Осцилиращата баня
Линия за никелиране работи с PTFE нагревателни плочи с пневматични контролни клапани. Зададената точка от 60 градуса създава температура, която варира между 57 градуса и 63 градуса на всеки 12 минути. Изходът на контролера изглежда стабилен на панела, но ваната не стои неподвижно. Вентилът има хистерезис-отваря се до една позиция, когато сигналът се повиши, но не се връща в същата позиция, когато сигналът спадне. Мъртвата зона създава циклична верига, която контролерът не може да прекъсне. Качеството на покритието варира в зависимост от промяната на температурата.
Как хистерезисът създава цикъла
Пневматичните клапани имат механично триене, което създава мъртва зона. Когато контролерът поиска повече топлина, вентилът се отваря. Когато изисква по-малко, вентилът не се затваря до същата позиция за същия сигнал. Отместването създава 5-15% мъртва зона. Температурата се колебае, докато вентилът се движи между две позиции, като нито една не доставя правилната топлина. Периодът на цикъла зависи от размера на мъртвата зона - по-големите мъртви зони създават по-дълги, по-широки колебания. В едно съоръжение 10% мъртва зона създава колебания от ±2,5 градуса за 12-минутен цикъл.
| Хистерезис на клапана | Температурна мъртва зона | Период на колоездене | Влияние върху качеството на покритието |
|---|---|---|---|
| <3% (good) | <0.5°C | Няма | Без забележим ефект |
| 3-5% (справедливо) | 0,5-1,0 градуса | 5-10 минути | Незначителна вариация на дебелината |
| 5-10% (слабо) | 1,0-2,5 градуса | 10-20 минути | Значителен процент на отказ |
| >10% (критично) | >2,5 градуса | 15-30 минути | Неприемлива вариация |
Три корекции, които работят
Разстройване на контролеразабавя реакцията достатъчно, че контролерът да спре да преследва хистерезиса. Намаляването на пропорционалното усилване и увеличаването на интегралното време стабилизира цикъла. Едно съоръжение намалява температурните колебания от ±2,5 градуса до ±0,8 градуса с 15-минутна настройка на контролера - нулеви разходи за части.
Надстройка на позиционерапринуждава клапана да достигне зададената позиция, независимо от хистерезиса. Допълнителният-позиционер струва $500-1500 и намалява хистерезиса със 70-90%. За вентили с 5-10% мъртва зона това обикновено е достатъчно.
Смяна на клапанима смисъл само когато хистерезисът надвишава 15% или вентилът е механично износен. Нов позиционен клапан струва $2000-4000, но осигурява 90-95% елиминиране на хистерезиса.
Пряк път за повторно калибриране на полето
20-минутно повторно калибриране често решава проблема, без да купувате нищо. Изолирайте вентила, приложете пълен въздух и позиция за нота, постепенно намалете до нула и позиция за нота, повторете 2-3 пъти, за да картографирате хистерезисната крива, след това регулирайте предварителното натоварване на пружината, за да минимизирате мъртвата зона. Съоръжение, използващо тази процедура, намали температурните колебания от ±2,5 градуса до ±1,2 градуса за един час. Поправката продължи 14 месеца, преди да се наложи повторение.
Кои клапани реагират на корекции
Пружинните-възвратни клапани са най-големите нарушители-силата на пружината добавя хистерезис. Буталните-двойно{4}}действащи клапани имат по-малък хистерезис, тъй като силата е балансирана. Балансираните регулиращи вентили също намаляват хистерезиса. За нови инсталации, определянето на двойно{7}}действащи бутални клапани елиминира най-честия източник на хистерезис. За съществуващите пружинни-възвратни клапани надграждането на позиционера е най-практичното решение.
Практическа последователност за отстраняване на неизправности
Започнете с повторно калибриране. Нулеви разходи, 20 минути, често достатъчни. Ако цикълът продължава, разстройте контролера-друга опция с нулеви{4}}разходи. Ако цикълът все още работи, добавете позиционер. Съоръжение, проследяващо тази последователност, установи, че 60% от случаите са разрешени само с повторно калибриране, 30% изискват позиционер и само 10% се нуждаят от смяна на клапан. Общите разходи за разрешаване бяха с 80% по-ниски от подмяната на всички клапани предварително. Ключът е методичната прогресия-а не скачането направо към замяна, което рядко е необходимо. За съоръжението, което вдъхнови тази статия, повторното калибриране реши проблема в два от трите резервоара, а позиционерите поправиха третия. 12-минутният цикъл на трептене изчезна и качеството на покритието се стабилизира в рамките на спецификацията във всичките три линии.
