Industrijska krmiljenja in avtomatizacija

V sodobnih proizvodnjah in pametnih tovarnah industrijski sistemi krmiljenja in avtomatizacije delujejo kot »možgani« in »živčni sistem« celotnega proizvodnega procesa. Ti sistemi vključujejo PLC krmilnike, industrijske računalnike, module pogona robotov, frekvenčne pretvornike, servopogone, industrijske napajalnike, senzorje in aktuatorje, odgovoren za spremljanje v realnem času, natančno krmiljenje in izmenjavo podatkov vzdolž proizvodnih linij. Z napredkom industrije 4.0 in pametne proizvodnje so se integracija opreme in močnostna gostota znatno povečali, kar je povzročilo rast toplotnih obremenitev elektronskih komponent ter izpostavilo ključnega pomena načrtovanja upravljanja s temperaturo.

Sodobni servo pogoni, frekvenčni regulirni pogoni in močnostni moduli postajajo vse bolj kompaktni, hkrati pa se povečujejo njihove preklapalne frekvence in izhodna moč. To povzroča povečano toplotno obremenitev na enoto prostornine, kar zahteva uporabo učinkovitejših toplotnih odvodnikov. V industrijskih okoljih se pogosto pojavljajo prah, oljni meglica, vlažnost in celo korozivni plini. Toplotni odvodniki morajo imeti odlično odpornost proti koroziji in zamašitvam ter hkrati omogočati enostavno vzdrževanje in čiščenje. Zahteva za neprekinjenim obratovanjem. Številne proizvodne linije delujejo kroga leta, 24/7. Sistemi za razprševanje toplote morajo zagotavljati dolgoročno stabilnost, da bi preprečili zaustavitve zaradi pregrevanja, ki bi lahko povzročile znatne ekonomske izgube. Omejitve pri razpoložljivem prostoru za vgradnjo. Industrijske omarice ponujajo omejen notranji prostor, kar zahteva kompaktne konstrukcije radiatorjev, ki maksimalizirajo učinkovitost toplotne izmenjave v omejenih prostorninah, hkrati pa upoštevajo organizacijo pretoka zraka in elektromagnetno združljivost.

Pri toplotnem načrtovanju inženirji običajno uporabljajo orodja za toplotno simulacijo za modeliranje elektronskih komponent in toplotnih odvodnikov. S tem se optimizira geometrija rebra, razmik in poti zračnega toka, da se odpravijo mrtva področja in zmanjša hrup ventilatorjev. Površinske obdelave večinoma vključujejo anodizacijo ali toplotno prevodne premaze za izboljšanje odpornosti proti koroziji ter sevanje toplote. Pri določeni visokonadzorni opremi so integrirani inteligentni sistemi za nadzor temperature, ki v realnem času spremljajo temperature komponent in prilagajajo hitrost vrtenja ventilatorjev, s čimer dosežejo varčevanje z energijo in podaljšano delovno dobo.