Nowoczesne wtryskarnie są wypełnione źródłami zakłóceń elektromagnetycznych: przemiennikami częstotliwości, serwomotorami, nagrzewnicami indukcyjnymi i komunikacją bezprzewodową. Mogą one zakłócać sygnały termopary-o niskim poziomie, powodując błędne odczyty, niestabilność sterownika i wady produkcyjne. W artykule przedstawiono systematyczne podejście do identyfikacji i eliminacji szumu sygnału.
Identyfikacja objawów hałasu. Hałas objawia się szybkimi wahaniami odczytów temperatury (skoki lub oscylacje) bez odpowiednich zmian w mocy grzejnika, odczytami przeskakującymi między dwiema wartościami lub sterownikami, które często wyzwalają alarmy pomimo stabilnych warunków procesu. Jeśli wahania temperatury korelują z działaniem innego sprzętu (np. poruszaniem się ramienia robota lub uruchamianiem silnika), źródłem prawie na pewno są zakłócenia elektromagnetyczne.
Typowe źródła hałasu. Głównymi winowajcami są-przewody grzejne dużej mocy.-Ułożenie przewodów termopary równolegle do przewodów grzejnych na długości ponad 30 cm powoduje znaczne zakłócenia o częstotliwości 50/60 Hz. Przemienniki częstotliwości w jednostkach wtryskowych generują szum o szerokim-zakresie widma. Sprzęt spawalniczy, nadajniki radiowe, a nawet telefony komórkowe mogą powodować zakłócenia. Pętle uziemiające,-w których ekran termopary jest uziemiony na obu końcach,-wytwarzają prądy cyrkulacyjne, które dodają szum do sygnału.
Krok 1: Oddziel kable sygnałowe i zasilające. Pierwszą i najskuteczniejszą metodą jest separacja fizyczna. Zachowaj odległość co najmniej 30 cm pomiędzy kablami termopary a kablami zasilającymi grzejnika. Jeżeli skrzyżowanie jest nieuniknione, należy je skrzyżować pod kątem 90 stopni, aby zminimalizować sprzężenie indukcyjne. Należy używać oddzielnych korytek lub kanałów kablowych dla sygnału i zasilania. Ten prosty krok rozwiązuje większość problemów związanych z hałasem.
Krok 2: Ulepsz ekranowanie. Standardowy kabel ekranowany może nie wystarczyć w-środowiskach o wysokim poziomie hałasu. Zmień na kable-podwójnie ekranowane z ekranowaniem foliowym i plecionkowym. Podłącz ekran zewnętrzny do uziemienia, a ekran wewnętrzny do uziemienia sygnałowego tylko na jednym końcu. Upewnij się, że pokrycie ekranu wynosi co najmniej 90%-oplotowe osłony są skuteczniejsze niż sama folia.
Krok 3: Sprawdź uziemienie. Uziemić ekran tylko po stronie sterownika. W przypadku uziemienia na obu końcach tworzy się pętla uziemienia. Upewnij się również, że podstawa formy ma dedykowane uziemienie z rezystancją<1 ohm. For grounded thermocouples, use controllers with isolated inputs to break potential ground loops.
Krok 4: Przejdź na nieuziemione termopary. Uziemione termopary są bardziej podatne na zakłócenia, ponieważ osłona jest elektrycznie połączona ze złączem. W środowiskach o wysokim-zakłóceniu nieuziemione czujniki zapewniają lepszą odporność na zakłócenia, mimo że reagują nieco wolniej.
Krok 5: Dodaj rdzenie ferrytowe. Umieść rdzenie ferrytowe (tłumiki EMI) wokół kabla termopary w pobliżu wejścia sterownika. Ferryty tłumią-szum o wysokiej częstotliwości powyżej 10 MHz. Wybierz ferryty o impedancji odpowiedniej do widma częstotliwości hałasu w Twojej instalacji.
Krok 6: Dostosuj filtrowanie kontrolera. Kontrolery posiadają regulowane filtry cyfrowe. Zwiększanie stałej czasowej filtra wygładza szum, ale spowalnia reakcję. Znajdź równowagę-zacznij od 50 ms dla dysz, 100 ms dla kolektorów i zwiększaj tylko wtedy, gdy hałas nie ustąpi.
Krok 7: Użyj izolowanych wejść. Jeśli sterownik nie ma izolowanych wejść termopary, rozważ dodanie izolowanych modułów kondycjonowania sygnału pomiędzy termoparą a sterownikiem. Przerywają one fizycznie ścieżkę elektryczną, eliminując pętle uziemienia i szum-w trybie wspólnym.
Weryfikacja. Po zastosowaniu poprawek należy za pomocą oscyloskopu obejrzeć sygnał termopary na wejściu sterownika. Czysty sygnał powinien wykazywać mniej niż 0,5 stopnia szumu-do{4}}szczytu. Udokumentuj poziom hałasu przed i po, aby móc z niego skorzystać w przyszłości.
