Системы управления и контроля
Опыт нашего многолетнего общения с заказчиками свидетельствует о том, что многие, стремясь сэкономить, недооценивают значение систем управления нагревом и в результате не получают качественного изделия.
Специфика ИК-нагрева состоит в том, что интенсивность излучения, а, следовательно, и температура на поверхности изделия определяется температурой излучающей поверхности нагревательного элемента. Так как ИК нагревательные устройства — это, преимущественно, открытые системы, подверженные воздействию окружающей среды и взаимному термическому влиянию ИК-излучателей, то температуры в разных участках излучающей поверхности могут отличаться значительно, что приводит к неравномерному нагреву изделия. Если градиент температур по поверхности нагрева не превышает допустимых для данного материала значений или в случае, когда теплопроводность нагреваемого изделия достаточно высока, чтобы нивелировать перепад температур, то в этих случаях можно использовать нерегулируемый нагрев.
Однако, в подавляющем большинстве случаев, для получения качественного изделия требуется равномерный нагрев, достижение которого возможно, только если учесть и скомпенсировать внешние воздействия на нагревательные элементы (ИК-излучатели). В наших нагревательных устройствах это достигается зонированием нагревающей поверхности и управлением температурой каждой зоны по заданному алгоритму или вручную, что определяется стабильностью внешних воздействий на нагреваемый объект.
Управление начального уровня
В зависимости от требуемой точности распределения температуры по изделию в один или несколько ИК-излучателей каждой зоны устанавливаются температурные датчики, фиксирующие локальную температуру поверхности излучения. Значения температуры каждой зоны передаются на измеритель-регулятор блока управления, который в соответствии с предварительно введенной программой подает сигнал на силовой модуль блока управления, корректирует величину напряжения каждой зоны нагрева, а соответственно мощность и интенсивность излучения.
Автоматизированная система управления и контроль за состоянием нагревательной системы
В отличие от управления по предварительно заданной программе распределения температур по поверхности изделия, данная система управления основана на автоматической корректировке мощности излучателей по значениям температур, снимаемых с поверхности изделия в процессе нагрева или на выходе из нагревательного устройства. Это позволяет полностью автоматизировать процесс, практически исключив из него человеческий фактор.
Управление мощностью ИК нагрева осуществляется по температуре излучающей поверхности излучателей каждой зоны панели ЭИП-Т. Сигналы с термодатчиков излучателей подаются на многоканальный скоростной измеритель-регулятор температуры блока управления БУ1, который с помощью модуля силового управляет подачей напряжения питания на зональные электрообогреватели, поддерживая заданную температуру излучателей (мощность ИК нагрева) каждой зоны. Точность настройки и поддержания температуры излучателей ПИД регулятором прибора составляет не более ±1,5 °С. Одновременно осуществляется защита излучателей от перегрева, а автоматика блока управления постоянно контролирует работоспособность излучателей и формирует сигнал «АВАРИЯ» (световой, звуковой) с указанием соответствующей зоны, если произойдет разрыв трехфазной цепи при выходе из строя (перегорании) одного из излучателей, или при коротком замыкании цепи.
Настройка температуры излучателей каждой зоны и параметров регулирования может осуществляться вручную с панели прибора, а также с панели встроенного в щит управления панельного программируемого логического контроллера, или с удаленного компьютера по встроенному интерфейсу RS-485. Контроль работы нагревательного устройства осуществляется визуально по индикации светодиодов соответствующих зон ИК нагрева на щите управления (мнемосхеме), с панели контроллера, а также с удаленного компьютера.
Специально разработанное программное обеспечение позволяет в режиме on-line контролировать и изменять температуры излучателей, вводить в терморегулятор из базы данных имеющиеся настройки зон нагрева под различные размеры и толщину нагреваемого материала, рассчитывать текущие удельные мощности ИК нагрева по зонам на поверхности материала, определять текущие процентные соотношения мощностей ИК нагрева по зонам с целью ускорения и оптимизации процесса настройки.
Важной частью систем управления является также контроль работоспособности каждого излучателя и системы в целом. Система защищает излучатели от перегрева, в случае выхода из строя одного из излучателей, разрыва электрической цепи или короткого замыкания Блок управления немедленно информирует об этом световым и звуковым сигналом.
Для ввода и хранения файлов настроек для различных режимов нагрева, а также для контроля и управления нагревательной системой, в том числе с удаленного компьютера, блоки управления могут комплектоваться панельными контролерами и интерфейсом RS-485.