Os Projetos de Secadores de Ar Industriais Exigem um Olhar Atento para a Segurança

No início dos meus dias de escola, eu era preguiçoso e esquecido. Eu procrastinava tudo, inclusive lavar meus sapatos da escola. Pressionado pelo tempo, muitas vezes secava meus sapatos sob a bobina do radiador de uma geladeira antiga. Claro, isso não me poupava de uma boa bronca da minha mãe.

Em um dos meus primeiros projetos de eletrônica industrial, eu fiz mais do que secar sapatos. Eu projetei um controlador de secador de ar inteligente para uma planta local de processamento de leite em pó. Sendo novo na fabricação, e especificamente na indústria de secadores de ar industriais, aprendi que a segurança é a prioridade máxima no design de hardware.

Ao usar o software certo, e continuamente lembrando-se dos desafios e restrições com os quais você está trabalhando ao projetar hardware, você também pode construir um secador de ar ou qualquer hardware de que precise para o seu ambiente eletrônico.

O que é um Secador de Ar Industrial?

No ar típico que respiramos, há uma porcentagem de vapor de água que pode corroer ou afetar processos de fabricação. Também pode causar contaminação quando o processamento de alimentos está envolvido. Um secador de ar industrial garante que o ar esteja livre de vapor antes de entrar nas áreas de fabricação.

Um tipo de secador industrial é o secador regenerativo por dessecante, onde são utilizadas esferas dessecantes para adsorver a umidade do ar. Isso é realizado por um par de torres, onde o ar está em uma das torres enquanto os dessecantes estão sendo regenerados na outra. Isso ocorre por um período de tempo antes de o ar ser trocado para a segunda torre.

Projetando um Controlador de Secador de Ar Industrial

Para projetistas de hardware acostumados a desenhar eletrônicos comerciais envolvendo algoritmos complexos, um controlador de secador de ar industrial pode parecer simples. Afinal, não é nada além de um conjunto de saídas de relé e entradas analógicas conectadas a um microcontrolador. No entanto, subestimar as preocupações ocultas no design de secadores de ar pode levar a riscos de segurança.

A segurança é a prioridade no design do controlador de secador de ar industrial

Controlando As Válvulas

Há pelo menos quatro válvulas que precisam ser controladas pelo seu hardware. Do ponto de vista de um projetista, estas são simples saídas de relé. Mas o que um projetista deve entender é que a pressão do ar na torre é muito alta e qualquer erro na troca das válvulas pode levar à explosão de alguns dos equipamentos.

Existem dois aspectos críticos no projeto de saída de relé que exigem sua total atenção. Um é quando o fluxo de ar é alternado de uma torre para outra. É importante que a válvula para a segunda torre seja aberta antes da primeira ser fechada. Isso é para evitar o pico súbito na pressão do ar quando o ar não tem para onde fluir.

Embora os projetistas de hardware tenham pouco controle sobre o algoritmo de firmware, eles podem garantir que os sinais de relé estejam protegidos de qualquer interferência elétrica. Além de rotear os sinais longe de trilhas de alta frequência, é melhor garantir que os sinais de relé sejam puxados para cima ou para baixo para que as válvulas estejam abertas quando os microcontroladores entrarem em um estado indefinido, mesmo que por um curto período.

Aquisição de Valores de Parâmetros Precisos

Existem dois parâmetros importantes para um secador de ar industrial. O controlador precisa monitorar regularmente tanto a pressão quanto o ponto de orvalho quando o ar está sendo adsorvido em qualquer uma das torres. A pressão do ar em uma torre não deve exceder seu valor máximo nominal quando a válvula regenerativa está fechada. Um secador de ar funcional deve ter o ponto de orvalho reduzido ao valor desejado durante o processo de adsorção.

Esses valores são geralmente monitorados por sensores industriais, enquanto suas leituras são adquiridas pelo controlador por meio da Conversão Analógica Digital (ADC). Trabalhar com sinais analógicos em um ambiente industrial aumenta os desafios para um projetista. O ambiente elétrico de uma fábrica é frequentemente notório por causar interferência elétrica.

É importante seguir as melhores práticas de design analógico na sua PCB. As trilhas precisam ser separadas das trilhas digitais de alta velocidade ou de potência e um plano de terra separado precisa ser colocado sob os componentes analógicos para fornecer leituras de sensores estáveis. Você não quer que o controlador fique alheio a aumentos anormais na pressão do ar.

Espera nada além de alta pressão com um secador de ar industrial

Perfeccionando o Processo de Design do Controlador de Secador de Ar Industrial

Projetar um secador de ar industrial que funciona no laboratório é brincadeira de criança para a maioria dos projetistas. Mas projetar um que seja seguro e robusto requer quase perfeccionismo. Um bom projetista deve estar preparado para recomeçar do zero, se necessário, para abordar problemas potenciais como interferência elétrica e picos de pressão do ar.

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