Mecanismo de generación de interferencias del circuito de tierra del termopar y esquema completo de eliminación

Uno de los errores de señal más comunes y difícil de eliminar en moldes de canal caliente multi-cavidades es la interferencia del bucle de tierra. Debido a las diferentes posiciones de los contactos metálicos del molde, el gabinete de calefacción, la bomba de agua y la máquina de moldeo por inyección, se generará una diferencia de potencial y la capa protectora del mazo de cables del termopar conectado a múltiples puntos de conexión a tierra generará corriente de tierra circulante, lo que resultará en un salto periódico de temperatura de ±1~4 grados, un ajuste PID inestable y frecuentes falsas alarmas de temperatura alta y baja. La mayoría del personal de mantenimiento simplemente reemplaza el cable blindado o agrega filtros de señal, pero no corta el circuito de tierra fundamentalmente, y la falla de interferencia se repite. Este capítulo presenta el principio de generación de interferencia del bucle de tierra, los procedimientos de identificación de campo y las estrategias de eliminación dirigidas de múltiples-capas.

1. Principio de formación del circuito de tierra del termopar

La base del molde de metal, el marco de la máquina de moldeo por inyección, el gabinete de control de calefacción del canal caliente y la carcasa de la bomba de agua de refrigeración están conectados de forma independiente a la rejilla de conexión a tierra de la fábrica. Debido a la gran distancia del cable de conexión a tierra, el envejecimiento del cable de conexión a tierra, el mal contacto de los terminales de conexión a tierra y las fugas del equipo eléctrico, existe una pequeña diferencia de potencial entre los diferentes sitios de conexión a tierra, a menudo entre decenas de milivoltios y varios voltios. La funda blindada del termopar y la trenza de blindaje de alambre son construcciones metálicas conductoras. Si la capa de protección está conectada a tierra en el extremo del molde y en el extremo del gabinete de control al mismo tiempo, la diferencia de potencial entre los dos puntos de conexión a tierra empujará la corriente alterna a circular en la trenza de protección para formar un circuito de tierra cerrado.

El campo magnético oscilante alrededor del mazo de cables generado por la corriente circulante superpondría las señales de interferencia en el potencial termoeléctrico de nivel de microvoltios-de la sonda del termopar, lo que provocaría una variación periódica y regular de las mediciones de temperatura. Cuanto mayor sea el volumen del molde y más equipos de energía periféricos, más visible será la interferencia del circuito de tierra; los moldes de cavidades múltiples con más de 16 termopares son más propensos a este problema; la amplitud de la interferencia aumentará con el aumento de la potencia de calentamiento. A diferencia de la interferencia electromagnética aleatoria de los servomotores, la interferencia del circuito de tierra tiene una frecuencia establecida, que es la frecuencia eléctrica de fábrica de 50 Hz, y el ciclo de fluctuación de temperatura es estable, lo cual es una característica importante para una detección rápida en el sitio.

2. Método de identificación-paso-paso de la interferencia del bucle de tierra en-sitio

1. Observar la ley de variación de la curva de temperatura. Si la lectura de temperatura sube y baja constantemente con un ciclo de aproximadamente 0,02 segundos, lo cual es consistente con la frecuencia eléctrica, y el rango de fluctuación permanece prácticamente sin cambios independientemente de la velocidad del ciclo de producción, se puede juzgar preliminarmente como interferencia del circuito de tierra. La frecuencia de fluctuación cambiará con la velocidad de apertura y cierre del molde debido a la interferencia del servomotor, que se puede identificar obviamente.

Paso 2: Prueba de puesta a tierra usando un punto. Desconecte la conexión a tierra de la trenza protectora del termopar en la caja de conexiones del molde, mantenga un solo punto de conexión a tierra al final del gabinete de calentamiento y haga funcionar la máquina para examinar la curva de temperatura. Si el ruido de salto periódico desaparece por completo, esto confirma que la conexión a tierra del doble-extremo constituye el bucle de tierra. Si la amplitud de la interferencia se reduce pero no se elimina, significa que el metal del molde contiene varios canales de conducción de conexión a tierra y se necesita un tratamiento de aislamiento auxiliar.

3. Moldeo de verificación del aislamiento del aislamiento. Utilice juntas de plástico aislantes entre la base del molde y la plantilla fija de la máquina de moldeo por inyección para cortar la conducción de metal entre el molde y el marco de la máquina, y luego restablezca la conexión a tierra del doble-extremo del cable de protección. Si la interferencia cesa, el bucle de tierra es causado por la diferencia de potencial entre la conexión a tierra del molde y la conexión a tierra del marco de la máquina.

Paso 4: Prueba comparativa de reemplazo del cable de protección Reemplazar el cable de protección de doble capa estándar con un cable de compensación de termopar especial de conexión a tierra de un solo extremo suprimiría en gran medida la interferencia, lo que confirma aún más el resultado de la evaluación de la interferencia del bucle de tierra.

3. Esquema de eliminación básico, por orden de facilidad de ejecución

Método uno: modificación de tierra estándar de un solo punto-del cable blindado (el método de bajo costo-más utilizado)

Regla de operación principal: La trenza de blindaje de todos los cables de compensación del termopar debe estar conectada a tierra únicamente en el terminal del gabinete de control de calefacción. Todos los puntos de conexión a tierra de la capa protectora en la caja de conexiones del molde, la carcasa del enchufe y la funda blindada del cabezal de medición deben estar completamente aislados y desconectados.

Al cablear el molde, la carcasa del enchufe metálico se envuelve con un tubo aislante termorretráctil para aislar el contacto entre la trenza protectora y la placa metálica del molde; la funda blindada del cabezal de medición no está en conducción eléctrica con el orificio de medición del molde, y se agrega una fina funda de cobre aislante entre la funda y el acero del molde para cortar la ruta de conducción del metal. Todos los terminales de conexión a tierra del cable de blindaje deben concentrarse en la misma barra de cobre de conexión a tierra pública en el extremo del gabinete y utilizar un cable de conexión a tierra corto y grueso para reducir la resistencia a tierra. El cable de conexión a tierra del blindaje del termopar no debe conectarse con el cable de conexión a tierra del cable de alimentación de calefacción y del servomotor para evitar que se introduzca desorden de energía en la barra de conexión a tierra.

Esta transformación tiene un bajo costo, simplemente requiere estandarizar los estándares de operación del cableado y puede evitar más del 90% de los problemas de interferencia del circuito de tierra, que es la principal solución admitida en todo el mantenimiento de moldes en el taller.

Esquema dos: tratamiento de aislamiento total del molde (para moldes grandes de múltiples-cavidades con una diferencia de potencial considerable)

Para moldes de canal caliente de múltiples-cavidades grandes con interferencia sustancial del circuito de tierra luego de una transformación de conexión a tierra de un solo punto, realice un aislamiento general entre el molde y la máquina de moldeo por inyección. Coloque juntas aislantes de resina epoxi resistentes a altas temperaturas- de 5 mm de espesor en todas las posiciones de contacto entre la base del molde y la plantilla de la máquina, use pernos de manguito aislante para fijar el molde y corte totalmente la ruta de conducción de metal entre el molde y el marco de la máquina. La tubería de agua de refrigeración conectada al molde se reemplaza por una manguera de goma blanda, de modo que la tubería de metal conectada al molde y la carcasa de la bomba de agua no formen un nuevo circuito de conexión a tierra. Después del aislamiento, el metal del molde pierde muchos sitios de conducción de conexión a tierra, el bucle de diferencia de potencial esencialmente desaparece y la fuente de señal de interferencia del bucle de tierra se corta de la estructura del hardware.

Esquema 3: Instale un aislador de señal de termopar especial. (Solución auxiliar de molde de ultra-precisión)

Para moldes de precisión médicos y de nuevas energías con requisitos de control de temperatura extremadamente precisos, no se puede tolerar ni siquiera una interferencia débil del bucle de tierra. Proporcione módulos de aislamiento de señal separados para cada bucle de termopar en la caja de conexiones del molde. El aislador utiliza tecnología de aislamiento magnético para aislar completamente el bucle de señal de la sonda del bucle de protección a tierra del cable, bloquear la ruta de transmisión de la corriente del bucle de tierra y filtrar el desorden de frecuencia eléctrica al mismo tiempo. El aislador de señal deberá elegir el modelo compatible con el grado de termopar (tipo K/N/J), verificar periódicamente el suministro de energía del aislador en el mantenimiento mensual y reemplazar el módulo aislador antiguo a tiempo, para evitar la aparición de una nueva falla de distorsión de la señal.

4. Puntos prohibidos de operación del cableado para evitar que se repita el bucle de tierra.

Está prohibido conectar la trenza protectora del termopar al cable de tierra del molde, al metal del colector del canal caliente, a la tubería metálica del agua de refrigeración y a otros conductores metálicos multi-puntos a voluntad; no exponga la trenza metálica del mazo de cables al contacto con la placa de acero del molde en el codo del cableado; Evite el uso de bridas de metal para unir el mazo de cables de protección y el marco del molde, y en su lugar utilice bridas de plástico amortiguadoras. Al cambiar el cable de extensión, la capa protectora del nuevo cable no se debe conectar con la carcasa metálica del enchufe sin tratamiento de aislamiento, y se debe implementar rigurosamente el requisito de conexión a tierra de un solo punto-del extremo del gabinete.

5. Inspección y mecanismo preventivo de forma rutinaria.

Agregue elementos mensuales de inspección de interferencia del circuito de tierra de mantenimiento del molde: verifique si la capa de aislamiento del cable de protección está dañada y expuesta al contacto con el metal del molde. verifique si el tubo termocontraíble del aislamiento del enchufe se cae. verifique si la junta de aislamiento del molde está dañada y se cae. Si hay un molde de múltiples-cavidades con un historial de interferencia del circuito de tierra, aumente la frecuencia de inspección a una vez por semana, use regularmente un multímetro para probar la diferencia de potencial entre el molde y el marco de la máquina, y reprocese el tratamiento de aislamiento y conexión a tierra a tiempo si la diferencia de potencial excede los 50 mV. Todos los registros de resolución de problemas y transformación de interferencias del bucle de tierra deben registrarse en el archivo de fallas del molde, resumir los modelos de molde de alto-riesgo y las posiciones propensas del cableado, y optimizar el diseño del aislamiento del cableado en la etapa de revisión de pre-producción del nuevo molde para evitar los peligros ocultos inherentes del bucle de tierra en la fuente.333