産業用エアドライヤーの設計には安全への鋭い目が求められる

学生時代の初期、私は怠け者で忘れっぽかったです。すべてのことを先延ばしにして、学校の靴を洗うことさえもです。時間に追われて、よく古い冷蔵庫のラジエーターコイルの下で靴を乾かしていました。もちろん、それで母からの叱責を免れることはありませんでした。

私が最初に手がけた産業用電子機器の設計では、靴を乾かす以上のことをしました。地元の乳製品加工工場のために、インテリジェントなエアドライヤーのコントローラーを設計しました。製造業、特に産業用エアドライヤー業界に新しく、ハードウェア設計において安全性が最優先事項であることを学びました。

適切なソフトウェアを使用し、ハードウェアを設計する際に直面する課題や制約を常に自分自身に思い出させることで、エアドライヤーや電子機器の環境に必要な任意のハードウェアも構築できます。

産業用エアドライヤーとは何か？

私たちが呼吸する一般的な空気には、製造プロセスを腐食させたり影響を与えたりする可能性のある水蒸気の割合が含まれています。食品加工が関係している場合、汚染の原因ともなります。産業用エアドライヤーは、製造エリアに入る前に空気が蒸気を含まないようにします。

再生型吸湿乾燥機は、吸湿ビーズを使用して空気中の水分を吸着する工業用乾燥機の一種です。これは、空気が一方のタワーにある間に、もう一方のタワーで吸湿剤が再生されることによって行われます。これは一定期間行われた後、空気が二番目のタワーに切り替えられます。

工業用エアドライヤーコントローラーの設計

複雑なアルゴリズムを含む商用電子機器の設計に慣れているハードウェア設計者にとって、工業用エアドライヤーコントローラーは単純に見えるかもしれません。結局のところ、それはマイクロコントローラーに接続された一連のリレー出力とアナログ入力に過ぎません。しかし、エアドライヤー設計における隠された懸念を過小評価すると、安全リスクにつながる可能性があります。

安全性は工業用エアドライヤーコントローラー設計の優先事項です

バルブの制御

ハードウェアで制御する必要があるバルブは少なくとも4つあります。設計者の観点から、これらは単純なリレー出力です。しかし、設計者が理解する必要があるのは、タワー内の空気の圧力が非常に高く、バルブの切り替えを誤ると、機器が爆発する可能性があるということです。

リレー出力設計には、あなたの全注意を要求する二つの重要な点があります。一つは、エアフローが一つのタワーから別のタワーに切り替えられるときです。第二のタワーのバルブが第一のタワーのバルブが閉じる前に開かれることが重要です。これは、空気が流れる場所がないときに空気圧が急激に上昇するのを防ぐためです。

ハードウェア設計者はファームウェアのアルゴリズムをほとんど制御できませんが、リレー信号が電気的干渉から保護されていることを確認することができます。高周波トラックから信号を遠ざけることに加えて、マイクロコントローラが短期間でも未定義の状態に入ったときにバルブが開くように、リレー信号をプルアップまたはプルダウンすることが最善です。

正確なパラメータ値の取得

産業用エアドライヤーには二つの重要なパラメータがあります。コントローラは、いずれかのタワーで空気が吸着されているときに、圧力と露点を定期的に監視する必要があります。タワー内の空気圧は、再生バルブが閉じているときにその定格最大値を超えてはなりません。機能的なエアドライヤーは、吸着プロセス中に露点が望ましい値まで下がるべきです。

これらの値は通常、産業用センサーによって監視され、アナログデジタル変換（ADC）を通じてコントローラーによって読み取られます。産業環境でアナログ信号を扱うことは、設計者にとって課題を増加させます。工場の電気環境は、電気干渉を引き起こすことで悪名高いことがよくあります。

PCB内でアナログ設計のベストプラクティスに従うことが重要です。トラックは、高速デジタルまたは電源トラックから分離される必要があり、安定したセンサー読み取りを提供するためにアナログコンポーネントの下に別のグラウンドプレーンを配置する必要があります。コントローラーが空気圧の異常な増加に気づかないようにしたくありません。

産業用エアドライヤーでは高圧が予想されます

産業用エアドライヤーコントローラー設計プロセスの完璧化

実験室で動作する産業用エアドライヤーを設計することは、ほとんどの設計者にとって子供の遊びです。しかし、安全で堅牢なものを設計するには、ほぼ完璧主義が求められます。良い設計者は、電気干渉や空気圧の急増などの潜在的な問題に対処するために、必要に応じて最初からやり直す準備ができていなければなりません。

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