چگونه از ترموکوپلهای دو عنصری-برای کنترل همزمان و عملکردهای ایمنی استفاده میشود؟
پیام بگذارید
صفحه گرمایش برای پردازش دقیق نیاز به کنترل دمای پاسخگو و خاموش کردن ایمنی دقیق و سخت برای جلوگیری از فرار حرارتی دارد. یک ترموکوپل دو عنصری-این دو عملکرد را در یک پروب ترکیب میکند، بنابراین نصب را ساده میکند و در عین حال استقلال عملکردی محکم بین عملکردهای کنترل و حفاظت را تضمین میکند.
ساختار ترموکوپل{0}}دو عنصری
آرایش صفحه گرمایش ایمنی کنترل ترموکوپل دو عنصری از یک پروب با دو اتصال حسگر کاملاً مستقل استفاده می کند. عناصر به صورت الکتریکی از یکدیگر جدا شده اند و در عین حال در یک غلاف فلزی محافظ محصور شده اند.
هر عنصر حسگر ولتاژ ترموالکتریک خود را ایجاد می کند و به عنوان یک ابزار اندازه گیری واحد عمل می کند. یک ترموکوپل-دو عنصری به طور کلی با یک "D" در شماره قطعه نشان داده می شود تا وجود دو اتصال در داخل را نشان دهد.
این ساختار امکان استفاده از یک نقطه نصب فیزیکی واحد را برای دو مدار اندازه گیری مختلف بدون بحث-می دهد.
جداسازی عملکردی: ایمنی در مقابل کنترل
حلقه کنترل PID
یک کنترل کننده دمای PID به یکی از عناصر ترموکوپل متصل است. این کنترلر به طور مداوم قدرت بخاری را تنظیم می کند تا دمای فرآیند مناسب را با توجه به بازخورد از محل اتصال شناسایی به دست آورد.
حلقه کنترل پویا و مبتنی بر الگوریتم است. بهینه سازی پارامترهایی مانند بهره متناسب، پاسخ انتگرال و میرایی مشتق برای پایدار و دقیق تنظیم دما انجام می شود.
مدار ایمنی مستقل
عنصر دوم ترموکوپل به عنوان یک دستگاه نظارت بر ایمنی عمل می کند. این دستگاه به یک دستگاه حفاظت از بیش از حد دمای جداگانه، اغلب یک رله ایمنی یا محدود کننده دما متصل است.
برخلاف کنترل کننده PID، این وسیله ایمنی به منطق یا نرم افزار پیچیده وابسته نیست. دمای ثبت شده را به جای دمای سفر از پیش تعیین شده مقایسه می کند. در صورت رسیدن به حد مجاز، رله به طور خودکار عناصر گرمایش را خاموش می کند.
و این بسته دوست داشتنی مغز را از پاسخ جدا می کند. سیستم کنترل مسئول عملکرد فرآیند است، در حالی که مدار ایمنی یک سیستم حفاظتی مستقیم و تعیین کننده است.
تحمل خطا و استقلال
یکی از ویژگی های مهم رویکرد صفحه گرمایش ایمنی کنترل ترموکوپل دو عنصری، استقلال کامل دو کانال حسگر است.
خرابی کنترلر PID بر مدار ایمنی تأثیر نمی گذارد
مشکل سیم کشی در حلقه کنترل بر عنصر ایمنی تأثیر نمی گذارد
رانش یا تخریب یک قسمت از سنسور به قسمت دیگر گسترش نمی یابد
مدار ایمنی عمداً ساده است - اغلب به عنوان "گنگ اما کاملاً قابل اعتماد شناخته می شود. پیچیدگی کمتری دارد و بنابراین بادوام تر است. اگر سیستم های کنترل سطح بالایی از کار بیفتند، همچنان اقدامات محافظتی انجام می دهند.
این معماری سطح بالایی از ایمنی عملکردی را بدون نیاز به نصب ترموکوپل جداگانه ارائه میکند، بنابراین پیچیدگی مکانیکی و مسیرهای نشت احتمالی در سیستمهای مهر و موم شده را به حداقل میرساند.
کاربردهای سیستم های حرارتی صنعتی
ترموکوپلهای{0}}دو عنصری معمولاً در برنامههایی استفاده میشوند که به کنترل دقیق و خاموش کردن ایمنی جداگانه نیاز دارند. برخی از نمونه های معمولی عبارتند از:
کوره های صنعتی
ضدعفونی کننده ها
صفحات و پرس های گرم شده
تجهیزات پردازش شیمیایی
ترکیب کنترل و ایمنی در یک پروب، پیچیدگی طراحی سیستم را در چنین زمینههایی کاهش میدهد، اما همچنان با استانداردهای ایمنی مطابقت دارد.
مسائل طراحی و اجرا
عایق برق
سیم کشی و ابزار دقیق باید به اندازه کافی ایزوله باشند تا از اتصال دو عنصر ترموکوپل جلوگیری شود. برای حفظ یکپارچگی سیگنال، کانالهای ورودی جداگانه، شیلدینگ و روشهای زمین مورد نیاز است.
انتخاب رله های ایمنی
دستگاه حفاظت از دمای بیش از- باید به درستی رتبه بندی و راه اندازی شود. معمولاً از رله های ایمنی مکانیکی یا جامد با ویژگی های ایمن خرابی استفاده می شود، به طوری که از دست دادن توان یا نقص داخلی باعث خاموش شدن بخاری می شود.
کالیبراسیون و تایید
کالیبراسیون هر عنصر ترموکوپل باید به طور مستقل انجام شود، زیرا تلورانس های تولید و قرار گرفتن در معرض دما ممکن است واریانس های کوچکی ایجاد کند. تأیید دوره ای برای تأیید اینکه کانال های کنترل و ایمنی هنوز به طور دقیق و پاسخگو کار می کنند استفاده می شود.
نتیجه گیری
ترموکوپل{0}}دو عنصری روشی ساده و در عین حال قدرتمند برای ترکیب عملکردهای کنترل و ایمنی در یک دستگاه حسگر است. دو کانال اندازهگیری کاملاً مستقل در یک فرم فشرده، تنظیم قابل اطمینان دما و حفاظت از دمای بیش از-در آن واحد را ممکن میسازد.
در طراحی سیستم های حرارتی، ایمنی با جداسازی دقیق کنترل از حفاظت افزایش می یابد. این ایده در ترموکوپل-دو عنصری که بهینه سازی عملکرد و پیشگیری از خطر را به نقش های متفاوت اما مرتبط با یکدیگر تفکیک می کند، مثال زده شده است.
