Welche Auswirkungen haben elektromagnetische Störungen auf die Genauigkeit von Thermoelementen?

Elektromagnetische Störungen (EMI) sind eine der häufigsten und frustrierendsten Ursachen für Thermoelementfehler in Heißkanalsystemen. Das niedrige -Millivoltsignal des Thermoelements ist sehr anfällig für induzierte Spannungen von Wechselstromleitungen, Motoren, Frequenzumrichtern und sogar in der Nähe befindlichen Schweißgeräten. Die Haupteffekte von EMI sind Rauschen, Offset und Instabilität. Rauschen erscheint als zufällige Schwankungen der Temperaturanzeige, oft ±1–5 Grad, was dazu führt, dass der Regelkreis „schwankt“ und die Heizung schnell ein- und ausschaltet. Ein Offset tritt auf, wenn das EMI eine konstante Gleichspannung einspeist, wodurch sich der Messwert um mehrere Grad verschiebt. Die Instabilität tritt zeitweise auf und führt zu plötzlichen Temperatursprüngen, die Alarme auslösen oder ein Fehlverhalten des Controllers verursachen. Die Quelle elektromagnetischer Störungen sind typischerweise die Heizkabel selbst. {{10}Sie führen hohe Ströme (bis zu 30 Ampere) bei 220 V oder 480 V und erzeugen starke elektromagnetische Felder. Wenn Thermoelementdrähte parallel zu Heizkabeln im selben Kanal oder Kabelkanal verlegt werden, induziert das Magnetfeld eine Spannung in der Thermoelementschleife, die proportional zur Änderungsrate des Heizstroms ist (der aufgrund des 50/60-Hz-Wechselstroms hoch ist). Diese induzierte Spannung verstärkt das Signal des Thermoelements und verursacht einen Fehler. Um dies zu verhindern, halten Sie einen Abstand von mindestens 30 cm zwischen Heizkabeln und Thermoelementkabeln ein und verwenden Sie abgeschirmte Twisted-Pair-Kabel. Die Abschirmung darf nur auf der Steuerungsseite geerdet werden-bei beidseitiger Erdung entsteht eine Erdschleife, die ebenfalls eine Fehlerquelle darstellt. Ein weiterer häufiger Übeltäter ist das Halbleiterrelais (SSR), das zum Schalten der Heizungsleistung verwendet wird. Das schnelle Schalten von SSRs (insbesondere Phasenwinkeltypen) erzeugt elektrisches Rauschen, das in nahegelegene Signale eingekoppelt wird. Durch die Verwendung von Nulldurchgangs-SSRs wird dieses Rauschen reduziert. Wenn außerdem das Thermoelement geerdet ist (Verbindung mit der Hülle verbunden) und die Hülle an der Form geerdet ist, während die Steuerung an einem anderen Erdungspunkt geerdet ist, bildet sich eine Erdungsschleife, die einen Gleichspannungsoffset erzeugt. Verwenden Sie nicht geerdete (isolierte) Thermoelemente, um diese Schleife zu unterbrechen, oder stellen Sie sicher, dass der Controller über einen isolierten Eingang verfügt. Um EMI zu diagnostizieren, verlegen Sie vorübergehend ein neues Kabel vom Thermoelement direkt zum Controller und verlegen Sie es weit entfernt von allen Stromkabeln. Wenn sich der Messwert stabilisiert, war das ursprüngliche Routing das Problem. Wenn Sie ein tragbares Oszilloskop haben, können Sie die Rauschwellenform beobachten. Um EMI zu bekämpfen, implementieren einige Controller eine starke Filterung; Allerdings verlangsamt das Filtern auch die Reaktion. Daher ist die Vorbeugung durch geeignete Leitungsführung und Abschirmung der Filterung weit überlegen. Erwägen Sie in elektrisch verrauschten Anlagen den Einsatz von Signalisolatoren oder Sendern, die das Thermoelementsignal in eine 4-20-mA-Stromschleife umwandeln, die von Natur aus immun gegen elektromagnetische Störungen ist. Durch das Verständnis der EMI-Mechanismen und die Anwendung von Gegenmaßnahmen können Spritzgießer selbst in den rauesten Industrieumgebungen saubere, stabile Thermoelementmesswerte erzielen.