Các trường hợp điển hình về nhiễu vòng lặp nối đất trong hệ thống chạy nóng biểu hiện như sau: do bộ điều khiển nhiệt độ và khuôn được nối đất riêng biệt nên tạo ra sự khác biệt điện thế làm truyền động dòng điện tuần hoàn. Điều này dẫn đến sự dao động nhiệt độ đồng thời trên nhiều kênh hoặc kiểm soát nhiệt độ không chính xác cục bộ, cuối cùng dẫn đến sai sót về chất lượng sản phẩm. Sau đây là ba nghiên cứu trường hợp thực nghiệm được rút ra từ các ngành khác nhau, minh họa các đặc điểm điển hình của vấn đề này và con đường giải quyết nó.
1. Nghiên cứu điển hình 1: Nhà sản xuất phụ tùng ô tô - Biến động đồng thời trên nhiều kênh (Nhiễu tần số nguồn 50Hz)
Hiện tượng: Trong quá trình sản xuất một khuôn cửa ô tô cụ thể, nhiệt độ của tám vòi phun nóng đồng thời biểu hiện sự dao động định kỳ là ±2,5 độ. Tần số dao động là 50Hz khiến hệ thống điều khiển PID dao động thường xuyên và dẫn đến việc đổ đầy một số khoang khuôn.
Quá trình khắc phục sự cố:
Đồng hồ vạn năng True RMS được sử dụng để đo điện áp xoay chiều giữa các điểm nối đất của bộ điều khiển nhiệt độ và tủ khuôn; thu được điện áp 0,72V AC.
Các lớp che chắn của cáp cặp nhiệt điện đã được kiểm tra, cho thấy cả hai đầu của lớp che chắn đều được nối đất.
Kết nối đất cho lớp che chắn ở đầu khuôn tạm thời bị ngắt kết nối và biến động nhiệt độ ngay lập tức giảm xuống ± 0,9 độ.
Nguyên nhân cốt lõi: Khi các quạt có tần số-công suất cao-có thể thay đổi cao đang hoạt động trong cơ sở, các dao động trong điện thế lưới nối đất của nhà máy đã được ghép vào các tín hiệu cặp nhiệt điện thông qua vòng khép kín được hình thành bởi các lớp che chắn.
Giải pháp: Đã triển khai sơ đồ "nối đất một điểm" bằng cách sử dụng cáp đồng để hợp nhất các điểm nối đất của cả bộ điều khiển nhiệt độ và khuôn thành một cọc nối đất chung duy nhất. Ngoài ra, cấu hình che chắn đã được sửa đổi để lớp che chắn chỉ được nối đất ở đầu bộ điều khiển.
Kết quả: Biến động nhiệt độ giảm xuống trong khoảng ±0,8 độ và tỷ lệ phế liệu giảm 40%.
Thông tin chi tiết quan trọng: Sự dao động nhiệt độ đồng thời trên nhiều kênh đóng vai trò là đặc điểm "dấu vân tay" của sự cố vòng lặp nối đất; do đó, ưu tiên trong việc khắc phục sự cố là điều tra những khác biệt tiềm ẩn giữa các phần thiết bị khác nhau.
2. Nghiên cứu tình huống 2: Nhà máy ép phun thiết bị gia dụng - Kênh đơn liên tục chạy ở mức cao (Điểm nối đất ẩn)
Hiện tượng: Trong khuôn dùng để sản xuất van cấp nước vào máy giặt, nhiệt độ của vòi nóng No{0}} luôn cao hơn 2,3 độ so với điểm đặt. Việc thay thế cặp nhiệt điện cũng như thay thế cuộn dây đốt nóng đều không giải quyết được vấn đề; hơn nữa, sự can thiệp dường như giảm bớt vào ban đêm nhưng tăng cường vào ban ngày. Quá trình khắc phục sự cố:
Đo điện áp giữa tủ điều khiển nhiệt độ và điểm nối đất của khuôn: 0,6V AC vào ban ngày và 0,1V AC vào ban đêm.
Kiểm tra đi dây và phát hiện lớp bảo vệ của cáp tín hiệu đã vô tình tiếp đất qua khay cáp kim loại ở phía khuôn.
Sau khi ngắt kết nối khay cáp, chỉ số nhiệt độ trở lại bình thường.
Nguyên nhân cốt lõi: Một "điểm nối đất ẩn" vô tình được hình thành đã tạo ra một vòng nối đất với mặt đất chính, gây ra nhiễu tần số-điện do các động cơ hoạt động ở nơi khác trong xưởng tạo ra.
Giải pháp: Nối lại hệ thống; cáp tín hiệu được định tuyến qua một ống dẫn PVC chuyên dụng và lớp che chắn chỉ được nối đất ở đầu tủ điều khiển, còn đầu điều khiển từ xa được cách điện.
Kết quả: Độ ổn định nhiệt độ đã được khôi phục, tránh được chi phí hàng tháng lên tới hàng chục nghìn nhân dân tệ phát sinh trước đó do thay thế sai linh kiện.
Bài học rút ra: Các điểm nối đất ngoài kế hoạch đóng vai trò là "kẻ giết người vô hình"; việc kiểm tra toàn diện tất cả các điểm tiếp xúc vật lý là điều cần thiết.
3. Nghiên cứu trường hợp 3: Lỗi điều chỉnh tự động - của nhà sản xuất vật tư y tế PID (Chế độ-Phổ biến Tiếng ồn làm gián đoạn phản hồi)
Hiện tượng: Khuôn chip vi lỏng mới được lắp đặt liên tục bị lỗi trong quá trình{0}}điều chỉnh tự động PID. Hệ thống báo cáo "phản ứng nhiệt độ bất thường", nhưng các phép đo tĩnh cho từng kênh lại có vẻ bình thường.
Quá trình khắc phục sự cố:
Xuất dữ liệu nhiệt độ trong 24 giờ và thực hiện phân tích phổ FFT, cho thấy các đỉnh riêng biệt ở tần số 50 Hz và 100 Hz.
Đo chênh lệch điện thế 0,58V AC giữa tủ điều khiển nhiệt độ và điện cực nối đất chính của cơ sở.
Hệ thống sử dụng sơ đồ nối đất nhiều điểm và các lớp bảo vệ của cáp tín hiệu được nối đất ở cả hai đầu.
Nguyên nhân cốt lõi: Sự kết hợp giữa nối đất nhiều điểm và nối đất hai đầu{1}}đã tạo ra một "ăng-ten vòng lặp" hiệu quả cao, cho phép nhiễu ở chế độ -chung làm gián đoạn tính ổn định của thuật toán điều khiển PID.
Giải pháp: Đã chuyển sang sơ đồ nối đất một điểm với-nối đất che chắn một đầu và lắp đặt bộ khuếch đại cách ly ở đầu vào cặp nhiệt điện để đóng vai trò như một lớp bảo vệ dự phòng.
Kết quả: Quá trình điều chỉnh-tự động PID đã thành công trong lần thử đầu tiên, đạt được độ chính xác kiểm soát nhiệt độ là ±0,5 độ .
Bài học rút ra: Các lỗi trong quá trình vận hành hệ thống tự động có thể đóng vai trò là dấu hiệu cảnh báo sớm về các vấn đề nối đất tiềm ẩn, đòi hỏi phải có sự can thiệp chủ động.
