Optymalizacja procesów termicznych w nowoczesnej fabryce
Jeśli budujesz fabrykę typu Industry 4.0, zapewne zdajesz sobie sprawę, że stary sposób ogrzewania już nie wystarcza. Przechodzimy od podejścia „ustaw i zapomnij” ku wykorzystaniu rzeczywistych danych. W przypadku ogrzewania płytek krzemowych oznacza to korzystanie z wysokiej jakości systemów podczerwieni. Dzięki nim uzyskujemy precyzję oraz możliwość monitorowania stanu w czasie rzeczywistym – co jest niezbędne, jeśli chcemy mieć zautomatyzowaną linię produkcyjną, która faktycznie funkcjonuje sprawnie.
Optymalny poziom bezpieczeństwa
Problem polega na tym, że nie można po prostu umieścić emitera podczerwieni obok płytki krzemowej i mieć nadzieję na sukces. Jeśli lampka znajduje się zbyt blisko, w samym środku powstaje ogromna ilość ciepła – to tzw. szczyt gausowski. W rezultacie płytkę krzemową może się spalić. Aby temu zapobiec, trzeba oddalić źródło ciepła. To sprawia, że ciepło rozkłada się równomiernie po całej powierzchni płytki.
Ale istnieje jeden haczyk: im większa odległość, tym niższa intensywność ciepła. To oznacza, że trzeba zwiększyć moc źródła ciepła lub wydłużyć czas jego działania, aby osiągnąć żądaną temperaturę. To całe jest kwestią balansu.
Przekształcanie ciepła w dane
Prawdziwe „czarodziejstwo” występuje wtedy, gdy zamkniemy pętlę zwrotną. Podłączamy systemy podczerwieni do pirometrów i kontrolerów PLC. Zamiast polegać na domysłach, otrzymujemy aktualne dane dotyczące temperatury. Możemy więc widzieć dokładny obraz temperatury każdej płytki krzemowej w momencie jej przemieszczania się. To sprawia, że cały proces staje się powtarzalny, a to jest jedyny sposób na efektywną produkcję.
Ponadto to umożliwia dostęp do informacji predykcyjnych. System bierze pod uwagę rzeczywitą masę płytki krzemowej oraz temperaturę otoczenia, a następnie dostosowuje moc źródła ciepła w czasie rzeczywistym.
Kompromisy (i jak uniknąć awarii)
Wysokointensywna podczerwień jest doskonała, ponieważ szybko podnosi temperaturę. Ale cała ta energia musi gdzieś trafić. Jeśli nie będziemy uważać, okoliczne elementy mogą zostać uszkodzone. Trzeba więc używać efektywnych wentylatorów chłodzących i radiatorów, aby radzić sobie z energią odbieraną od płytek krzemowych.
Jeśli zaniedbamy chłodzenie, elektronika w urządzeniach sterujących może przestać funkcjonować. Zawsze polecam zastosowanie specjalnej bariery termicznej – ona chroni czułe sensor przed promieniowaniem podczerwonym i zapewnia prawidłowe funkcjonowanie całego systemu.