Resolució de problemes de control de temperatura erràtic amb tubs de calefacció de PTFE

La temperatura del bany és per tot arreu, de vegades supera els 20 graus, de vegades lluita per arribar al punt de consigna. Sembla que el tub de calefacció de PTFE està funcionant, però hi ha alguna cosa malament amb el bucle de control. On començo a mirar?
L'estabilitat de la temperatura és un esport d'equip. Si un jugador falla, tot l'equip pateix. Un sistema de tubs de calefacció de PTFE consta de tres components que han de funcionar en perfecta harmonia: el sensor de temperatura (termoparell o RTD), el controlador (normalment PID) i l'escalfador. El sensor són els ulls del sistema-si veu malament, el sistema ho fa malament. El controlador llegeix els senyals i canvia la potència al tub. L'escalfador proporciona l'energia en si. Un problema en un enllaç dóna els mateixos símptomes: fluctuacions irregulars de temperatura, superació o resposta retardada. El tub en si no sol ser el problema, ja que la pròpia funda de PTFE és químicament inert i tèrmicament sensible. Un diagnòstic sistemàtic gairebé sempre detectarà un problema en el sensor, el cablejat, l'ajust, la font d'alimentació o la degradació parcial de l'element.
Comenceu pel sensor, el culpable més comú. Comproveu que el tipus de sonda sigui compatible amb l'entrada del controlador (termoparell tipus J o K, RTD Pt100). La punta del sensor ha d'estar completament immersa en el fluid que flueix i almenys a 5-10 cm de distància de la superfície de calefacció i de la paret del dipòsit. Un sensor en contacte amb el tub de PTFE o el fons del dipòsit detectarà la temperatura de la superfície i no la temperatura del fluid a granel i el controlador pot sobrepassar o caçar. Compareu el valor mostrat amb un termòmetre de referència calibrat independent a la mateixa zona. Sensor amb una deriva de més de 2 graus (signe d'envelliment del sensor o pèrdua de calibratge). A continuació, verifiqueu el cablejat del sensor. Els cargols de terminals solts, els contactes corroïts o el cable d'extensió danyat poden proporcionar senyals intermitents que el controlador interpretarà com a variacions ràpides de temperatura. Torneu a instal·lar totes les connexions i substituïu qualsevol cable que estigui descolorit o fràgil.

Ara el sensor està confirmat. Passeu al controlador. Gran part del comportament caòtic es deu a una mala sintonització del PID. L'excés de guany proporcional provoca sobrepassos i oscil·lacions; massa acció integral fa que el sistema lent a rectificar els desplaçaments. Els controladors moderns tenen la funcionalitat d'ajust automàtic-. Executeu l'-sintonització automàtica amb el bany al nivell de funcionament i càrrega normals, amb l'agitació en funcionament. El controlador calcula i carrega els paràmetres PID nous específics de la massa tèrmica real i la pèrdua de calor del sistema. Sintonitza automàticament-i cicla mitjançant un escalfament-complet. La temperatura hauria d'arribar suaument al punt de consigna i estabilitzar-se entre ±1-2 graus sense caçar. Els oscil·lacions amples són habituals si el controlador és un simple termòstat d'encesa/apagada en lloc de PID a causa de la histèresi. La millor solució a llarg termini és actualitzar a un controlador PID complet.
Aleshores sembla que es produeixen problemes d'alimentació. Els tubs de calefacció de PTFE són càrregues resistives i la sortida és una funció del quadrat de la tensió. La potència de l'escalfador variarà considerablement si el subministrament varia en més d'un +- 10 %, que és habitual en plantes amb grans càrregues intermitents. Registra la tensió de la línia durant un període de 30-minuts, inclosa l'activitat típica de la planta mitjançant un voltímetre de registre de dades-o un analitzador de qualitat d'energia. Si la variància és persistent, necessiteu un regulador de tensió o un circuit especialitzat. Finalment, proveu el propi element de calefacció. Un tub parcialment fallat encara pot prendre corrent, però a causa dels punts calents o les seccions de cable danyades dins de l'aïllament de MgO, pot donar una potència desigual o reduïda. Compareu el temps d'escalfament des de la temperatura ambient a la temperatura operativa tal com s'observa amb la línia de base original registrada a la posada en marxa. Un temps de rampa més llarg o la incapacitat d'assolir la temperatura plena sota càrrega suggereix un deteriorament de l'element. En aquestes circumstàncies, feu una prova de resistència d'aïllament i substituïu el tub si cal.
Sovint, el problema es resol amb una reparació pràctica i no amb la substitució del maquinari. Instal·leu el sensor en un termopout per proporcionar protecció mecànica i fer la mitjana de la temperatura del fluid. Col·loqueu el termowell en una zona-mescla del pou, lluny dels fluxos d'entrada o sortida. Per als sistemes amb diferents nivells de líquid, s'ha d'afegir un enclavament de baix nivell per evitar l'escalfament fins que el sensor estigui submergit. És molt més probable que es recuperi un control estable amb aquests petits retocs que no pas canviar el propi tub de PTFE.
El tub de calefacció rarament condueix a una temperatura inestable. La inspecció sistemàtica del sensor, el controlador i la font d'alimentació normalment pot permetre als usuaris restablir el control constant sense substituir el tub. El sensor són els ulls del sistema. Si veu malament, el sistema actua de manera incorrecta." Una tècnica sistemàtica, provant cada enllaç del bucle de control, aïlla ràpidament el motiu real, torna el bany a una tolerància estreta i elimina les substitucions innecessàries de l'escalfador. Això es tradueix en una temperatura constant del procés, una major vida útil de l'equip i menys temps d'inactivitat durant la producció.