स्क्वायर कार्ट्रिज हीटर के लिए तापमान नियंत्रण रणनीतियाँ
एक हॉट रनर प्रणाली हर बार चक्र चलाते समय तापमान को 30 डिग्री तक बढ़ा देती है। हिस्से जलने और छींटों के निशान के साथ बाहर आ जाते हैं। संचालक इसके लिए हीटरों को दोषी मानते हैं। लेकिन हीटर ठीक हैं. तापमान नियंत्रक ही असली समस्या है. 6x6 मिमी वर्ग कार्ट्रिज हीटर को नियंत्रित करने के लिए यह समझने की आवश्यकता है कि ये छोटे, तेज़ प्रतिक्रिया देने वाले तत्व कैसे व्यवहार करते हैं। कॉम्पैक्ट हीटरों के साथ मानक नियंत्रण विधियाँ अक्सर विफल हो जाती हैं।
कार्ट्रिज हीटर, अपनी प्रकृति से, कम तापीय द्रव्यमान वाले होते हैं। 6x6 मिमी वर्गाकार हीटर का वजन प्रति सेंटीमीटर लंबाई केवल कुछ ग्राम होता है। यह कुछ ही सेकंड में गर्म हो जाता है और लगभग उतनी ही जल्दी ठंडा भी हो जाता है। जब सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है तो यह तेज़ प्रतिक्रिया एक लाभ है, लेकिन यह खराब नियंत्रण रणनीतियों को दंडित करती है। एक बड़े बैंड हीटर के लिए पर्याप्त रूप से काम करने वाला ऑन-ऑफ नियंत्रक एक छोटे कार्ट्रिज हीटर के साथ तापमान में भारी उतार-चढ़ाव का कारण बनेगा।
आनुपातिक {{0}अभिन्न -व्युत्पन्न नियंत्रण, जिसे सार्वभौमिक रूप से पीआईडी के रूप में जाना जाता है, कार्ट्रिज हीटर अनुप्रयोगों के लिए मानक समाधान है। एक ठीक से ट्यून किया गया पीआईडी नियंत्रक पूरी तरह से चालू और बंद करने के बजाय लगातार बिजली समायोजित करता है। जब तापमान सेटपॉइंट से दूर होता है तो यह अधिक शक्ति लागू करता है और सेटपॉइंट के करीब आने पर पावर कम कर देता है। इसका परिणाम न्यूनतम ओवरशूट के साथ स्थिर तापमान है।
6x6 मिमी वर्ग कार्ट्रिज हीटर के लिए पीआईडी नियंत्रक को ट्यून करने के लिए हीटर के समय स्थिरांक पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। बिजली में एक कदम परिवर्तन के बाद हीटर को अपने अंतिम तापमान के 63 प्रतिशत तक पहुंचने के लिए यह आवश्यक समय है। एक अच्छी तरह से फिट किए गए स्लॉट में एक छोटे कार्ट्रिज हीटर के लिए, समय स्थिरांक केवल 5 से 15 सेकंड हो सकता है। कई नियंत्रक बड़े हीटरों के लिए उपयुक्त समय स्थिरांक को डिफ़ॉल्ट करते हैं और तेज़ हीटरों के साथ बुरी तरह से दोलन करेंगे।
आधुनिक नियंत्रकों पर ऑटोट्यून फ़ंक्शन मदद करते हैं, लेकिन मैन्युअल सत्यापन की अनुशंसा की जाती है। ऑटोट्यून पूर्ण होने के बाद, तापमान प्रतिक्रिया का निरीक्षण करें। एक अच्छी तरह से ट्यून किया गया सिस्टम 2 या 3 डिग्री से अधिक ओवरशूटिंग किए बिना सेटपॉइंट पर आसानी से पहुंचता है। यदि ओवरशूट 5 डिग्री से अधिक है, तो आनुपातिक लाभ बहुत अधिक होने की संभावना है। यदि तापमान लगातार दोलन करता है, तो अभिन्न समय संभवतः बहुत कम है।
चक्र समय एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर है। कई ठोस-स्टेट रिले और संपर्ककर्ताओं के पास न्यूनतम अनुशंसित चक्र समय होता है। 6x6 मिमी वर्ग हीटर के लिए, 1 से 2 सेकंड का चक्र समय अच्छा काम करता है। लगभग 0.5 सेकंड का छोटा चक्र समय सहज नियंत्रण प्रदान करता है लेकिन रिले जीवन को छोटा कर सकता है। 5 सेकंड से अधिक लंबा चक्र समय ध्यान देने योग्य तापमान तरंग का कारण बनता है क्योंकि हीटर के पास पावर पल्स के बीच काफी ठंडा होने का समय होता है।
सेंसर प्लेसमेंट नाटकीय रूप से नियंत्रण गुणवत्ता को प्रभावित करता है। कार्ट्रिज हीटर के करीब रखा गया थर्मोकपल या आरटीडी तुरंत प्रतिक्रिया करता है और सख्त नियंत्रण की अनुमति देता है। लेकिन सेंसर को बहुत करीब रखना, जैसे सीधे हीटर शीथ को छूना, वर्कपीस के तापमान के बजाय हीटर के तापमान को मापता है। आदर्श स्थान हीटर के 3 से 5 मिलीमीटर के भीतर है, जो वर्कपीस सामग्री में एम्बेडेड है। यह स्थिति हीटर प्रभाव और वर्कपीस थर्मल प्रतिक्रिया दोनों को पकड़ती है।
बहु-ज़ोन नियंत्रण अतिरिक्त जटिलता प्रस्तुत करता है। जब एक ही प्लेटन या मोल्ड में एकाधिक 6x6 मिमी वर्ग हीटर स्थापित किए जाते हैं, तो प्रत्येक क्षेत्र का अपना तापमान सेंसर और नियंत्रण लूप होना चाहिए। निकटवर्ती क्षेत्र ऊष्मीय रूप से परस्पर क्रिया करते हैं। एक क्षेत्र से ऊष्मा पड़ोसी क्षेत्रों में प्रवाहित होती है। यदि इस पर ध्यान नहीं दिया गया तो यह क्रॉस युग्मन नियंत्रण में अस्थिरता पैदा कर सकता है। कुछ उन्नत नियंत्रकों में डिकॉउलिंग एल्गोरिदम शामिल हैं जो ज़ोन के बीच थर्मल इंटरैक्शन की भरपाई करते हैं।
व्यावहारिक अनुभव से पता चलता है कि कई उपयोगकर्ता अपने नियंत्रकों को बहुत आक्रामक तरीके से सेट करते हैं। तेजी से गर्मी बढ़ाने की इच्छा से उच्च आनुपातिक लाभ और कम अभिन्न समय प्राप्त होता है। इसके परिणामस्वरूप ओवरशूट के बाद अंडरशूट होता है, जिससे स्थिर तापमान तक पहुंचने का समय बढ़ जाता है। मध्यम लाभ के साथ एक सौम्य दृष्टिकोण अक्सर समग्र रूप से तेजी से निर्धारित बिंदु तक पहुंचता है क्योंकि यह दोलन से बचता है। रूढ़िवादी ट्यूनिंग के साथ शुरुआत करने और धीरे-धीरे बढ़त बढ़ाने से आक्रामक शुरुआत करने और पीछे हटने की तुलना में बेहतर परिणाम मिलते हैं।
पावर लिमिटिंग हीटर और वर्कपीस दोनों की सुरक्षा करती है। एक 6x6 मिमी वर्ग कार्ट्रिज हीटर लगातार पूरी शक्ति केवल तभी प्रदान कर सकता है जब उसे धातु में ठीक से एम्बेड किया गया हो। यदि हीटर आंशिक रूप से खुला है या यदि माउंटिंग स्लॉट खराब तरीके से फिट बैठता है, तो पूरी शक्ति ओवरहीटिंग का कारण बनेगी। नियंत्रक में अधिकतम शक्ति सीमा निर्धारित करने से इसे रोका जा सकता है। एक कुएं पर स्थापित हीटर के लिए एक सामान्य सीमा रेटेड पावर का 80 प्रतिशत है। संदिग्ध स्थापनाओं के लिए, 50 प्रतिशत अधिक सुरक्षित हो सकता है।
तापमान प्रोफाइलिंग से जटिल तापीय आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों को लाभ मिलता है। एक प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्ड को गर्म करने, पकड़ने और ठंडा करने के चरणों के दौरान अलग-अलग तापमान की आवश्यकता हो सकती है। आधुनिक नियंत्रक प्रोग्राम योग्य सेटपॉइंट रैंप का समर्थन करते हैं। मोल्ड सामग्री को थर्मल झटके से बचाने के लिए गर्मी के दौरान तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है। यह उत्पादन के दौरान स्थिर रहता है। दरार को रोकने के लिए ठंडा होने के दौरान यह धीरे-धीरे कम हो जाता है। ये प्रोफाइल हीटर और मोल्ड जीवन दोनों का विस्तार करते हैं।
निरर्थक सेंसर महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए सुरक्षा प्रदान करते हैं। प्रत्येक कार्ट्रिज हीटर के पास स्थापित दो थर्मोकपल नियंत्रक को सेंसर विफलता का पता लगाने की अनुमति देते हैं। यदि एक सेंसर दूसरे से काफी अलग तरीके से पढ़ता है, तो नियंत्रक बिजली बंद कर सकता है या शेष अच्छे सेंसर पर स्विच कर सकता है। यह अतिरेक चिकित्सा, एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव मोल्डिंग अनुप्रयोगों में मानक अभ्यास है।
विभिन्न नियंत्रण रणनीतियाँ विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त होती हैं। आक्रामक ट्यूनिंग और कम चक्र समय से तेज़ {{1} साइक्लिंग संचालन को लाभ होता है। निरंतर स्थिर -स्थिति संचालन रूढ़िवादी ट्यूनिंग और लंबे चक्र समय का समर्थन करता है। प्रक्रिया की विशिष्ट थर्मल मांगों के लिए नियंत्रण दृष्टिकोण का मिलान उत्पाद की गुणवत्ता और उपकरण की दीर्घायु दोनों सुनिश्चित करता है।
