في نظام المجرى الساخن، تشير "الحلقة الأرضية" إلى ظاهرة حيث يؤدي اختلاف الجهد بين نقاط التأريض المتعددة إلى تشكيل تيار دائرة مغلقة داخل الأسلاك الأرضية، وبالتالي إدخال التداخل الكهرومغناطيسي. يؤثر هذا التداخل بشكل مباشر على استقرار نظام التحكم في درجة حرارة العداء الساخن، والذي يظهر على شكل تقلبات في درجة الحرارة، أو تنظيم PID غير طبيعي، أو حتى إيقاف تشغيل النظام بشكل زائف. تعتبر هذه المشكلة بالغة الأهمية بشكل خاص في الأنظمة المعقدة التي تشتمل على تجاويف متعددة وتحكم في درجة حرارة المناطق- المتعددة.
1. لماذا تكون أنظمة الجري الساخن عرضة للحلقات الأرضية؟
تمتلك أنظمة التشغيل السريع عادةً الخصائص التالية، مما يجعلها بيئات عرضة لمشاكل الحلقة الأرضية:
هيكل التأريض متعدد النقاط-:
يشتمل نظام التشغيل الساخن غالبًا على مكونات متعددة-مثل آلة التشكيل بالحقن، ووحدة التحكم في درجة الحرارة، وجسم القالب، وعناصر التسخين المتعددة-يمكن تأريض كل منها بشكل مستقل عبر مصدر الطاقة، أو إطار الماكينة، أو نظام التبريد، وبالتالي إنشاء نقاط تأريض متميزة متعددة.
إرسال الإشارة لمسافات طويلة-:
غالبًا ما تمتد المزدوجات الحرارية وكابلات التسخين التي تربط وحدة التحكم في درجة الحرارة بالفوهات الساخنة على عدة أمتار. إذا تم تأريض طبقات الحماية لهذه الكابلات عند كلا الطرفين، فيمكنها بشكل فعال تشكيل هوائي حلقي كبير-بالنسبة إلى الأرض الأرضية، وبالتالي التقاط تداخل المجال المغناطيسي عند تردد خط الطاقة.
-متطلبات القياس عالية الدقة:
تعمل الإشارات الحرارية على مستوى الميليفولت؛ وبالتالي، حتى الجهد المستحث الضئيل يمكن أن يؤدي إلى انحراف في القياس بمقدار ±1 إلى 3 درجات، مما يؤدي إلى التحكم غير المستقر في درجة الحرارة.
المظهر النموذجي: لاحظ أحد العملاء أن درجة الحرارة في المنطقة 3 كانت أعلى باستمرار من المتوقع بدرجتين. كشف استكشاف الأخطاء وإصلاحها أن وحدة التحكم في درجة الحرارة وخزانة القالب تم تأريضهما بشكل منفصل؛ كان هناك فرق جهد قدره 0.8 فولت بين هاتين النقطتين، مما أدى إلى إنشاء تيار متداول يتداخل مع خطوط الإشارة.
2. كيف يمكن التعرف على وجود تداخل في الحلقة الأرضية؟ يمكن استخدام الظواهر التالية للحكم الأولي:
|
ظاهرة |
السبب المحتمل |
|
تقلب متزامن لدرجة الحرارة متعدد القنوات (على سبيل المثال، تغير دوري بمقدار ±2 درجة) |
الناجمة عن المجال المغناطيسي تردد الطاقة 50 هرتز، وخصائص حلقة نموذجية |
|
يوجد خلل في التحكم في درجة الحرارة في منطقة معينة فقط، ولكن اكتشاف المكونات أمر طبيعي |
مسار التأريض المحلي غير طبيعي |
|
تستقر درجة الحرارة بعد فصل طبقة الحماية لخط إشارة معين |
تشكل طبقة التدريع حلقة |
|
يتم تقليل التداخل في الليل أو أثناء فترات التحميل المنخفضة |
يتعلق بتشغيل معدات أخرى عالية الطاقة-في المصنع |
Detection Recommendation: Use a true RMS multimeter to measure the AC voltage between different grounding points. If >1 فولت تيار متردد، هناك فرق محتمل كبير.
3. الطريقة الأساسية لحل حلقات التأريض للعداء الساخن
الطريقة الأولى: نقطة تأريض -مفردة (مستحسن)|قم بتوحيد نقاط التأريض لنظام العداء الساخن بأكمله (بما في ذلك صندوق التحكم في درجة الحرارة والعفن) إلى نفس حصة التأريض، مما يؤدي إلى قطع مسار الاختلاف المحتمل بين نقاط متعددة.
النقاط التشغيلية الرئيسية:
الطريقة الأولى: قم بتوصيل طرف تأريض صندوق التحكم في درجة الحرارة بنقطة تأريض خزانة القالب باستخدام كابل مقاومة -منخفض.
2: قم بتركيب فلنجات عازلة لعزل مسارات التأريض الأخرى على جانب القالب (مثل أنابيب مياه التبريد).
3: قم بتأريض طبقة حماية خط الإشارة فقط عند نهاية صندوق التحكم في درجة الحرارة، مع ترك الطرف الآخر معلقًا.
الطريقة الثانية: عزل الإشارة
أضف مضخم عزل أو وحدة عزل optocoupler إلى دائرة التحكم في المزدوجات الحرارية أو التدفئة لقطع تيار الحلقة الأرضية فعليًا مع الحفاظ على نقل الإشارة.
السيناريوهات القابلة للتطبيق: المصانع القديمة أو أنظمة القوالب المشتركة حيث يكون التأريض بنقطة واحدة- غير ممكن.
الطريقة الثالثة: تحسين الأسلاك والحماية
استخدم كابلات محمية - مزدوجة، بحيث تكون الطبقة الخارجية متصلة بالأرض والطبقة الداخلية متصلة بأرضية الإشارة من أحد طرفيها.
يجب توجيه خطوط الإشارة وخطوط الكهرباء في حوامل كابلات منفصلة، بحيث تتقاطع بشكل عمودي عند تقاطعها.
تقصير مسار الإشارة وتقليل مساحة الحلقة.
النتائج التجريبية: قام مصنع قوالب الأجهزة المنزلية، من خلال تعديل "نقطة التأريض المفردة + التأريض النهائي المفرد- لطبقة التدريع"، بتقليل تقلبات درجة الحرارة من ±3.5 درجة إلى ±0.8 درجة وتقليل معدل الخردة بنسبة 40%.
نتائج المثال: 4. توصيات التصميم الوقائي
بالنسبة للأنظمة المنشأة حديثًا، قم بإعطاء الأولوية لاستخدام خزانات التحكم المركزية في درجة الحرارة مع نظام تأريض موحد.
أثناء مرحلة تصميم القالب، قم بحجز مساحة لقضيب التأريض لتسهيل التكامل في المستقبل.
مراقبة الفرق المحتمل بين نقاط التأريض المختلفة بشكل دوري؛ يوصى بالتكرار مرة واحدة كل ستة أشهر.
ملحوظة: لا تقم مطلقًا بإضافة نقاط التأريض بشكل تعسفي باسم "السلامة"؛ يعد التأريض غير الصحيح أكثر خطورة من عدم التأريض على الإطلاق.
