Los diseños de secadores de aire industriales requieren un agudo enfoque en la seguridad

Al principio de mis días escolares, era perezoso y olvidadizo. Procrastinaba en todo, incluyendo lavar mis zapatos escolares. Presionado por el tiempo, a menudo secaba mis zapatos bajo la bobina del radiador de un refrigerador antiguo. Por supuesto, eso no me salvaba de una buena reprimenda de mi madre.

En uno de mis primeros diseños de electrónica industrial, hice más que secar zapatos. Diseñé un controlador inteligente de secador de aire para una planta local de procesamiento de leche en polvo. Siendo nuevo en la fabricación, y específicamente en la industria de secadores de aire industriales, aprendí que la seguridad es la prioridad máxima en el diseño de hardware.

Usando el software adecuado, y recordándote continuamente de los desafíos y limitaciones con los que estás trabajando al diseñar hardware, también puedes construir un secador de aire o cualquier hardware que necesites para tu entorno electrónico.

¿Qué es un Secador de Aire Industrial?

En el aire típico que respiramos, hay un porcentaje de vapor de agua que puede corroer o afectar los procesos de fabricación. También puede causar contaminación cuando se involucra el procesamiento de alimentos. Un secador de aire industrial asegura que el aire esté libre de vapor antes de entrar en las áreas de fabricación.

Un tipo de secador industrial es el secador desecante regenerativo donde se utilizan perlas desecantes para adsorber la humedad del aire. Esto se realiza mediante un par de torres donde el aire está en una de las torres mientras los desecantes se están regenerando en la otra. Esto ocurre durante un período de tiempo antes de que el aire se cambie a la segunda torre.

Diseñando un Controlador de Secador de Aire Industrial

Para los diseñadores de hardware que están acostumbrados a diseñar electrónica comercial que involucra algoritmos complejos, un controlador de secador de aire industrial puede parecer simple. Después de todo, no es más que un conjunto de salidas de relé y entradas analógicas conectadas a un microcontrolador. Sin embargo, subestimar las preocupaciones ocultas en el diseño de secadores de aire puede llevar a riesgos de seguridad.

La seguridad es la prioridad en el diseño del controlador de secador de aire industrial

Controlando Las Válvulas

Hay al menos cuatro válvulas que necesitan ser controladas por su hardware. Desde la perspectiva de un diseñador, estas son simples salidas de relé. Pero lo que un diseñador debe entender es que la presión del aire en la torre es muy alta y cualquier error en el cambio de las válvulas puede llevar a la explosión de algunos de los equipos.

Existen dos aspectos críticos del diseño de salida de relé que requieren toda tu atención. Uno es cuando el flujo de aire se cambia de una torre a otra. Es importante que la válvula de la segunda torre se abra antes de que la primera se cierre. Esto es para prevenir el pico súbito en la presión del aire cuando este no tiene a dónde fluir.

Aunque los diseñadores de hardware tienen poco control sobre el algoritmo del firmware, pueden asegurarse de que las señales del relé estén protegidas contra cualquier interferencia eléctrica. Además de encaminar las señales lejos de pistas de alta frecuencia, es mejor asegurarse de que las señales del relé estén activadas o desactivadas para que las válvulas estén abiertas cuando los microcontroladores entren en un estado indefinido, incluso por un corto período.

Adquisición de Valores de Parámetros Precisos

Hay dos parámetros importantes para un secador de aire industrial. El controlador necesita monitorear regularmente tanto la presión como el punto de rocío cuando el aire está siendo adsorbido en cualquiera de las torres. La presión del aire en una torre no debe exceder su valor máximo nominal cuando la válvula regenerativa está cerrada. Un secador de aire funcional debería tener el punto de rocío bajando al valor deseado durante el proceso de adsorción.

Estos valores suelen ser monitoreados por sensores industriales, mientras que sus lecturas son adquiridas por el controlador a través de la Conversión Analógica Digital (ADC). Trabajar con señales analógicas en un entorno industrial aumenta los desafíos para un diseñador. El entorno eléctrico de una fábrica es a menudo notorio por causar interferencias eléctricas.

Es importante seguir las mejores prácticas de diseño analógico en tu PCB. Las pistas necesitan estar separadas de las pistas digitales de alta velocidad o de potencia y un plano de tierra separado necesita ser colocado bajo los componentes analógicos para proporcionar lecturas de sensores estables. No quieres que el controlador sea ajeno a aumentos anormales en la presión del aire.

Espera nada más que alta presión con un secador de aire industrial

Perfeccionando el Proceso de Diseño del Controlador de Secador de Aire Industrial

Diseñar un secador de aire industrial que funcione en el laboratorio es un juego de niños para la mayoría de los diseñadores. Pero diseñar uno que sea seguro y robusto requiere un perfeccionismo cercano. Un buen diseñador debe estar preparado para empezar desde cero, si es necesario, para abordar problemas potenciales como interferencias eléctricas y picos en la presión del aire.

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