Rozwiązywanie problemów 101: Dlaczego wytłaczarka nie osiąga temperatury

System ogrzewania, który nie osiąga swojej wartości zadanej, jest jedną z najbardziej zakłócających rzeczy, które mogą wydarzyć się w hali produkcyjnej. Maszyna nie działa, a wyświetlacz sterownika pokazuje wartość, która nie rośnie. Teraz czas dowiedzieć się dlaczego. Jeśli w systemie zastosowano grzejniki kasetowe 440 V, należy zastosować logiczne,-krok-podejście, aby szybko znaleźć problem. Zacznij od najprostszych i najczęstszych przyczyn, a następnie przejdź do bardziej skomplikowanych.

W pierwszej kolejności sprawdź zasilanie przy nagrzewnicy.


Badanie należy rozpocząć od źródła: energii elektrycznej dostarczanej do samego grzejnika. Grzejnik kasetowy o napięciu 440 V, aby działał prawidłowo, musi uzyskać pełne napięcie. Z powodu strat w linii, problemów z transformatorem lub niezrównoważonych faz napięcie mierzone bezpośrednio na zaciskach grzejnika może być znacznie niższe, np. 400 V zamiast 440 V. Jest tu duża różnica. Wzór P=V²/R pokazuje, że moc wyjściowa (w watach) jest bezpośrednio powiązana z kwadratem napięcia. Tak więc, gdy napięcie spadnie z 440 V do 400 V, moc wyjściowa spada o około 17%. Grzejnik o mocy 1000W będzie działał jedynie przy mocy 826W. Tak duża utrata mocy oznacza, że ​​system nie jest w stanie zrekompensować strat ciepła, co oznacza, że ​​nagrzewa się długo lub nie jest w stanie osiągnąć temperatury docelowej. Użyj multimetru o prawdziwej-RMS, aby sprawdzić napięcie na zaciskach grzejnika, gdy system żąda ogrzewania.

Krok 2: Sprawdź stan elementu grzejnego

Jeżeli napięcie zasilania jest prawidłowe kolejnym krokiem jest przetestowanie grzałki kasetowej poprzez odcięcie jej zasilania. Odłącz zasilanie i okablowanie grzejnika. Używając dobrego multimetru, sprawdź rezystancję grzejnika (w omach), podłączając go do dwóch linii zasilających. Skorzystaj z prawa Ohma, aby znaleźć rezystancję nominalną: R=V² / P, gdzie V to napięcie znamionowe (440 V), a P to moc znamionowa w watach.

Zmierzona rezystancja jest mniej więcej taka sama jak rezystancja obliczona, co oznacza, że ​​element grzejny prawdopodobnie nadal działa.

Zmierzona rezystancja jest znacznie wyższa. Oznacza to, że wewnętrzny drut oporowy ulega zniszczeniu, co może się zdarzyć, gdy utlenia się lub staje się cieńszy w gorącym punkcie. Zwiększa to rezystancję i zmniejsza pobór prądu oraz wytwarzanie energii. Grzejnik jest uszkodzony i nie działa tak dobrze, jak powinien.

Nieskończona zmierzona rezystancja (obwód otwarty): Przewód mierzący rezystancję jest przepalony na całej długości. Grzejnik jest uszkodzony i należy go wymienić.

Zmierzona rezystancja jest bardzo niska lub zerowa (zwarcie), co oznacza, że ​​cewka wewnętrzna jest zwarta z powłoką lub z samą sobą. Jest to poważna awaria, która zwykle powoduje natychmiastowe zadziałanie wyłącznika.

Krok 3: Sprawdź połączenia elektryczne i mechaniczne

Ludzie często zapominają o punktach końcowych, jednak są one częstą przyczyną awarii. Jeśli styki zacisków lub końcówki przewodów grzejnika kasetowego 440 V są luźne, zardzewiałe lub utlenione, będą miały znaczny opór. Opór ten wytwarza dużo ciepła na niewielkim obszarze poza strefą grzewczą. Ciepło może wrócić do grzejnika i uszkodzić ważną uszczelkę ceramiczną na końcu końcówki. Jeśli uszczelka zostanie uszkodzona, tlen z powietrza może przedostać się do środka, szybko utleniając i powodując korozję połączenia między drutem oporowym a przewodem, co ostatecznie spowoduje jego awarię. Poszukaj objawów wyładowania łukowego, odbarwienia lub stopionej izolacji na zaciskach. Upewnij się, że wszystkie połączenia są czyste, szczelne i zbudowane z nieuszkodzonymi występami.

Krok 4: Przyjrzyj się, jak współpracują ze sobą systemy termiczne i sterujące.

Jeśli kontrole elektryczne wypadną pomyślnie, problem może dotyczyć całego systemu:

Chroniczne niedoszacowanie/niemożność osiągnięcia wartości zadanej: Całkowita moc zainstalowanych grzałek (a co za tym idzie, całkowita gęstość mocy systemu) może nie wystarczyć do poradzenia sobie z masą termiczną cylindra wytłaczarki i utratą ciepła. Grzejniki po prostu nie mają wystarczającej mocy, aby zrekompensować straty i osiągnąć odpowiednią temperaturę.

Poważne przeregulowanie i cykliczne zmiany: System może w końcu się nagrzać, ale duże zmiany temperatury oznaczają problem ze sterowaniem lub niedopasowanie termiczne. Jeśli gęstość mocy na powierzchni grzejnika kasetowego jest zbyt wysoka dla danego zadania, może on przekazywać ciepło zbyt szybko, aby czujnik temperatury i sterownik mogły zareagować, co może powodować duże opóźnienie termiczne i przeregulowanie. Masa termiczna grzejnika i ustawienia strojenia PID sterownika mogą nie działać dobrze razem.

Krok 5: Spójrz na wzorce fizyczne i termiczne

Bardzo pomocna może być wizualna ocena zamontowanego już grzejnika. Jeśli jest to bezpieczne, wyjmij grzejnik. Spójrz na osłonę:

Jednolite odbarwienie: Jest to zwykle typowe i oznacza, że ​​ciepło jest równomiernie rozprowadzane.

Zlokalizowane gorące miejsce lub poważne przebarwienie na jednym końcu: Może to oznaczać problem wewnątrz grzejnika lub, co bardziej prawdopodobne, że w tym miejscu w otworze grzejnika znajduje się szczelina powietrzna. Zapobiega to przedostawaniu się ciepła do metalu, co powoduje przegrzanie grzejnika w tym miejscu.

Odbarwienie lub czernienie skupione na końcówce (zimnej) jest wyraźnym wskaźnikiem migracji ciepła. Oznacza to, że ciepło ze strefy aktywnej cofa się wzdłuż powłoki, ponieważ nie można go łatwo przenieść do otaczającego go metalu. Głównymi przyczynami tego stanu rzeczy są zbyt duży otwór montażowy (co utrudnia dopasowanie) lub gęstość mocy grzejnika, która jest po prostu zbyt duża w stosunku do zdolności materiału korpusu do przenoszenia ciepła.

Wniosek: rozsądny sposób diagnozowania

Skuteczne rozwiązywanie problemów polega na systematycznym eliminowaniu zmiennych. Zacznij od podstawowego wejścia elektrycznego (napięcie), następnie sprawdź część główną (opór grzejnika), przyjrzyj się ważnym połączeniom i dopasowaniu, a na koniec spójrz na architekturę systemu (gęstość watów i dynamika cieplna). Przestrzegając tej uporządkowanej kolejności sprawdzania zasilania, rezystancji i dopasowania mechanicznego, można szybko znaleźć i naprawić pierwotną przyczynę awarii ogrzewania, niezależnie od tego, czy jest to uszkodzony element, niedobór napięcia, wadliwe połączenie czy niedopasowanie projektowe, co pozwala skrócić przestoje i przywrócić produkcję na właściwe tory.