ข้อมูลทางเทคนิค หน่วยทำความเย็นของแผงควบคุม

ส่วนนี้อธิบายถึงความจำเป็นในการวัดผลด้านสิ่งแวดล้อมภายในแผงควบคุมและวิธีดำเนินการเหล่านี้

(1) วิวัฒนาการของ FA และการปรับปรุงประสิทธิภาพและการทำงานของอุปกรณ์ควบคุม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา FA-Factory Automation ได้กลายเป็นเรื่องปกติในโรงงานผลิต ในโรงงาน หุ่นยนต์และเครื่องจักรอัตโนมัติไม่ได้ตั้งอยู่บนชั้นหนึ่งเท่านั้น แต่ยังคับคั่งบนชั้นสองด้วย วิวัฒนาการนี้สามารถกล่าวได้ว่าเป็นการไหลตามธรรมชาติเพื่อลดต้นทุนโดยการผลิตจำนวนมาก
อย่างไรก็ตาม ในขณะที่การผลิตจำนวนมากที่มีต้นทุนต่ำอาจเป็นไปได้ แต่ข้อเสียอื่นๆ ก็อาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน เช่น ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากหุ่นยนต์และเครื่องจักรอัตโนมัติอาจส่งผลเสียต่ออุปกรณ์ควบคุม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็กลงและทำงานได้มากขึ้น เครื่องจักรและแผงต่างๆ จะลดลงไปอีก การสร้างความร้อนกำลังเพิ่มขึ้น ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
แม้ว่าอุปกรณ์ควบคุมที่มีความเร็ว ประสิทธิภาพ และฟังก์ชันการทำงานสูงขึ้นจะได้รับประโยชน์จากประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและความเร็วในการประมวลผล แต่ก็อาจกล่าวได้ว่าต้องทนทุกข์ทรมานจากข้อเสียของการต้องติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ "ความร้อน ฝุ่น และความชื้น" ไม่เหมาะกับอุปกรณ์ควบคุม

(2) ผลกระทบของปัญหาอุปกรณ์ควบคุม

เรามาดูกันว่าปัญหาของอุปกรณ์ควบคุมมีผลกระทบต่อกิจกรรมการผลิตจริงอย่างไร

กรณีที่ 1

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าแผงควบคุมหยุดทำงาน แม้ว่าจะเป็นเวลาเพียง 10 ถึง 20 นาที เนื่องจากสายการผลิตถูกรวมจากกระบวนการก่อนถึงขั้นตอนหลัง การประสานจะถูกนำไปใช้กับสายการผลิตก่อนและหลังแผงควบคุมที่หยุดทำงาน ซึ่งจะทำให้เครื่องจักรหยุดทำงาน
นอกจากนี้ หากเตาเผาและอุปกรณ์อื่นๆ หยุดทำงาน การบูรณะอาจใช้เวลาหนึ่งถึงสองชั่วโมงอย่างแน่นอน กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อพิจารณาการคืนค่าบรรทัดก่อนและหลังเนื่องจากความล้มเหลวของแผงควบคุมเดียว มีแนวโน้มว่าจะสูญเสียประมาณสองชั่วโมง

กรณีที่ 2

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าอินเวอร์เตอร์หยุดทำงาน โดยปกติ หากคุณเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์ คุณจะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้ออินเวอร์เตอร์ใหม่ การเปลี่ยนบอร์ดเพียงอย่างเดียวอาจจะมีค่าใช้จ่ายหลายหมื่นเยน
หากคุณไม่มีอะไหล่ อาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ หากเป็นอินเวอร์เตอร์รุ่นเก่า การผลิตอาจถูกยกเลิกด้วย จะต้องเสียค่าธรรมเนียมการเช่าแยกต่างหากสำหรับสถานที่ห่างไกลหรือเหตุฉุกเฉิน ฯลฯ นอกจากนี้ หากคุณสต็อกสินค้าเพื่อรอเหตุฉุกเฉิน สินทรัพย์สินค้าคงคลังของคุณจะเพิ่มขึ้น เมื่อพูดถึงการเพิ่มจำนวนเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสำหรับการบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการตรวจสอบเป็นระยะ สิ่งสำคัญคือต้องเตรียมพร้อมสำหรับค่าใช้จ่ายจำนวนมากที่จะนำไปสู่ต้นทุนแรงงานที่เพิ่มขึ้น

ปัญหาข้างต้นเกิดขึ้นในไซต์การผลิตทุกวัน ผลกระทบจากความร้อนและความชื้นซึ่งมักจะนำไปสู่การหยุดทำงานของเครื่องจักรและแผงควบคุมกะทันหันจะถูกนำมาใช้ในหัวข้อถัดไป

(3) ผลกระทบของความร้อนต่ออุปกรณ์

ข้อมูลยังพิสูจน์ด้วยว่าอัตราความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ได้รับผลกระทบจากความร้อนอย่างมาก ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง กราฟ (1) แสดงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายนอกและอุณหภูมิภายในแผงควบคุมของผู้ผลิตรถยนต์รายหนึ่ง มีความแตกต่างของอุณหภูมิประมาณ 15 ถึง 20 °C ตั้งแต่ต้นจนจบ

ด้วยวิธีนี้ อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะลดลงอย่างมาก ดังแสดงในกราฟ (2) เมื่ออุณหภูมิภายในบอร์ดเพิ่มขึ้นจาก 55 °C หรือ 60 °C
กราฟ (2) เรียกว่า "กฎคู่ 10 °C" เนื่องจากแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอายุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ากับอุณหภูมิแวดล้อม ที่อุณหภูมิ 30 °C อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าคือเกือบ 80,000 ชั่วโมง แต่จะลดลงเหลือ 40,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 40 °C กล่าวอีกนัยหนึ่งช่วงชีวิตลดลงครึ่งหนึ่ง นอกจากนี้ ที่อุณหภูมิ 60 °C ช่วงชีวิตประมาณหนึ่งในสี่หรือ 10,000 ชั่วโมง อายุการใช้งานของเซมิคอนดักเตอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ก็ลดลงอย่างมากด้วยความร้อน

อายุการใช้งานจะลดลงครึ่งหนึ่งสำหรับทุก ๆ 10 °C ที่เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิ

10 °C กฎหมายคู่
กราฟด้านซ้ายแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอายุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุณหภูมิแวดล้อม
เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเพิ่มขึ้น 10 °C อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะลดลงครึ่งหนึ่ง
เนื่องจากการย่อขนาดและปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นจึงมีแนวโน้มขาขึ้น นอกจากนี้ แผงควบคุมที่ติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ยังมีขนาดลดลงด้วย ดังนั้นอุณหภูมิภายในแผงควบคุมที่ไม่มีมาตรการรับมือจึงคาดว่าจะสูงขึ้นกว่าที่เคย

นอกจากนี้ กราฟ (3) ยังแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์กับอุณหภูมิแวดล้อม ซึ่งเรียกว่า “กฎอาร์เรเนียส” ตามกราฟ อัตราความล้มเหลวมีขนาดเล็กมากที่อุณหภูมิ 30 °C หรือต่ำกว่า แต่จะเพิ่มขึ้นเป็น 1 ที่อุณหภูมิ 40 °C เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 60 °C อัตราจะเพิ่มขึ้นจาก 10 เท่าเป็นเกือบ 30 เท่า และที่ 80 °C จะเพิ่มขึ้นจาก 100 เท่าเป็นเกือบ 300 เท่าในคราวเดียว เป็นที่ทราบกันดีว่าอัตราความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

อัตราความล้มเหลวเพิ่มขึ้นในอัตราเร่งพร้อมกับอุณหภูมิแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น

กฎหมายอาร์เรเนียส
กราฟทางด้านขวาแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิแวดล้อมของเซมิคอนดักเตอร์กับอัตราความล้มเหลว
หากอัตราความล้มเหลวสัมพัทธ์ที่ 40 °C ถูกสันนิษฐานว่าเป็น “1” อัตราจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณเป็น “10” ที่ 60 °C และ “100” ที่ 80 °C
เป็นที่ทราบกันดีว่าการระบายความร้อนอย่างถาวรของอุปกรณ์ควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เสถียรของสายการผลิตจะกลายเป็นปัจจัยสำคัญในอนาคตอย่างต่อเนื่อง










 

(4) ผลกระทบของความชื้นต่ออุปกรณ์

ร่วมกับความร้อน ความชื้น เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อุปกรณ์ควบคุมมีปัญหา ในที่นี้ เราจะพิจารณาว่าความชื้นส่งผลต่ออุปกรณ์ควบคุมอย่างไร
มีข้อต่อมากมายในอุปกรณ์ควบคุม และศัตรูตัวฉกาจของข้อต่อคือความชื้น กราฟ (4) แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการกัดกร่อนและความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งบ่งชี้ว่าการกัดกร่อนดำเนินไปอย่างรวดเร็วเมื่อความชื้นเกิน 60% ในญี่ปุ่น ระดับความชื้นมักจะอยู่ที่ประมาณ 70% ดังนั้นการวัดความชื้นในอุปกรณ์ควบคุมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง นอกจากนี้ ว่ากันว่าการกัดกร่อนจะดำเนินไปเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ดังนั้นการรับมือด้วยความร้อนจึงถือได้ว่าเป็นปัญหาที่ต้องพิจารณาควบคู่ไปกับมาตรการรับมือความชื้น









 

(5) มาตรการรับมือและปัญหาทั่วไป

(6) ข้อดีในการใช้ตัวทำความเย็นแผงควบคุม

1) เอฟเฟกต์ความเย็น

ในหน้าที่แล้ว ตัวทำความเย็นเฉพาะจุดจะถือว่ามีอุณหภูมิการคายประจุต่ำ แต่ตัวทำความเย็นของแผงควบคุมจะเหมือนกันหรือไม่ บางท่านอาจจะคิดอย่างนั้น ว่ากันว่าเครื่องทำความเย็นเฉพาะจุดโดยทั่วไปมีความแตกต่างของอุณหภูมิการปล่อย 15 ถึง 20 °C (ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศที่ถูกดูดเข้าและอากาศที่ถูกทำให้เย็นและเป่าออก) การใช้ความแตกต่างของอุณหภูมินี้กับตัวทำความเย็นของแผงควบคุม การควบแน่นอาจเกิดขึ้นเมื่อใช้ภายใต้อุณหภูมิและความชื้นในฤดูร้อนทั่วไปในญี่ปุ่น (กราฟ ⑤)

ด้วยเหตุผลนี้ Apiste รักษาความแตกต่างของอุณหภูมิการคายประจุให้ต่ำกว่า 8 °C โดยสันนิษฐานว่าความชื้นในฤดูร้อนเฉลี่ยอยู่ที่ 60% ในญี่ปุ่น และยึดติดกับ "การออกแบบการระบายความร้อนที่ไม่รุนแรง" ที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะซึ่งจะไม่อนุญาตให้เกิดการควบแน่น . ป้องกันการควบแน่นโดยการทำให้อากาศเย็นลงอย่างช้าๆ ในขณะที่ลดความชื้นลง ส่วนประกอบที่ประกอบเป็นวัฏจักรการทำความเย็นได้รับการตรวจสอบทีละชิ้น และได้มีการปรับเปลี่ยนการออกแบบวงจรทำความเย็นที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของ Apiste เป็นผลให้เกิดความเย็นที่อ่อนโยนต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์





 

2) ผลการป้องกันฝุ่น

เนื่องจากโครงสร้างที่แยกอากาศภายในออกจากอากาศภายนอกโดยสิ้นเชิง แผงควบคุมที่ติดตั้งเครื่องทำความเย็นจะเปลี่ยนสถานะการปิดผนึกอิสระตามพื้นที่ ซึ่งมีผลในการป้องกันฝุ่นซึ่งไม่เหมือนกับพัดลมที่เย็นกว่าหรือการนำอากาศภายนอกเข้ามา เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ ระบบทำความเย็นของแผงควบคุมถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีละอองน้ำมันและฝุ่นละอองจำนวนมาก




 

3) ผลลดความชื้น

เมื่ออากาศที่มีความชื้นไหลผ่านคอยล์เย็นที่ระบายความร้อนด้วยสารทำความเย็น ความชื้นจะควบแน่นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวของคอยล์เย็น จากนั้นน้ำที่ปล่อยออกมาจะถูกระบายออกภายนอก กระบวนการนี้เรียกว่าการลดความชื้น แผงควบคุมเป็นผลิตภัณฑ์ที่ช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมของแผงควบคุม เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาที่เกิดจากความชื้นและฝุ่นละอองด้วย

รายการก่อนหน้า: 2-2 สารทำความเย็น
รายการต่อไป: 3-2 เครื่องปรับอากาศความแม่นยำสูง และห้องสะอาด