ویژگی های اینرسی حرارتی سرامیکی: راهنمای تنظیم پارامتر PID ترموکوپل برای انتشار حرارت آهسته و تثبیت دما با تاخیر
پس از جایگزینی بخاریهای میکای سنتی با بخاریهای باند سرامیکی، بسیاری از خطوط تولید با مشکلات تطبیق کنترل دما مواجه هستند. پس از تنظیم مقدار تنظیم شده، دما به آرامی تغییر می کند و در مرحله دمای ثابت به راحتی می توان بیش از حد و نوسان رخ داد. بیشتر پرسنل اشکالزدایی مستقیماً از پارامترهای PID کلاسیک قابل استفاده برای بخاریهای اینرسی کم-استفاده میکنند که منجر به اثر کنترل دما همیشه ناپایدار میشود. با توجه به تجربه آزمایش حرارتی صنعتی، دلیل اساسی این پدیده، ویژگیهای منحصربهفرد ذخیرهسازی حرارت و اینرسی حرارتی ماژولهای سرامیکی است که قانون افزایش و کاهش دما سیستم گرمایش را کاملاً تغییر میدهد و نیاز به تنظیم پارامتر حلقه بسته هدفمند ترموکوپل- دارد.
ماژولهای سرامیکی با چگالی بالا، متفاوت از مواد عایق میکا و لاستیکی با جرم حرارتی کم، عملکرد ذخیرهسازی حرارت عالی دارند. در مرحله گرمایش و افزایش دما مقدار زیادی گرما در داخل ساختار سرامیکی ذخیره می شود. پس از قطع برق گرمایش، گرمای باقیمانده در داخل سرامیک به سمت بیرون هدایت میشود و در نتیجه دمای ماتریس تجهیزات افزایش مییابد و افزایش دما آشکار میشود. در مرحله شروع گرمایش، ماژول سرامیکی باید ابتدا مقدار زیادی گرما را جذب کند تا به حالت اشباع حرارتی برسد و در نتیجه واکنش دما کند و تثبیت دما با تاخیر مواجه شود.
ترموکوپل تنها منبع سیگنال برای کنترل کننده PID برای ارزیابی وضعیت دما است. خصوصیات تاخیری اینرسی حرارتی سرامیکی باعث می شود که منحنی بازخورد دما از منحنی توان خروجی عقب بماند. اگر کنترل کننده مطابق با پارامترهای پاسخ سریع هیترهای میکا کار کند، سیستم به دلیل افزایش آهسته دما در مراحل اولیه، به طور مداوم قدرت را افزایش می دهد و گرمای باقیمانده بیش از حد باعث افزایش شدید بیش از- دما پس از رسیدن به مقدار تنظیم شده می شود. در مرحله دمای ثابت، به دلیل عدم تطابق پارامترهای انتگرال و دیفرانسیل، نوسانات مکرر دما با دامنه کوچک- رخ خواهد داد.
تنظیم هدفمند حرفه ای می تواند مشکل انطباق اینرسی حرارتی بخاری های سرامیکی را به طور کامل حل کند. کاهش مناسب بهره متناسب کنترلر می تواند از خروجی بیش از حد توان ناشی از بازخورد دما با تاخیر جلوگیری کند. تمدید زمان حذف یکپارچه می تواند حالت دمای ثابت را تثبیت کند و نوسانات دامنه کوچک را حذف کند. تطبیق پارامترهای فیلتر با فرکانس پایین برای سیگنالهای ترموکوپل میتواند نوسانات دقیق حسگر حرارت تابشی را هموار کند و پایداری دما را بیشتر بهبود بخشد.
|
نوع بخاری |
درجه جرم حرارتی |
PID Max Overshoot تنظیم نشده است |
زمان تثبیت تنظیم شده |
چرخه نمونه برداری ترموکوپل بهینه |
محدوده نوسان دمای ثابت |
|---|---|---|---|---|---|
|
بخاری باند سرامیکی |
بالا |
8.5 درجه |
180s |
1.2s |
0.4 ± درجه |
|
بخاری میکا باند |
کم |
3.2 درجه |
45s |
0.3s |
1.1 ± درجه |
|
بخاری آب بندی فلزی |
متوسط |
4.8 درجه |
75s |
0.6s |
± 0.8 درجه |
تنظیم معقول PID و تطابق پارامتر ترموکوپل میتواند مزیت گرمایش یکنواخت اینرسی حرارتی بالا بخاریهای سرامیکی را به حداکثر برساند، نقصهای تاخیر حرارتی را به مزایای گرمایش پایدار تبدیل کند و عملکرد دمای ثابت با دقت پایین-و با دقت بالا{{1} را درک کند. طرحهای تنظیم پارامتر سفارشیشده را میتوان با توجه به حجم تجهیزات، مواد بشکه و چرخه فرآیند تولید برای انطباق با سناریوهای مختلف گرمایش دمای بالا، فرمولبندی کرد.
