Jak pętle uziemienia sygnału termopary generują powtarzający się szum temperaturowy

Zakłócenia w pętli uziemienia to wyjątkowe i trudne-do-usunięcia zakłóceń sygnału w-okablowaniu termopary na duże odległości. Niespójny potencjał uziemienia pomiędzy ramą formy a szafą sterującą temperaturą powoduje, że przemienny prąd błądzący nakłada się na sygnały termoelektryczne o poziomie mikrowoltów. Na produkcji występują nieregularne skoki temperatury, ponieważ pierwotna przyczyna pętli uziemienia nie została usunięta przez pracowników zajmujących się konserwacją wielokrotnie wymieniających termopary i moduły filtrów. W artykule opisano logikę generowania pętli masy, metody identyfikacji oraz strategie całkowitej eliminacji.

Mechanizm tworzenia pętli uziemienia

Rama ze stali gorącokanałowej jest podłączona do przewodu uziemiającego maszyny wtryskowej, a szafa kontroli temperatury ma własny przewód uziemiający do dystrybucji mocy. Dwa zaciski uziemiające mają niewielką różnicę potencjałów (0,1 ~ 0,5 V AC) ze względu na nierównowagę obciążenia produkcyjnej sieci energetycznej. Jeśli oplot ekranujący termoparę jest uziemiony zarówno w skrzynce przyłączeniowej formy, jak i na listwie zaciskowej szafy, pomiędzy dwoma oddzielnymi potencjałami uziemienia istnieje zamknięta pętla przewodząca. W metalowej warstwie ekranującej występuje przemienny prąd krążący, który powoduje dodatkowy szum przemienny miliwoltowy w wewnętrznych drutach ze stopu termopary i wytwarza losowe wahania temperatury w zakresie ±1–3 stopni bez regularnego wzoru.

Trzy typowe sytuacje z zakłóceniami pętli uziemienia:

1. Duże formy wielo-gniazdowe z wiązkami przewodów o długości ponad 8 metrów do połączenia z niezależną wtryskarką i oddzielnym uziemieniem szafy sterowniczej.

2. Kilka wtryskarek jest podłączonych do jednej publicznej szyny uziemiającej. Wahania prądu sieci powodują różnicę potencjałów pomiędzy uziemieniami urządzeń.

3. Formy gorącokanałowe z rurami chłodzącymi podłączonymi do podziemnych metalowych rur wodociągowych, zwiększając potencjał uziemienia błądzącego.

Kroki umożliwiające szybką diagnostykę-na miejscu usterek pętli uziemienia

1. Zwróć uwagę na zasady wahań temperatury: gdy jednocześnie pracuje wiele stref grzewczych, hałas jest duży; gdy nagrzewa się pojedyncza strefa grzewcza, hałas jest niewielki; nie ma to nic wspólnego z czyszczeniem lub wymianą termopary.

2. Usuń jeden koniec przewodu uziemiającego oplotu ekranującego (wystarczy jedno-punktowe uziemienie szafy); jeśli zakłócenia temperaturowe całkowicie znikną, pętla masy zostanie potwierdzona.

3. Używając multimetru w trybie napięcia prądu przemiennego, zmierz napięcie prądu przemiennego pomiędzy ramą formy a połączeniem uziemienia szafy. Odczyt powyżej 0,05 V weryfikuje różnicę potencjałów tworzącą pętlę.

Warstwowe rozwiązania eliminujące trudności wdrożeniowe

1. Rozwiązanie podstawowe: jednopunktowe-uziemienie oplotu ekranującego termoparę

Podłącz metalowy oplot ekranujący do zacisku uziemiającego w szafie sterowniczej temperatury; odciąć cały kontakt uziemiający oplotu ze skrzynką przyłączeniową formy, stalą formy lub ramą maszyny. Eliminuje to pętlę zamkniętą dla prądu błądzącego, co jest najczęściej stosowaną standardową specyfikacją okablowania dla wszystkich systemów gorącokanałowych.

2. Możliwość podwójnego uziemienia dzięki nieuniknionej izolacji różnicy potencjałów

W przypadku, gdy projekt procesu wymaga uziemienia ekranu po stronie formy, należy zainstalować izolowane moduły konwertera sygnału pomiędzy przedłużaczami a kanałami szafy, aby przerwać transmisję prądu błądzącego DC/AC, zachowując jednocześnie transmisję sygnału temperatury. Szafa sterownicza jest wyposażona w niezależny izolowany zasilacz, aby uniknąć zakłóceń wynikających ze zmian potencjału uziemienia sieci.

3. Optymalizacja uziemienia zakładowej sieci energetycznej.

Szyna uziemiająca wszystkich urządzeń do formowania wtryskowego i szaf kontroli temperatury jest zunifikowana w tym samym głównym stosie uziemiającym o niskiej rezystancji. Oddziel okablowanie uziemienia zasilania i zasygnalizuj słaby prąd uziemienia, aby uniknąć zanieczyszczenia potencjału uziemienia prądu obciążenia. Dodaj cewki z filtrem szumów doziemnych do wlotu zasilania urządzeń z gorącymi kanałami, aby zminimalizować różnicę potencjałów prądu przemiennego między uziemieniami urządzeń.

Specyfikacje zabraniające okablowania w celu uniknięcia ponownego wystąpienia pętli uziemienia
• Zabrania się owijania oplotu ekranującego termoparę nad śrubami ze stali formierskiej i ramą maszyny w celu uziemienia;
• Nie mocować oplotu ekranującego do metalowych złączy rur wody chłodzącej, wsporników rurociągu hydraulicznego i innych pomocniczych konstrukcji metalowych.
• W przypadku wielo-zintegrowanych skrzynek przyłączeniowych wszystkie oploty ekranujące kanały powinny być podłączone do jednego zacisku uziemiającego w skrzynce, bez rozproszonego uziemienia wielo-punktowego na płycie formy.

Dodatkowa kompatybilność przeciwzakłóceniowa-

Co więcej, po przerwaniu pętli masy, pozostały szum elektromagnetyczny jest dodatkowo tłumiony przez przedłużacze-z podwójną warstwą ekranującą i moduły mikrofiltrów sygnału, a krzywe odczytu temperatury termopary są w pełni stabilizowane w zakresie wahań ±0,5 stopnia.