Áhrif hitatregðu í hylkjahitara úr ryðfríu stáli á nákvæmni hitastýringar og uppbótaraðferðir

Jan 10, 2019

Skildu eftir skilaboð

Nákvæmni hitastýrikerfa hefur mikil áhrif á hitatregðu ryðfríu stáli skothylkihitara, sem eru oft notaðir upphitunaríhlutir í iðnaðarumhverfi. Hitatregðu, sem stafar af varmagetu og hitaleiðni hitarans, er töf á hækkun hitastigs þegar afl er veitt og töf í lækkun hitastigs eftir að slökkt er á rafmagni. Ryðfrítt stál, eins og 304 gráðu, hefur hitaleiðni 15–20 W/m·K og sérvarmagetu um það bil 500 J/kg·K. Raforka er umbreytt í hita þegar straumur fer í gegnum hitarann ​​og þessi hiti leiðir smám saman til að hækka hitastig alls rörsins. Vegna lengdar þessarar aðferðar er viðbragðið á eftir stýrimerkinu. Á svipaðan hátt losnar geymdur hiti áfram eftir að hafa verið aftengd og frestar kælingu.

Hita tregðu hefur áhrif á nákvæmni hitastýringar með ýmsum ferlum. Hitastigshækkun er eitt helsta vandamálið: afgangshitalosun veldur því að raunverulegt hitastig hækkar yfir markið þegar hitastigið nálgast settmarkið, jafnvel þó að rafmagnið sé tafarlaust rofið. Aftur á móti getur seinkunin á hækkuninni valdið undirþrýstingi þegar hitun er undir viðmiðunarpunkti. Vegna misræmis tímasetningar milli aðgerða stjórnanda og raunverulegra hitastigsbreytinga getur þessi tregða valdið óstöðugleika í lokuðum-lykkjukerfum, sem leiðir til ofstjórnunar og viðvarandi sveiflna í kringum settpunktinn. Hita tregðu dregur úr kraftmiklum viðbrögðum fyrir ferla sem krefjast skjótra hitabreytinga, sem dregur úr skilvirkni, sérstaklega í forritum sem þurfa stjórnaða hitunar- eða kælihraða.

Hagræðing á stjórnalgrími er fyrsta lausnin af nokkrum sem hægt er að nota til að jafna upp hitatregðu í hitastýringarkerfum. Bregðast er við tregðu með því að stilla færibreytur hefðbundinnar hlutfallslegrar-heildar-afleiðu (PID) stýriaðferðar. Til dæmis, að minnka hlutfallsstyrkinn (P) lágmarkar yfirskot en eykur uppgjörstímann, eykur samþættingartímann (I) dregur úr sveiflum en hægir á útrýmingu stöðugra-villna, og að bæta afleiðutíma (D) býður upp á forspáraðlögun til að teppa á móti. Tilraunaákvörðuð „P first, then ID“ röð ætti að fylgja þegar stillt er. Þetta er bætt með loðnum PID-stýringum, sem stjórna betur ólínulegum tregðuáhrifum með því að breyta stillingum á aðlögunarhæfan hátt út frá hitabreytingum og hraða. Með því að búa til kerfislíkan með tregðu, spá fyrir um hitabreytingar í framtíðinni og sjá fyrir stjórnunaraðgerðir til að draga úr töfum, gengur Model Predictive Control (MPC) skrefinu lengra.

Bætur byggðar á vélbúnaði virka líka vel. Hægt er að lágmarka mælingartöf af völdum tregðu með því að setja hitaskynjara nálægt hitaða hlutnum frekar en yfirborði hitara. Skynjarar ættu að skrá heildarhitastig fyrir vökvahitun í stað staðbundinna. Til að ná nákvæmari stýringu skiptu þrepaskipt hitakerfi heildaraflinu í hópa sem er stýrt sérstaklega. Lokun að hluta notar leifar tregðu til að halda kerfinu stöðugu nálægt settpunkti. Hjálparkerfi, eins og viftur eða vatnsflæði, berjast virkan gegn tregðu í forritum með ströngum kælikröfum, sem flýtir fyrir hitalækkunum.

Bætur eru bættar enn frekar með kerfisbreytingum. Cascade control notar bæði innri og ytri lykkjur: ytri lykkjan stjórnar hitastigi fyrir meiri nákvæmni, en innri lykkjan breytir hitaorku fljótt til að takmarka áhrif tregðu. Með því að nota fyrirfram-viðbragðsferla hitara til að gera fyrirbyggjandi aðlögun byggðar á breytingahraða stillingar, eykur straumbætur endurgjöf. Til að aðlagast breyttri tregðu, aðskilur fjöl-þrepastýring ferlið í hitastig með sérsniðnum aðferðum, eins og að lækka PID færibreytur á háum-hitasvæðum og hækka þær á lágum-hitasvæðum.

Það þarf að huga vel að því að koma þessum bótum í framkvæmd. Öryggismörk ættu að vera felld inn í hönnun til að forðast ofbætur sem leiða til skemmda eða óstöðugleika. Ef árangur versnar er sjálfvirk endurstilling færibreytu möguleg með rauntímavöktun. Vegna þess að þau hafa áhrif á tregðu verður að taka tillit til ytri breytna eins og miðlungs flæði og umhverfishita. Hægt er að forðast of mikla nákvæmni með því að ná jafnvægi á milli orkunýtni og nákvæmni. Vegna þess að gamlir hitarar geta breytt tregðueiginleikum þeirra er reglubundið viðhald og kvörðun mikilvægt.

Að lokum, jafnvel þó að hitatregðu í skothylki úr ryðfríu stáli geri nákvæmni hitastýringar erfitt, er hægt að draga úr áhrifum þess með skilvirkri bætur með því að nota betri vélbúnað, fínstillt reiknirit og uppfærslur á burðarvirki. Val í verklegri verkfræði ætti að vera í samræmi við fjárhagslegar skorður, nákvæmni kröfur og ferli kröfur. Jafnvel betri leiðum til að takast á við hitatregðu er lofað með þróun í snjöllum stjórntækjum sem nota líkön og gögn fyrir aðlögunartækni.

Hringdu í okkur
Hafðu samband við okkuref þú hefur einhverjar spurningar

Þú getur annað hvort haft samband við okkur í gegnum síma, tölvupóst eða netformið hér að neðan. Sérfræðingur okkar mun hafa samband við þig fljótlega.

Hafðu samband núna!