كيفية عمل نظام التحكم في الترحيل

1. كيفية عمل نظام التحكم في الترحيل 

التحكم في درجة حرارة مرحل تعريف المعلمات: كيفية عمله، الأسلاك تلميحات التوليف

التحكم في درجة حرارة مرحل تعريف المعلمات الرئيسي: SSR مقابل المرحلات الميكانيكية، والرسوم البيانية للالأسلاك، وضبط التناسب الزمني، وتنفيذ أردينو، ومبادئ السلامة، والتطبيقات الصناعية.

1. الانتقال كآلية التحويل 

وتعمل المرحلات كوسيطة كهروميكانيكية، حيث تقوم بترجمة الإشارات المحوسبة بواسطة بطاقة التعريف البيدي (عادة 5-24 فولت تيار مستمر) إلى أوامر تبديل للسخانات وتسحب الأمبير إلى كيلو أمبير. ويوجد نوعان رئيسيان من الترحيل:

· المرحلات الميكانيكية: تستخدم المغناطيسات الكهربائية والملامسات من أجل التبديل، مما يتيح القدرة على تحمل التكاليف ولكن فترة عمر محدودة (~100 ألف دورة) واستجابةً أبطأ (10-100 مللي ثانية)، مما قد يؤدي إلى احتمال اللحام بالتلامس في ظل الأحمال الحثوية.

المرجع: SSR ضد المرحلات الميكانيكية -أومرون

2. ضبط الوقت التناسبي 

خوارزميات تعريف المعلمات تعدل الترحيل دورات العمل بدلاً من الجهد التناظري. على سبيل المثال، قد يؤدي إصدار أمر إخراج 60 ٪ إلى تشغيل 6 ثوان وإيقاف تشغيل 4 ثوان خلال دورة 10 ثوان. هذا التناسب الزمني وتقترب هذه التقنية من توصيل الطاقة المتغيرة مع تجنب تلف المرحل الناتج عن الدوران المفرط. لمنع الثرثرة (سرعة، تزعزع الاستقرار تشغيل/إيقاف التبديل بالقرب من نقاط ضبط)، نطاقات تخلف إدخال منطقة عازلة (على سبيل المثال، 0.5 درجة مئوية منطقة ميتة حيث تظل المرحلات غير نشطة). المرجع: Time-Proportioning PID -Control Engineering

3. الأسلاك التنفيذ 

 مخططات الأسلاك القياسية 

تشكيلات إصلاح القطاع الأمني

· حلقة التحكم: مخرجات معرِّفات المعلمات → محطات إدخال نظام استخلاص النظائر الثابتة (3-32VDC).

· حلقة التحميل: أنابيب التيار المتردد (120/240 فولت) ← طرفية خرج SSR ← مدفأة.

· تدابير الحماية الحاسمة:

· مصارف الحرارة ذات درجة حرارة تقل عن 40 درجة مئوية من درجة الحرارة القصوى لصمام امتصاص اليورانيوم.

· دوائر سنابر (شبكات RC) للأحمال الحثية (المحركات والملفات اللولبية).

· صمامات سريعة المفعول في كل من خطوط التحكم وخطوط التحميل.

دوائر المرحل الميكانيكي

· صمامات ثنائية ارتدادية عبر ملفات الترحيل لامتصاص ارتفاعات الجهد.

· قارنات ضوئية تعزل إشارات المتحكم الدقيق من العابرين ذوي الجهد العالي.

المرجع المرئي: دليل أسلاك PID + SSR -التشغيل المباشر

4. العناصر:

· الحد الأدنى لأوقات التشغيل/الإيقاف: فرض دورات من 1 إلى 5 ثوان لمنع التآكل المبكر للمرحلات.

· الترشيح الاشتقاقي: تطبيق مرشحات الترددات المنخفضة (مثل القطع بتردد 5 هرتز) على ك _ د المصطلح.

· التحكم في التغذية الأمامية: توقع حدوث اضطرابات (مثل فتح الأبواب في الأفران).

تزيد طريقة الحلقة المغلقة من التذبذبات التي يسببها الترحيل:

تعطيل إجراءات التكامل (K_i=0) والمشتقة (K_d=0).

زيادة تدريجية K_p حتى عام تذبذب مستمر تحدث (دورات التتابع بثبات).

سجل فترة التذبذب (P_u) والكسب الحرج (K_u).

المرجع: طريقة ضبط الترحيل -التحكم العالمي

5. التطبيقات الصناعية مقابل DIY Applications. 

· البتر البلاستيكي: تحافظ مفاعلات إعادة تدوير الغاز على درجة حرارة البراميل في حدود ±1 درجة مئوية من أجل التحكم في اللزوجة.

·

دراسة حالة إفرادية PID التحكم في ترحيل في الأفران -Watlow

· أجهزة الطهي الفرعية: يحقق جهاز التسخين المغمور Arduino + SSR استقراراً ±0.2 درجة مئوية.

· حاضنات الزواحف: ESP32+ المرحل الميكانيكي + حصيرة حرارية مع تسجيل درجة حرارة سائل ناقل الحركة.

· أسِرَّة الطابعة ثلاثية الأبعاد: يُخفِّض مقياس التطابق الزمني من الإجهاد الحراري لموسفيت.

فكرة المشروع: Raspberry Pi PID Coffee Roaster -هاكستر

6. السلامة والإضاءة ؛ أفضل الممارسات 

·

· حواجز العزل: فواصل مادية بين أقسام ثنائي الفينيل متعدد الكلور المنخفضة/العالية الفولطية.

المرجع: SSR Sizing Guide -Crydom

· البرمجيات: تقوم أجهزة توقيت المراقبة المستقلة بإعادة ضبط أجهزة المراقبة أثناء عمليات الاحتجاز.

· المعدات:

· صمامات حرارية (قطع بدرجة حرارة 250 درجة مئوية مثلاً) ملتصقة بالسخانات.

· قواطع دوائر الحد من العملة لمدخلات التيار الرئيسي.

· مواقد حرارية زائدة تطلق عمليات إيقاف الترحيل.

· الحد الأقصى للدقة: يؤدي تبديل فترة الانتظار إلى الحد من المراقبة إلى ±0.5 درجة مئوية في حالات الإعداد المثلى.

· الضجيج المسموع: تصدر المرحلات الميكانيكية نقرات أثناء ركوب الدراجات (غير مناسبة للمختبرات).

· تداخل الموجات الراديوية: تولد الملامسات الكهربائية ضوضاء كهرومغناطيسية.

متى يجب تجنب المرحلات (H3)

· التحكم في الترددات العالية (بتردد أكبر من 10 هرتز): تشغيل موسفيت/IGBT (مثل الصمام الثنائي الليزري TECs).

· أجهزة تشغيل تناظرية خطية للأجهزة الحساسة.

· الاستجابة الدقيقة: ترانزستورات كربيد السليكون في النظم الفضائية الجوية.

7. خاتمة

ويظل التحكم في درجة حرارة المرحل هو الخيار العملي لنظم حرارية حساسة من حيث التكلفة وبطيئة الحركة.