитет грејача далеко већи од губитка топлоте у стабилном- стању, систем се брзо загрева када контролер затражи напајање. Температура прелази задату вредност пре него што сензор ухвати промену и искључи грејач. Након тога, топлотна инерција још више подиже температуру, изазивајући прекорачење. Циклус почиње изнова када контролер поново укључи грејач, а хлађење се наставља. Овај образац ће се десити без обзира на то да ли је грејач два до три пута већи него што мора да буде да задржи топлоту. У стварном животу, грејач који је два до три пута већи него што је потребно за грејање ствараће упорне циклусе.


Термостати који се само укључују и искључују само погоршавају проблем. Ови уређаји укључују уграђену-хистерезу, што значи да грејач остаје укључен све док температура не пређе задату вредност за неколико степени, а затим остаје искључен све док температура не падне испод задате вредности за исти износ. Исход је циклус који се не може избећи, а величина циклуса зависи од снаге грејача и масе резервоара. Када се правилно подесе, ПИД контролери се ослобађају много овог понашања, али када подешавања остану на фабричким подразумеваним вредностима, чине ствари мање стабилним. Већина контролера долази са подешавањем које добро функционише за мала оптерећења са мало термичке масе. Да не би дошло до прекорачења и осциловања, великим процесним резервоарима су потребне веома различите вредности за пропорционалне, интегралне и деривативне.

Да бисте спречили прекорачење, морате правилно димензионисати грејач. Уместо само времена које је потребно да се загреје, израчунајте колико вам је електричне енергије потребно на основу стварног губитка топлоте у стабилном- стању. Узмите у обзир ствари као што су изолација резервоара, површина, температура околине и губици од испаравања или мешања. Ако тренутно постоји један велики грејач, степенасто грејање је добар начин за додавање више топлоте. За сваки од мањих грејача постоје независни контролни излази или степ контролери. Прва фаза одржава температуру близу задате вредности, док се друге фазе укључују само када се грејање први пут укључи или када је оптерећење велико. Промена на неколико мањих јединица са фазном контролом обично поправља ово преко ноћи. Термичко пригушивање чини флуктуације још мањим. Додавање преграда, повећање количине течности или побољшање изолације резервоара све то повећава ефективну топлотну масу и смањује температурни одзив. Ово даје контролеру времена да реагује глатко.

ПИД подешавање вам даје прецизну контролу када су снага грејача и топлотна маса у синхронизацији. Почните са траком која је пропорционална. Смањите опсег (до појачања) све док систем не реагује брзо, али не оде предалеко. Затим промените интегрално време тако да нема постојаног-помака и осцилација. Време извођења предвиђа брзе промене температуре и успорава прекорачење. Мала повећања деривата често могу спречити системе да се окрећу. Популаран начин да се поправи прекорачење је смањење пропорционалног опсега контролера или повећање времена деривата. Мале промене могу имати огроман ефекат. Функције аутоматског{9}}подешавања су добро место за почетак, али фино{10}}ручно подешавање у редовним подешавањима процеса даје боље резултате. Након сваког подешавања, забележите криву одзива да бисте били сигурни да је амплитуда циклуса опала.

Други кораци се баве неким узроцима нестабилности. Постављање сензора најмање 300 мм удаљено од грејача и даље од мртвих зона осигурава да контролер добије просечну температуру уместо врућих тачака. Правилно искључивање струје зауставља електричну буку. Полуводни-релеји заузимају место контактора који брбљају, а нулто-унакрсно окидање зауставља делимичну испоруку енергије. Испитивање отпора изолације показује да нема цурења која би могла узроковати да струја тече на чудне начине или да се температура промијени на чудне начине.

Да бисте одржали стабилну температуру, потребно је да ускладите величину грејача, подешавања контролера и карактеристике резервоара, а не само да инсталирате већи грејач. Када вам основне поправке не дају потребну тачност, можете користити компликованије. Спољна петља каскадне контроле контролише температуру резервоара, а унутрашња контролише температуру излаза грејача. На овај начин може да се носи са проблемима пре него што ометају рад. Методе прилагодљивог подешавања мењају ПИД подешавања све време како се мења оптерећење или окружење. Чак иу тешким ситуацијама, ове методе могу задржати температуру унутар ±0,5 степени.

Дакле, циклуси температуре, превенција прекорачења, ПИД подешавање, степенасто грејање и термичко пригушивање раде заједно како би се осигурало да систем ради поуздано. Систематска процена димензија грејача, подешавања регулатора и динамике процеса искорењује нестабилност на самом почетку. Оператери процеса и контролни инжењери који користе ове идеје претварају промене температуре које се дешавају насумично у доследне, предвидљиве перформансе. Ово одржава квалитет производа на високом нивоу и смањује губитак енергије у системима загревања ПТФЕ{3}}. За системе којима је потребан веома висок ниво тачности, напредне методе управљања као што су каскадна контрола или адаптивно подешавање могу дати још строжу контролу од типичних ПИД метода.