Správné získávání teplotních dat pro topiče na polovodiční prvky nové generace
Pokud budujete chytrou výrobní linku, pravděpodobně jste si uvědomili, že běžné měření teploty už nestačí. Potřebujete systém, který bude v reálném čase komunikovat s vaším PLC a poskytovat vám podrobná data, díky kterým můžete eliminovat odhady. Ve světě ohřevu polovodičů i ten nejmenší problém může vést k deformovaným destičkám nebo nerovnoměrné difúzi dopantů. Je to noční můra, které se chcete vyhnout.
Podrobnosti o senzorech
Vše začíná u slitiny. V závislosti na požadovaném rozsahu teplot použijete termočlánky typu K nebo S. Termočlánky typu S jsou ideální pro použití v pecích určených k difúzi – neztrácejí přesnost ani při velmi vysokých teplotách.
Ale pozor: i ten nejlepší senzor je k ničemu, pokud není umístěn na správném místě. Pokud je poloha sondy špatná, vzniknou „chladné body“. Jeden takový problém může znamenat, že celá série destiček bude nepoužitelná. Zaměřujeme se tedy na snížení časového zpoždění – rychlé reakce zabrání nadměrnému pohybu regulátoru PID. Nikdo nechce, aby se jejich topné elementy spálily kvůli příliš pomalé reakci senzoru.
Přenos dat
Průmysl 4.0 zní sice luxusně, ale ve skutečnosti jde jen o signál. Opouštíme staré analogové měřiče a přecházíme na digitální signály. Kombinací termočlánků s vysokorezolučními A/D převodníky získáte digitální „otisk“ každého teplotního cyklu. To je to, co je užitečné – můžete vidět, kdy začíná topný element selhávat, ještě než úplně přestane fungovat. Můžete tak včas zareagovat, naplánovat výměnu během další přestávky a udržet výrobu v chodu.
Kompromisy (protože vždy existuje nějaký Trade-off)
Přesnost není zadarmo. Čím více termočlánků použijete pro lepší měření, tím více se zkomplikuje zapojení. Navíc riskujete, že do signálu proniknou šumy. Budete potřebovat izolovaná kabeláž, aby elektromagnetické rušení z zdroje napájení neovlivnilo vaše měření. Ale buďte opatrní – pokud přehnaně použijete izolaci, můžete ve skutečnosti zpomalit reakční čas senzoru. Je to otázka rovnováhy – musíte zvážit specifikace izolace vzhledem k frekvenci odebírání dat potřebné k udržení stability řídicího systému.