در محیطهای تولیدی که صفحات گرمایشی به طور مرتب با اندازههای مختلف قطعات یا تعمیر و نگهداری تعویض میشوند، اتصالات الکتریکی سیمکشی شده باعث خرابی و خطرات ایمنی میشوند. راهحلهای قطع سریع{1}}این امکان را میدهند که صفحات ظرف چند دقیقه بدون برقکار تعویض شوند. انتخاب مناسبقطع سریع اتصالات الکتریکی صفحه گرمایشنیاز به در نظر گرفتن رتبه بندی فعلی، دمای عملیاتی، چرخه های جفت گیری و ویژگی های ایمنی دارد. این راهنما گزینههای موجود را شرح میدهد و دستورالعملهای طراحی را برای قطع ارتباط مطمئن و لمسی{1}}ایمن ارائه میکند.
چرا اتصالات سریع-برای صفحات گرمایش قابل جابجایی لازم است؟
صفحات گرمایشی مورد استفاده در ترموفرمینگ، لمینیت یا تجهیزات بسته بندی اغلب برای تغییر سریع طراحی می شوند. هر صفحه شامل عناصر گرمایش الکتریکی (کارتریج، لولهای یا فویل حکاکی شده) است و ممکن است شامل ترموکوپل یا سنسورهای خطای زمین باشد. اتصالات سیمی سخت به یک برقکار نیاز دارد تا جعبه اتصال را باز کند، مهره های سیم یا پیچ های ترمینال را جدا کند، و سپس صفحه جدید را دوباره وصل کند{2}}فرآیندی که می تواند 30 دقیقه یا بیشتر طول بکشد. سیستمهای قطع سریع-این زمان را به کمتر از پنج دقیقه کاهش میدهند، با خاموش کردن{6}}انرژی قبل از قطع، ایمنی را بهبود میبخشند و خطاهای سیمکشی را حذف میکنند.
در تولید انعطاف پذیر، یک سیستم{0}اتصال سریع قوی شامل سه جزء ضروری است:
یک کانکتور چند-پینی یا تک پین- که برای ولتاژ و جریان بخاری درجه بندی شده است.
یک اینترلاک ایمنی که از قطع شدن اتصال تحت بار جلوگیری می کند.
تسکین فشار برای محافظت از کابل و کانکتور در برابر استرس مکانیکی.
مروری بر گزینههای سریع{0} قطع اتصال برای صفحات گرمایشی
جدول زیر رایج ترین انواع اتصال دهنده های مورد استفاده برای صفحات گرمایش قابل جابجایی را مقایسه می کند.
| نوع رابط | رتبه بندی فعلی معمولی (در هر مخاطب) | حداکثر درجه حرارت | چرخه جفت گیری (رده بندی شده) | هزینه نسبی | بهترین برنامه |
|---|---|---|---|---|---|
| دایره-درجه حرارت بالا (مانند آمفنول، هارتینگ، ویم) | 10–150 A | 150-250 درجه (بستگی به مواد درج دارد) | 500–1000 | بالا | صفحات-جریان بالا،-درجه حرارت بالا با ترموکوپل |
| بلوک های ترمینال با گیره اهرمی (داخل جعبه اتصال) | 20-100 آمپر (در هر بلوک) | 80-120 درجه (محل پلاستیکی) | 100 (سیکل های درج سیم) | کم | {0}}تغییرات فرکانس پایین، ابزار-رایگان اما غیر واقعی قابل اتصال |
| اتصالات قطب برق / تک-قطبی (مثلاً اندرسون، سری SB) | 50–350 A | 105-150 درجه (مسکن) | 500–10,000 | متوسط | فقط{0}}قدرت بخاری فعلی بالا (بدون سیگنال کنترل) |
| کانکتورهای مستطیلی هیبریدی (به عنوان مثال، Wieland، Phoenix Contact) | 10–50 A | 100-125 درجه | 500–2000 | متوسط | صفحات نیاز به برق + چندین ترموکوپل + اینترلاک |
1. اتصالات دایره ای صنعتی با دمای بالا
اتصالات دایرهای چند{0}پینی قویترین راهحل برای صفحات گرمایش قابل جابجایی هستند. آنها در طیف گسترده ای از تعداد پین (2 تا 61 پین) و رتبه بندی فعلی (10 A تا 150 A در هر پایه) در دسترس هستند. تولیدکنندگان پیشرو عبارتند از Amphenol (Amphe-سری Lite)، Harting (سری Han) و Veam (سری CIR).
مزایا:
عمر چرخه جفت گیری بالا (500-1000 عملیات).
در صورت جفت شدن به IP65 یا IP67 مهر و موم شده است.
با درجهای درجه حرارت بالا (مثلاً PTFE یا PEEK) با درجهبندی 200 تا 250 درجه موجود است.
پایه زمین را می توان برای اولین-ساخت، آخرین-شکست پیکربندی کرد.
محدودیت ها:
هزینه بالاتر نسبت به اتصال دهنده های ساده تر.
به یک جفت جفت نیاز دارد (کابل بخاری را وصل کنید، پریز روی تجهیزات).
اندازه فیزیکی بزرگ برای پینهای{0} فعلی بالا.
نکات کاربردی:
برای یک صفحه گرمایش معمولی با برق سه فاز (4 پین: L1، L2، L3، زمین) به اضافه دو ترموکوپل (2 پین)، یک کانکتور دایره ای 7 پین یا 9 پین مناسب است. کانکتور باید روی شاسی تجهیزات نصب شود، با یک سرب پرنده به صفحه بخاری. تسکین فشار توسط یک کابل کابل روی پوسته پشتی کانکتور ایجاد می شود. ضروری است که کانکتور برای حداکثر دمای صفحه به اضافه یک حاشیه ایمنی درجه بندی شود. کانکتوری با حداکثر دمای محفظه 150 درجه نباید روی صفحه ای که در دمای 200 درجه کار می کند استفاده شود، زیرا رسانش گرما از طریق کابل از درجه بندی بیشتر خواهد شد.
2. بلوک های ترمینال با گیره اهرمی (ابزار-اتصال رایگان)
بلوکهای پایانهای که از {0}گیرههای اهرمی با فنر استفاده میکنند (مثلاً سری WAGO 221 یا Phoenix Contact Push{4}}) اجازه میدهند ابزار{5}}درج و حذف رایگان سیم را انجام دهند. صفحه گرمایش مجهز به یک کابل کوتاه است که با فرول ها یا سیم های جدا شده خاتمه یافته است. تجهیزات دارای جعبه اتصال است که حاوی بلوک ترمینال اهرمی-گیره است. برای تعویض صفحه، درپوش جعبه اتصال باز می شود و هر اهرم بلند می شود تا سیم ها آزاد شوند.
مزایا:
کم هزینه و در دسترس است.
اتصال جفت گیری خاصی مورد نیاز نیست.
محفظه شفاف امکان تایید بصری قرار دادن سیم را فراهم می کند.
اندازه های استاندارد سیم (تا 10 AWG برای 50 A) را می پذیرد.
محدودیت ها:
یک "قطع سریع" واقعی نیست - نیاز به باز کردن جعبه اتصال و دست زدن به سیم های جداگانه دارد.
در صورت عدم برچسب زدن سیم ها، خطر اتصال مجدد نادرست زیاد است.
بدون قفل ایمنی؛ مدار قبل از باز شدن باید به صورت دستی -خارج شود.
چرخه جفت گیری محدود (تنش فنر پس از 100 بار درج کاهش می یابد).
نکات کاربردی:
این گزینه برای صفحات گرمایشی که به ندرت (به عنوان مثال، یک بار در ماه) و فقط توسط پرسنل آموزش دیده تعویض می شوند، مناسب است. همه سیم ها باید به وضوح برچسب گذاری شوند (به عنوان مثال، "H1"، "H2"، "TC+"، "TC{8}}"). قبل از باز کردن جعبه اتصال، یک روش قفل/تاگوت لازم است.
3. اتصالات قطب / تک قطبی{1}
اتصالات قطب برق (به عنوان مثال، Anderson Power Products سری SB) کانکتورهای تک-بدون جنسیت هستند که به هم متصل می شوند و مجموعه های چند قطبی را تشکیل می دهند. آنها معمولاً در-تجهیزات باطری و برنامههای DC جریان بالا استفاده میشوند. برای صفحات گرمایش، دو یا سه قطب به هم متصل شده اند تا چندین فاز را حمل کنند.
مزایا:
جریان بسیار بالا (50-350 A) در یک بسته فشرده.
عمر چرخه جفت گیری عالی ({0}} عملیات).
مقاومت تماس کم (<0.5 mΩ per pole).
{0}}طراحی ایمن (مخاطبین فرورفته در صورت عدم جفت شدن) را لمس کنید.
محدودیت ها:
معمولاً فقط به دمای 105 تا 150 درجه درجه بندی می شود.
برای سیگنال های ترموکوپل سطح پایین مناسب نیست (مقاومت تماس متفاوت است).
برای سیگنال های کنترلی به یک کانکتور جداگانه نیاز دارد.
نکات کاربردی:
اتصالات قطب برق برای صفحات گرمایشی با قدرت{0} بالا (مثلاً 10 کیلووات و بالاتر) که فقط برق بخاری باید قطع شود، ایده آل هستند. سیم های ترموکوپل باید از طریق یک کانکتور دایره ای ولتاژ پایین مجزا هدایت شوند. قطب زمین (ارت) باید به گونه ای طراحی شود که ابتدا با استفاده از یک پین کمی بلندتر یا یک قطب زمین اختصاصی جداگانه با طول پلکانی، متصل شود و آخرین قطع شود.
4. اتصالات مستطیلی هیبریدی
کانکتورهای هیبریدی کنتاکت های برق و کنتاکت های سیگنال را در یک محفظه مستطیل شکل ترکیب می کنند. به عنوان مثال می توان به Wieland Revos، Phoenix Contact Heavycon، و Harting Han-Modular اشاره کرد. این کانکتورها ترکیبی سفارشی از پینهای-جریان بالا (تا 100 A)، پینهای سیگنال جریان کم- (1-10 A) و حتی تماسهای پنوماتیک یا فیبر نوری را امکانپذیر میسازند.
مزایا:
تک کانکتور برای برق، ترموکوپل و اینترلاک ایمنی.
طراحی مدولار - پین ها را می توان در صورت نیاز اضافه یا تغییر داد.
گزینه های دمای بالا (تا 200 درجه با درج های ویژه).
مکانیسم های قفل یکپارچه که می توانند با منبع تغذیه در هم قفل شوند.
محدودیت ها:
هزینه بالاتر نسبت به اتصالات دایره ای ساده.
ردپای بزرگتر از کانکتورهای دایره ای چند-.
نکات کاربردی:
برای صفحه گرمایشی که به چندین سنسور دما (به عنوان مثال، چهار ترموکوپل) به اضافه برق سه فاز و یک زمین نیاز دارد، یک کانکتور هیبریدی با 6 پایه برق و 8 پایه سیگنال یک راه حل عالی است. محفظه کانکتور باید فلزی (نه پلاستیکی) برای دفع گرما و استحکام مکانیکی باشد.
ملاحظات ایمنی برای سیستمهای قطع سریع-
-طراحی ایمن (IP2X) را لمس کنید
وقتی جفت نیست، کانکتور در سمت تجهیزات باید قابل لمس-ایمن باشد - هیچ قطعه زنده قابل دسترسی به یک انگشت تست استاندارد (IP2X یا بهتر) نباشد. این کار از شوک تصادفی هنگام برداشتن صفحه گرمایش جلوگیری می کند. کانکتورهایی با کنتاکت های مادگی فرورفته (سوکت) در سمت تجهیزات و پین های نر در سمت کابل بخاری این نیاز را برآورده می کنند. آرایش معکوس (پین های آشکار روی تجهیزات) ناامن است و هرگز نباید استفاده شود.
قفل ایمنی که قبل از قطع شدن{0}}انرژی میگیرد
یک سیستم اتصال سریع{0} مستحکم شامل قفلی است که قبل از اینکه کانکتور غیرقابل جفت شود، برق را قطع می کند. دو روش رایج:
تماس خلبان کمکی– کانکتور شامل یک پایه-پایلوت ولتاژ پایین است که کوتاهتر از پایه های برق است. هنگامی که کانکتور تا حدی جفت نشده است، ابتدا کنتاکت خلبان باز می شود و به یک رله ایمنی سیگنال می دهد تا کنتاکتور اصلی را خارج کند. سپس پایه های برق تحت شرایط بدون بارگیری قطع می شوند.
کانکتور اینترلاک مجزا– یک کانکتور کمکی کوچک (مثلاً 2-کانکتور میکرو پین) در مجاورت کانکتور اصلی برق نصب شده است. مدار کمکی به صورت سری با سیم پیچ کنتاکتور سیم کشی می شود. قبل از اینکه کانکتور اصلی مدار را قطع کند، کانکتور کمکی را جدا کنید.
ضروری است که اینترلاک از کار بیفتد-: اگر مدار پایلوت خراب باشد، برق قطع میشود و تا زمانی که کانکتور دوباره به طور کامل متصل نشود، برق قطع میشود.
پایه زمین اول-ساخت، آخرین-شکست
پین محافظ زمین (زمین) باید قبل از هر پایه برق زنده در طول جفت گیری تماس داشته باشد و بعد از همه پایه های برق در طول جفت گیری شکسته شود. این امر با تعیین یک اتصال دهنده با پایه زمین بلندتر یا با استفاده از یک قطب زمین اختصاصی با طول پلکانی به دست می آید. یک مدار بررسی زمین (تداوم بین شاسی صفحه و زمین تجهیزات) نیز می تواند در اینترلاک گنجانده شود.
کاهش دما برای دمای محیط بالا
رتبه بندی جریان اتصال دهنده که توسط سازندگان منتشر می شود معمولاً در محیط 20-25 درجه مشخص می شود. در کاربردهای صفحه گرمایش، کانکتور ممکن است در معرض گرمای تابشی از صفحه یا گرمای هدایت شده از طریق کابل قرار گیرد. یک عامل کاهش دهنده باید اعمال شود:
برای دمای محیط بین 50 تا 80 درجه، جریان نامی را 15 تا 20 درصد کاهش دهید.
برای 80-120 درجه، 30-40٪ کاهش دهید.
بالاتر از 120 درجه، از کانکتوری با درج-درجه حرارت بالا (PTFE یا سرامیک) استفاده کنید.
به عنوان یک قاعده کلی، دمای محفظه کانکتور هرگز نباید بیش از 10 درجه از حداکثر مقدار نامی خود تجاوز کند. تصویربرداری حرارتی را می توان برای تأیید دمای عملیاتی در طول آزمایش نمونه اولیه استفاده کرد.
مثال اجرا: صفحه حرارتی قابل جابجایی
یک پرس ترموفرمینگ از صفحات حرارتی آلومینیومی قابل تعویض (400 میلی متر × 400 میلی متر) استفاده می کند که در 200 درجه کار می کنند. هر صفحه شامل شش بخاری کارتریجی 500 واتی (مجموع 3000 وات، 240 ولت تک فاز، 12.5 A) و دو ترموکوپل نوع J است. پلاک دو بار در هر شیفت تعویض می شود.
راه حل انتخابی:
رابط دایرهای{0}}در دمای بالا (سری Amphenol CIR، 12 پین، IP67).
تخصیص پین: 2 پایه برای گرمکن برقی و خنثی (هر کدام دارای امتیاز 25 A)، 1 پایه برای زمین (طولانیتر، اولین-ساخت)، 4 پایه برای دو ترموکوپل (2 در هر TC)، 1 پایه برای پایلوت اینترلاک (کوتاهترین، آخرین-ساخت).
محفظه رابط دارای درجه بندی 200 درجه با درج های PTFE.
سمت تجهیزات: سوکت مادگی (توکار). سمت کابل بخاری: پین نر.
اینترلاک: پین خلبان به یک رله ایمنی که یک کنتاکتور 25 A را کنترل می کند، سیم می شود. هنگامی که کانکتور جفت نشده است، ابتدا پیلوت باز می شود و قبل از جدا شدن پین های برق، کنتاکتور را بیرون می اندازد.
تسکین فشار: پوسته پشتی 90 درجه با کابل کابل در سمت صفحه بخاری.
نتیجه:زمان تعویض صفحه از 25 دقیقه (با یک برقکار) به 3 دقیقه (اپراتور- انجام شد) کاهش یافت. هیچ خطایی در سیم کشی در 18 ماه کار رخ نداده است.
خلاصه ای از دستورالعمل های انتخاب
| سناریوی کاربردی | نوع رابط توصیه شده |
|---|---|
| فقط{0}}گرمکن جریان بالا (بدون حسگر)، تغییرات مکرر | تیر برق (سری اندرسون SB) |
| ترموکوپل برق بخاری + 1-2، دمای بالا (200 درجه) | دایرهای{0}}درجه حرارت بالا (آمفنول/هارتینگ با درجهای PTFE) |
| قدرت بخاری + چندین ترموکوپل + اینترلاک، دمای متوسط (<125°C) | مستطیل هیبریدی (هارتینگ هان-مژولار) |
| تغییرات نادر، بودجه محدود، برق آموزش دیده حضور دارد | بلوک های ترمینال با گیره های اهرمی (WAGO) در داخل جعبه اتصال قابل قفل شدن |
| Very high current (>150 A) | تیر برق یا گذرگاه سفارشی با قطع اتصال پیچ (بدون ابزار-رایگان) |
نتیجه گیری
قطع سریع اتصالات الکتریکی انعطاف پذیری عملیاتی را بهبود می بخشد و زمان نگهداری صفحات گرمایش قابل جابجایی را کاهش می دهد. رابطهای دایرهای با دمای بالا راهحلهای قوی، لمسی-ایمن و قفل-قابلیت برای محیطهای گرمایی سخت ارائه میدهند. کانکتورهای قطب برق، کنترل شدید جریان را با عمر چرخه جفت گیری بالا ارائه می دهند. بلوکهای پایانه با گیرههای اهرمی، برنامههای کاربردی-کم یا کمتغییر- را ارائه میکنند. سیستم قطع اتصال سریع{11}}به خوبی{10}}طراحی شده شامل یک قفل ایمنی است که مدار را قبل از قطع شدن{12}}روان میکند، یک پایه زمین که اول و آخر میشکند، و کاهش جریان مناسب برای دماهای بالا. هنگام مشخص کردنقطع سریع اتصالات الکتریکی صفحه گرمایش، انتخاب باید بر اساس رتبه بندی فعلی، قرار گرفتن در معرض دما، فرکانس جفت گیری و تعداد سیگنال مورد نیاز باشد. یکپارچهسازی الکتریکی متفکرانه، قابلیت استفاده کلی از تجهیزات را افزایش میدهد و خطر خطای سیمکشی یا خطرات شوک در طول تعویض صفحه را کاهش میدهد.
