Dificuldade com controle de temperatura.

[edison]

Equipamento: Uma chapa de aço 600x400x 20mm aquecida com um elemento resistivo de 2500W. Atinge temperatura IDEAL de trabalho (100°C) em 20mim , desliga e fica estável com a máquina em repouso. Termostato digital em L/D contato seco com histerese de 2°C.

Trata-se de uma aplicadora "Hotstamp" ( um espécie de carimbo térmico)

Situação 1: Ao ligar a máquina e iniciar o estampamento a temperatura da chapa começa a baixar rápido e mesmo com o termostato religando a chapa em 98°, a temperatura baixa p/ 90° mas demora prá retornar aos 100°. ( em torno de 10 min) ficando num ciclo de 100 a 90°C.

Situação 2 : Troquei a resistência p/ uma de 4000W , inicia-se o estampamento , baixa a temperatura ,o termostato religa em 98° mas aquece tão rápido que passa dos 100° chegando aos 115°C e demorando baixar para os 100° ficando num ciclo de 98 a 115°C.

A sonda de medição ( PT100 )foi fixada no ponto central da chapa.

Pergunto: Como manter estável a temperatura com uma variação máxima de +/- 2 °C ou seja um ciclo de 102 a 98°C.

Grato.

[MOR_AL]

Ola Edson!
O seu primeiro caso forma um circuito equivalente sub amortecido, onde a temperatura demora a alcançar o estado final (crescente). Nesse caso a potência da fonte é pouca para que a temperatura suba rápido e ultrapasse o valor desejado.
O seu segundo caso forma um circuito equivalente sub amortecido, onde a temperatura ultrapassa o valor final (crescente), devido a grande capacidade do elemento resistivo.
Uma solução seria um circuito PID, mas sinceramente, eu não acredito que fosse a melhor.
Outra solução seria você tentar posicionar o seu sensor de temperatura mais próximo da fonte de calor.
Como o aço não é um condutor de calor tão bom como cobre, ou alumínio, a chapa vai possuir temperaturas diferentes ao longo dela. Daí a escolha do melhor local do sensor.
Óbvio, se você deseja que a temperatura no ponto exato (onde o carimbo aquece ou funde algo) seja mais preciso, então o seu sensor deverá ficar localizado neste ponto (ou pequena área).
Outro modo de resolver o problema seria tentar distribuir melhor a aplicação do calor. Você sabe que com um elemento resistivo de 2500W a temperatura sobe lenta demais, e que com outro com 4000W, sobe rápido demais.
Procure colocar, digamos, 4 elementos de 1000W, de modo a que a aplicação do calor seja sobre as diagonais e simétrica em relação ao ponto de cruzamento delas. O ideal seria se a fonte de calor fosse o mais distribuída possível.
Acredito que deva melhorar.
MOR_AL

[fabim]

Bom RTD PT100, tem uma resposta > 15S. 4000W em 15S é uma coisa absurda.
2°, histerese não é apenas de temperatura, mais temperatura mais tempo.
O controlador deve conhecer a histerese termica no tempo para o sistema.

Você entra no controlador, abilita o alto call, ele fica fazendo varios testes dentro de uma faixa pré determinada, e descobre qual é o TEMPO TD°C do sistema.

A asla tem um controladorzim de 280R$, que tem esse aparato, tenho uma prensa de 200 * 350 * 28mm de aluminio puro pra fazer PCI, e outras coisas. Fica perfeito..

[MTC]

eu sugiro que voce adapte uma chapa com uma massa maior de maneira ter uma maior quantidade de "calor estocado" na chapa para que durante o processo de estampagem a perda de calor seja menos pronunciada.

Com isso deve ficar mais facil o controle de temperatura pela resistencia.

[edison]

......Outra solução seria você tentar posicionar o seu sensor de temperatura mais próximo da fonte de calor.
.............................Óbvio, se você deseja que a temperatura no ponto exato (onde o carimbo aquece ou funde algo) seja mais preciso, então o seu sensor deverá ficar localizado neste ponto (ou pequena área).MOR_AL

Infelizmente o sensor tem que ser ùnico e em ponto fixo embutido na chapa. A variável operacional é a posição em que o clichê ( carimbo ) é fixado na chapa ,e o tamanho/ formato do mesmo que varia conforme o serviço.

...Outro modo de resolver o problema seria tentar distribuir melhor a aplicação do calor. Você sabe que com um elemento resistivo de 2500W a temperatura sobe lenta demais, e que com outro com 4000W, sobe rápido demais.
Procure colocar, digamos, 4 elementos de 1000W, de modo a que a aplicação do calor seja sobre as diagonais e simétrica em relação ao ponto de cruzamento delas. O ideal seria se a fonte de calor fosse o mais distribuída possível.
Acredito que deva melhorar.MOR_AL

Estou providenciando a confecção de uma nova chapa, inclusive com outro(s) elementos resistivos. ( potência ainda não definida).
O materia terá que ser aço mesmo pois o impacto de estampagem é muito forte e localizado ( mais de 5 ton) o cobre ou alumínio alêm de serem "moles" tem um custo proibitivo. Nesse caso posso até alterar o ponto fixo onde ficará o sensor.

Se não for pedir demais daria prá vc ilustrar essa sua idéia de distribuição simétrica e inclusive um ponto bom de medição?

Fabin: Vou dar uma olhada nesse controlador que vc sitou e tentar juntar com a idéia do MOR_AL.


Grato.

[edison]

eu sugiro que voce adapte uma chapa com uma massa maior de maneira ter uma maior quantidade de "calor estocado" na chapa para que durante o processo de estampagem a perda de calor seja menos pronunciada.

Com isso deve ficar mais facil o controle de temperatura pela resistencia.

Mecanicamente é inviavel pois teria que alterar as dimenções da mesma e ela tem encaixes laterais pré definidos na máquina.
Outro agravante é que ela tem que ser removida manualmente pelo operador para montagem do(s) clichês. Essa em questão já pesa(?) 40 kg.

[edison]

Mensagem repetida. Desculpe.

[edison]

A asla tem um controladorzim de 280R$, que tem esse aparato, tenho uma prensa de 200 * 350 * 28mm de aluminio puro pra fazer PCI, e outras coisas. Fica perfeito..

Seria esse aqui??
http://www.asla.com.br/produtos/arquivo ... -48U12.pdf

[FabioSom12]

Uma solução legal seria criar uma espécie de dimmer e deixar a resistencia com um controle analogico.

Ai sim daria pra implementar um controle PID e retirar a histerese, não sei se chegaria a tolerancia de 2%, mas com certeza diminuiria bastante.

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Tipo: Coloca um pic + MOC + BTA12.

[jorgeluiz]

pt 100 e' termistor? Da pra usar Lm 35 nessa temperatura, que e' mais rapido. (naquele encapsulamento to-220)

[fabim]

A asla tem um controladorzim de 280R$, que tem esse aparato, tenho uma prensa de 200 * 350 * 28mm de aluminio puro pra fazer PCI, e outras coisas. Fica perfeito..

Seria esse aqui??
http://www.asla.com.br/produtos/arquivo ... -48U12.pdf

o propio, o termistor não da pra você usar edison, a histerese de estabilização dele é muito alta, bem mais alta que o pt100...
Pense assim, juntou um sensor com temop curto de uns 15 seguntos, e o controlador sabe disso, e ainda descobriu a constante energética/termica do conjunto, ja era!!!

[andre_luis]

Edison,


Esse problema está mais relacionado ao material aquicido do que ao medidor em si.

O problema que voce está enfrentando, já tive quando trabalhei com Autoclaves. As cubas feitas em aço, tinham um atrazo na propagação da temperatura do ponto de aquecimento até o ponto de medição.

Já as cubas feitas em alumínio estampado, funcionavam perfeitamente, com uma resposta imediata. Isso porque o alumínio possui uma condutividade térmica 20x maior que a do aço.

Dependendo da mecãnica do projeto e da margem de custo, voce poderá pensar numa outra chapa em alumínio junto a esse material, interligando termicamente as regioes de interesse, reduzindo o efeito da propagação do calor devido á resistencia térmica do material.

+++

[MOR_AL]

Edson.

Seu maior problema é a diferença de temperatura entre os elementos resistivos e o sensor. Quanto maior essa distância, maior o gradiente de temperatura. Essa distância tem que ser pequena.
1 - O sensor TEM que se localizar próximo ao local onde for aplicado o processo. É alí que você deseja que a temperatura fique controlada. Um ótimo local é na face de baixo do retângulo metálico, logo abaixo do centro da região que ocorre a estampagem, esta na face superior.
2 - Como o sensor já se encontra no centro, o elemento resistivo não poderia ficar alí. O que pode ser feito é distribuí-lo, de modo a que esses elementos fiquem equidistantes do sensor. Supondo 4 elementos, se traçar-mos as duas diagonais do retângulo, pode-se colocar cada sensor espaçado do centro. Por exemplo. Colocar cada sensor a meia distância entre o cruzamento das diagonais e cada vértice do retângulo. Melhor ainda se os elementos resistivos não fossem muito pontuais e sim que ocupassem uma área maior.
3 - A idéia do André pode ser utilizada para distribuir melhor a temperatura no retângulo de aço. Fixe um outro retângulo de alumínio, ou cobre, com espessura maior que 5mm, na face inferior do retângulo de aço.
4 - O comentário do Fabin é pertinente. O seu sensor deve possuir pequena inércia térmica. Não sei se os PT100 possuem isso.
5 - O seu sensor deve ficar BEM acoplado termicamente ao retângulo metálico, caso contrário, mesmo com excelente inércia térmica, o sensor não vai acompanhar a temperatura em menor tempo, produzindo atrasos de medida e erros.

No momento não estou podendo postar figuras devido a mudança.
MOR_AL

[Silvio51]

Se voê vai utilizar no fundo de quintal... tudo bem.... se nâo, tem controladores PID bons que vâo te dar uma variação mínima de temp. Tem o KS40 da Philips (um dos melhores) tem os da Omron que são excelentes e tem os mais ou menos como os Coel... temos aqui um sistema parecido com o teu só que com 330 graus... a variação máxima que conseguimos é de +- 2 graus apenas.... e não tem essa de vinte ou quinze minutos não.... em 30 segundos a temperatura já está normal.

[ivan]

Solução de controladores da Gefran série 600:
- PID configurável
- Entrada p/ PT100
- precisão < 0,2% FE

Veja o link, pois creio q resolverá o seu problema de controle mesmo q precise mudar de sensor.

Controlador Gefran 600
http://www.gefran.com/pt/products/product_439.aspx

Manual
http://www.gefran.com/getfile.aspx?id=1632&lang=en