600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Управление электромагнитными помехами при проектировании движения для обнаружения пищевых металлов

Преобразователи частоты

Электромагнитные помехи (EMI) и радиочастотные помехи (RFI) от контуров заземления и работы электроприводов могут ухудшить производительность оборудования для обнаружения металла, столь необходимого для безопасной обработки пищевых продуктов. Здесь мы рассмотрим способы смягчения таких проблем.

Автор: Эрик Гарр • Региональный менеджер по продажам | Fortress Technology

Металлоискатели в пищевой промышленности обычно устанавливаются на конвейерных линиях для обеспечения безопасности потребителей и защиты технологического и упаковочного оборудования на предприятии. Здесь металлодетекторы помогают линиям отбраковывать загрязненный продукт или даже подавать сигнал тревоги и останавливать работу, когда в данном образце пищи обнаруживаются частицы стали, алюминия или других металлов (либо из сырых пищевых ингредиентов, либо изношенных механических элементов технологического оборудования).

Наиболее распространенная конструкция металлодетектора в пищевой промышленности и производстве напитков основана на устройстве катушки передатчик-приемник, в котором первая катушка непрерывно излучает электромагнитное поле. Если металлические загрязнения проходят через детектор (как правило, в продуктах питания, движущихся по конвейерной ленте), приемные катушки немедленно воспринимают возникающее в результате возмущение электромагнитного поля. Это, в свою очередь, вызывает сигнал тревоги и другие действия машины, чаще всего связанные с удалением подозрительных продуктов питания с главной конвейерной линии.

Элементы дизайна во многом определяют производительность пищевого металлоискателя. К ним относятся размер апертуры металлоискателя, эффект продукта и рабочая частота. Однако условия окружающей среды, включая электрические помехи в виде статических помех, радиопомех или контуров заземления, а также вибрацию (например, связанную с перемещением металла), также могут повлиять на производительность.

В помещениях, где обрабатываются пищевые продукты, основными источниками электромагнитных помех и радиочастотных помех являются:

• Электроприводы для двигателей переменного тока, включая частотно—регулируемые приводы (ЧРП)
• Приводы для серводвигателей
• Двухсторонние радиостанции (включая портативные рации)
• Электрические контуры, электрические контакты и статические разряды

Самыми большими проблемами при применении металлоискателей на предприятиях пищевой промышленности являются электромагнитные и радиочастотные помехи. Это особенно актуально для сквозных линий, включающих конвейеры для пищевых продуктов, роботов-подборщиков или упаковщиков, расфасовку в пакеты и поточную упаковку. Воздействие электромагнитных помех от этих систем с приводом от двигателя может негативно сказаться на работе металлодетекторов, что приводит к ложному обнаружению, ложному отбраковыванию и неприемлемо низкой безопасности пищевых продуктов.

Электромагнитные помехи и радиочастотные помехи возникают, когда различные машины с электрическим приводом и периферийное оборудование, работающие рядом друг с другом, неправильно экранированы или отфильтрованы. Помехи чаще всего возникают из-за приводов двигателей переменного тока на конвейере. Более конкретно, кабели, питающие электропривод переменного тока, будут излучать электромагнитные помехи, если они экранированы неправильно.

Напомним из «Основ проектирования движения», что приводы переменного тока работают по принципу переключения сетевого напряжения для запуска двигателя. Это переключение вызывает колебания потребления тока в линии, что, в свою очередь, вызывает передачу радиочастотных и электромагнитных помех обратно на входную линию привода двигателя переменного тока. Фильтр может ослабить тягу, чтобы устранить шум. Однако, даже когда применяется эта фильтрация, выходной кабель к двигателю все еще может излучать шум. Поэтому на ЧРП следует использовать кабели, специально разработанные и рассчитанные на частотно—регулируемых приводов, чтобы гарантировать, что шум не распространяется по кабелю.

Чем ближе источник электромагнитных помех находится к катушкам металлоискателя, тем больше сила передаваемого сигнала. Наихудший сценарий — это когда есть четкая линия обзора от того, что генерирует электромагнитные помехи, до отверстия металлоискателя. Если источник электромагнитных помех находится в стороне, корпус металлодетектора помогает защитить внутренние катушки от помех вещания.

Восприимчивость металлоискателя к электромагнитным помехам во многом зависит от его чувствительности и рабочей частоты. Если один металлоискатель передает на частоте, очень близкой к частоте другого, и две машины расположены близко друг к другу, они рискуют перекрестным электромагнитным излучением.

Чтобы этого не произошло, поставщики металлодетекторов обычно рекомендуют располагать металлодетекторы на расстоянии не менее четырех метров друг от друга или располагать металлодетекторы в шахматном порядке, чтобы они не были выровнены напрямую. В рамках аудита объекта также рекомендуется учитывать рабочие частоты металлодетекторов в непосредственной близости, чтобы можно было выбрать другую частоту для любого нового оборудования.

Что не вызывает проблем: Передатчики на длинных и средних волнах, такие как портативные рации, редко вызывают проблемы с металлодетекторами — при условии, что они работают на 3 Вт или менее и не используются вблизи каких-либо приемных катушек металлодетектора. Кроме того, устройства мобильной связи, такие как смартфоны, никогда не являются проблемой для металлоискателей. Это связано с тем, что функции этих цифровых устройств работают на высоких частотах — значительно выше диапазонов, используемых для обнаружения металла.

Упаковочные машины, включающие ролики для бумаги и пластиковой пленки, а также конвейерные ленты, могут создавать определенное количество электростатических помех. Однако такие помехи встречаются редко — и в основном обнаруживаются при операциях с пластиковыми и бумажными полотнами, которые проходят очень близко к катушкам металлоискателя. Обычно это проблема только в том случае, когда направляющие пластины и материал конвейерной ленты, проходящие через металлоискатель, достаточно трутся, чтобы вызвать накопление статического электричества, которое в конечном итоге попадает в корпус металлоискателя рядом с его катушками. Электростатические помехи также могут возникать при неправильном выборе материала ползуна и ленты, что приводит к образованию статических помех в отверстии металлоискателя.

Накопление статического электричества более вероятно при гравитационном и вертикальном обнаружении металла, если трубопроводы неправильно заземлены.

Важно быстро и точно определить источник проблем с электростатическими помехами, поскольку постоянные помехи на автоматизированных технологических линиях могут привести к сбоям в обслуживании. Некоторые поставщики металлоискателей могут нанять специалиста, вооруженного так называемым sниффер для быстрого отслеживания источника электромагнитных помех и RFI. Подобно антенне, такие снифферы измеряют радиочастотный сигнал и могут быстро определить источник частот, конкурирующих с работой металлоискателя. Располагая этой информацией, инженеры могут эффективно экранировать, подавлять или изменять траекторию выбросов.

Некоторые поставщики металлодетекторов также предлагают возможность дооснастить существующие металлодетекторы новым оборудованием, оснащенным улучшенными характеристиками помехоустойчивости. Для загруженных производственных помещений (включая высокоавтоматизированные заводы по производству продуктов питания и напитков) это решение устраняет или значительно уменьшает влияние шума на металлоискатели.

Невозможно устранить шумовые помехи в условиях производства пищевых продуктов. Тем не менее, принимая меры предосторожности и обращаясь за советом к экспертам, инженеры могут значительно снизить обратную связь по электромагнитным помехам и повысить производительность систем обнаружения металла.

Удобные в использовании функции металлоискателя, такие как автоматическая калибровка за один проход, могут обеспечить точную настройку системы в течение нескольких секунд и исключить человеческие ошибки. Кроме того, встроенная система помехоустойчивости, входящая в стандартную комплектацию высокопроизводительных цифровых металлоискателей, может значительно снизить воздействие внешних электрических помех, что опять же приводит к уменьшению количества ложных браковок продукции.

Технология крепости | www.fortresstechnology.com

Fortress Technology Ltd. — частная компания, базирующаяся в Торонто. Компания изготавливает металлодетекторы на заказ в соответствии с потребностями клиентов, областями применения и спецификациями, обеспечивая при этом оптимальную производительность. Стремясь никогда не устаревать, новая технология разработана таким образом, чтобы быть обратно совместимой и доступной. Fortress — это глобальное предприятие, предоставляющее услуги по всему миру со своих производственных мощностей в Канаде, Великобритании и Бразилии.