Projektowanie przemysłowych suszarek do powietrza wymaga szczególnej uwagi na bezpieczeństwo

Na początku moich szkolnych dni byłem leniwy i zapominalski. Odkładałem wszystko na ostatnią chwilę, włącznie z myciem butów szkolnych. Gdy czas naglił, często suszyłem buty pod cewką grzejną starej lodówki. Oczywiście, to nie uchroniło mnie przed reprymendą mamy.

W jednym z moich pierwszych projektów z zakresu elektroniki przemysłowej, zrobiłem coś więcej niż suszenie butów. Zaprojektowałem inteligentny kontroler suszarki do powietrza dla lokalnej fabryki proszku mlecznego. Będąc nowym w produkcji, a konkretnie w branży suszarek przemysłowych, dowiedziałem się, że bezpieczeństwo jest najważniejszym priorytetem w projektowaniu sprzętu.

Korzystając z odpowiedniego oprogramowania i ciągle przypominając sobie o wyzwaniach i ograniczeniach, z jakimi się mierzymy podczas projektowania sprzętu, możesz również zbudować suszarkę do powietrza lub dowolny sprzęt, którego potrzebujesz do swojego środowiska elektronicznego.

Co to jest przemysłowa suszarka do powietrza?

W typowym powietrzu, którym oddychamy, znajduje się pewien procent pary wodnej, która może powodować korozję lub wpływać na procesy produkcyjne. Może również powodować kontaminację, gdy zaangażowana jest obróbka żywności. Przemysłowa suszarka do powietrza zapewnia, że powietrze jest wolne od pary wodnej przed wejściem do obszarów produkcyjnych.

Rodzajem przemysłowej suszarki jest regeneracyjna suszarka adsorpcyjna, w której używa się kulek adsorbentu do adsorpcji wilgoci z powietrza. Proces ten odbywa się w parze wież, gdzie w jednej z nich znajduje się powietrze, podczas gdy w drugiej regenerowane są adsorbenty. Zmiana powietrza na drugą wieżę następuje po pewnym czasie.

Projektowanie kontrolera przemysłowej suszarki powietrza

Dla projektantów sprzętu, którzy są przyzwyczajeni do projektowania komercyjnych urządzeń elektronicznych złożonych algorytmów, kontroler przemysłowej suszarki powietrza może wydawać się prosty. W końcu to tylko zestaw wyjść przekaźnikowych i wejść analogowych połączonych z mikrokontrolerem. Jednak niedocenianie ukrytych problemów w projektowaniu suszarek powietrza może prowadzić do ryzyka bezpieczeństwa.

Bezpieczeństwo jest priorytetem w projektowaniu kontrolera przemysłowej suszarki powietrza

Kontrolowanie zaworów

Przynajmniej cztery zawory muszą być kontrolowane przez twoje urządzenie. Z perspektywy projektanta są to proste wyjścia przekaźnikowe. Ale to, co projektant musi zrozumieć, to fakt, że ciśnienie powietrza w wieży jest bardzo wysokie i każdy błąd w przełączaniu zaworów może doprowadzić do eksplozji niektórych urządzeń.

Istnieją dwa kluczowe aspekty projektowania wyjścia przekaźnikowego, które wymagają Twojej pełnej uwagi. Jednym z nich jest moment, gdy przepływ powietrza jest przełączany z jednej wieży na drugą. Ważne jest, aby zawór drugiej wieży został otwarty przed zamknięciem pierwszego. Ma to na celu zapobieganie nagłemu wzrostowi ciśnienia powietrza, gdy powietrze nie ma dokąd płynąć.

Chociaż projektanci sprzętu mają niewielki wpływ na algorytm firmware, mogą zapewnić, że sygnały przekaźnikowe są chronione przed wszelkimi zakłóceniami elektrycznymi. Oprócz prowadzenia sygnałów z dala od ścieżek wysokiej częstotliwości, najlepiej jest upewnić się, że sygnały przekaźnikowe są podciągane lub opuszczane, tak aby zawory były otwarte, gdy mikrokontrolery wchodzą w niezdefiniowany stan, nawet na krótki okres.

Uzyskiwanie Dokładnych Wartości Parametrów

Istnieją dwa ważne parametry dla przemysłowego suszarki powietrza. Kontroler musi regularnie monitorować zarówno ciśnienie, jak i punkt rosy, gdy powietrze jest adsorbowane w którejś z wież. Ciśnienie powietrza w wieży nie powinno przekraczać jego nominalnej maksymalnej wartości, gdy zawór regeneracyjny jest zamknięty. Funkcjonalna suszarka powietrza powinna mieć punkt rosy obniżający się do pożądanej wartości podczas procesu adsorpcji.

Te wartości są zwykle monitorowane przez czujniki przemysłowe, podczas gdy ich odczyty są pozyskiwane przez kontroler za pośrednictwem konwersji analogowo-cyfrowej (ADC). Praca z sygnałami analogowymi w środowisku przemysłowym zwiększa wyzwania dla projektanta. Środowisko elektryczne fabryki często jest znane z powodowania zakłóceń elektrycznych.

Ważne jest, aby stosować najlepsze praktyki projektowania analogowego na twojej płytce PCB. Ścieżki muszą być oddzielone od szybkich cyfrowych lub zasilających ścieżek, a osobna płaszczyzna masy musi być umieszczona pod komponentami analogowymi, aby zapewnić stabilne odczyty czujników. Nie chcesz, aby kontroler był nieświadomy nieprawidłowych wzrostów ciśnienia powietrza.

Spodziewaj się tylko wysokiego ciśnienia przy przemysłowym suszarce powietrza

Udoskonalanie procesu projektowania kontrolera przemysłowej suszarki powietrza

Projektowanie przemysłowej suszarki powietrza, która działa w laboratorium, jest dziecinnie proste dla większości projektantów. Ale zaprojektowanie takiej, która jest bezpieczna i solidna, wymaga niemal perfekcjonizmu. Dobry projektant musi być przygotowany do rozpoczęcia od nowa, jeśli jest to potrzebne, aby rozwiązać potencjalne problemy, takie jak zakłócenia elektryczne i skoki ciśnienia powietrza.

Gdy potrzebujesz najlepszych narzędzi do układania, zwróć uwagę na kompletny zestaw funkcji projektowania PCB w Altium Designer^®. Zadania takie jak sterowanie silnikiem i dostarczanie energii są łatwe do wdrożenia w Twoim układzie PCB dzięki kompletnemu zestawowi funkcji układu PCB w Altium Designer. Gdy zakończysz projektowanie i chcesz przekazać pliki swojemu producentowi, platforma Altium 365^™ ułatwia współpracę i udostępnianie projektów.

Dopiero zaczynamy odkrywać, co jest możliwe z Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.