優(yōu)化溫度監(jiān)控記錄方式提高記錄可靠性

鄭 軍,何少寧,羅 旭,張廣衛(wèi)

(西安華山鎢制品有限公司,西安 710043)

優(yōu)化溫度監(jiān)控記錄方式提高記錄可靠性

鄭 軍,何少寧,羅 旭,張廣衛(wèi)

(西安華山鎢制品有限公司,西安 710043)

該文通過(guò)分析三種常用的溫度監(jiān)控記錄方式,提出采用無(wú)紙記錄儀用于燒結(jié)爐的溫度監(jiān)控記錄,從而提高溫度監(jiān)控記錄的可靠性及準(zhǔn)確性。

溫度監(jiān)控; 無(wú)紙記錄儀; 可靠性

筆式記錄儀、計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)及無(wú)紙記錄儀是燒結(jié)爐爐溫監(jiān)測(cè)常用的三種儀器[1]。其中大量使用的筆式記錄儀因?yàn)槠淇煽啃愿摺⑹褂梅奖阍谏a(chǎn)中大量使用,但其顯示精度低、使用成本高;計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)雖顯示精確,但易受環(huán)境影響而導(dǎo)致顯示數(shù)據(jù)失真。該文綜合分析了三種溫度監(jiān)控儀器儀表的優(yōu)劣勢(shì),經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,將無(wú)紙記錄儀作為燒結(jié)爐首選的溫度監(jiān)控儀表。

1 現(xiàn) 狀

西安華山鎢制品有限公司兩個(gè)工房分別有14臺(tái)和13臺(tái)燒結(jié)爐。59#工房10臺(tái)燒結(jié)爐采用計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng),105#工房里6臺(tái)燒結(jié)爐采用計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng),7臺(tái)采用筆式記錄儀。在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)受環(huán)境影響,屢屢出現(xiàn)記錄故障。典型故障有兩種,第一種為不管爐溫如何變化,溫度記錄一直保持不變。第二種為爐溫穩(wěn)定時(shí),溫度記錄顯示急劇掉溫。為驗(yàn)證這些記錄故障必須進(jìn)行產(chǎn)品性能驗(yàn)證,從而避免一些無(wú)謂的質(zhì)量損失,進(jìn)一步防止生產(chǎn)進(jìn)度的延誤。僅在2012年,計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)在產(chǎn)品燒結(jié)期間出現(xiàn)記錄故障10次,因產(chǎn)品性能驗(yàn)證造成產(chǎn)品損失47支,價(jià)值13萬(wàn)元。

2 原因分析

計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)有著精度較高、查閱數(shù)據(jù)方便、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì),是一種日趨成熟的溫度監(jiān)控方式[2,3]。但其弱點(diǎn)一是程序軟件設(shè)計(jì)不合理,二是傳輸環(huán)節(jié)多,易受環(huán)境影響。西安華山鎢制品有限公司59#工房因?yàn)橛?臺(tái)用于民品生產(chǎn)的中頻感應(yīng)燒結(jié)爐,產(chǎn)生大量的高次諧波電流,105#工房電力系統(tǒng)也存在大量3、5、7次諧波電流,電壓電流畸變率都偏大,超出國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),諧波嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的各傳輸環(huán)節(jié)[4,5],導(dǎo)致溫度數(shù)據(jù)顯示失真。

鑒于因溫度記錄數(shù)據(jù)失真,不僅造成了質(zhì)量損失還延誤生產(chǎn)進(jìn)度,所以必須對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。方法一是改造電網(wǎng),提高電網(wǎng)供電質(zhì)量,但花費(fèi)巨大。方法二是選用更為可靠準(zhǔn)確的溫度監(jiān)控記錄裝置。

3 選 型

筆式記錄儀及無(wú)紙記錄儀是常用的另外兩種溫度記錄儀表,鎢制品公司一帶燒結(jié)爐以前全部配備筆式記錄儀(川儀ER180型),而民品中頻燒結(jié)爐及真空處理爐則全部配備無(wú)紙記錄儀(虹潤(rùn)SSR型)。

3.1 可靠性評(píng)定

筆式記錄儀及無(wú)紙記錄儀都是使用補(bǔ)償導(dǎo)線與溫控儀表并聯(lián)在熱電偶上,中間環(huán)節(jié)降至最低(見(jiàn)圖2)。從數(shù)年的使用情況看,這兩款儀表(川儀ER180型及虹潤(rùn)SSR型)在電網(wǎng)供電質(zhì)量不理想的情況下均能正常工作,且可靠性遠(yuǎn)優(yōu)于計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)[2]。

3.2 精度

筆式記錄儀(川儀ER180型)的顯示精度為±0.5%,而虹潤(rùn)SSR型無(wú)紙記錄儀的精度更高,其數(shù)字、曲線及棒圖顯示基本誤差為±0.2%。筆式記錄儀采樣頻率為5 s/點(diǎn),無(wú)紙記錄儀1～240 s可調(diào),計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)為90 s/點(diǎn)。但筆式記錄儀一小格(約1 mm)代表20℃,分辨率較差;無(wú)紙記錄儀最大則可顯示0.5℃的變化。

3.3 數(shù)據(jù)查閱

筆式記錄儀(川儀ER180型)的走紙速度為25 mm/h,查閱一個(gè)月燒結(jié)爐的溫度走勢(shì)需看18 m長(zhǎng)的記錄紙,且記錄紙上需人工填寫爐號(hào)備注,一個(gè)月一本記錄紙,查閱歷史數(shù)據(jù)極其不便。而無(wú)紙記錄儀可顯示15個(gè)月以上的溫度記錄(采樣頻率為5s/點(diǎn)時(shí)),支持按事件發(fā)生時(shí)間查看,并且內(nèi)置FLASH存儲(chǔ)器保護(hù)參數(shù)和歷史數(shù)據(jù),斷電后也可永久保存。使用數(shù)據(jù)處理軟件在電腦上可以打印溫度曲線,并可以Excel形式輸出。一臺(tái)燒結(jié)爐一年的數(shù)據(jù)只有10 Mb大小,電腦能夠很方便的存儲(chǔ)20臺(tái)燒結(jié)爐10年的溫度數(shù)據(jù)。所以,在查閱數(shù)據(jù)的方便性上無(wú)紙記錄儀優(yōu)于筆式記錄儀。

3.4 使用成本

無(wú)紙記錄儀安裝后,除電耗之外,沒(méi)有其他費(fèi)用。筆式記錄儀一個(gè)月更換一次記錄紙,兩個(gè)月更換一次記錄筆,一臺(tái)記錄儀僅紙筆一年的費(fèi)用近200元,其他如同步電機(jī)、平衡電機(jī)、觸頭等都需要定期維護(hù)。所以相比較之下無(wú)紙記錄儀的運(yùn)行成本較低。

3.5 易維護(hù)性

無(wú)紙記錄儀安裝后僅需調(diào)整補(bǔ)償值以確保記錄數(shù)據(jù)與溫控儀表顯示數(shù)據(jù)相同,使用過(guò)程中一年一次將數(shù)據(jù)從記錄儀中導(dǎo)入電腦以便長(zhǎng)期保存。筆式記錄儀要更換記錄紙、記錄筆,定期維護(hù)同步電機(jī)、平衡電機(jī)、觸頭等,使用前需手動(dòng)調(diào)節(jié)零位、滿度等。所以無(wú)紙記錄儀在易維護(hù)性方面優(yōu)勢(shì)明顯。

綜上所述,無(wú)紙記錄儀比筆式記錄儀在諸多方面有明顯優(yōu)勢(shì),所以鎢制品公司準(zhǔn)備采用無(wú)紙記錄儀用于溫度監(jiān)控并為此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4 驗(yàn) 證

通過(guò)對(duì)三種溫度監(jiān)控裝置優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行論證后,鎢制品公司給59#工房5#燒結(jié)爐加裝了虹潤(rùn)SSR無(wú)紙記錄儀,與計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控同時(shí)運(yùn)行,以驗(yàn)證其準(zhǔn)確性、可靠性,并進(jìn)行產(chǎn)品性能驗(yàn)證。

4.1 與計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)

2012年10月起,在59#工房5#燒結(jié)爐開(kāi)始進(jìn)行虹潤(rùn)SSR型無(wú)紙記錄儀的驗(yàn)證試驗(yàn)。在調(diào)整好溫度補(bǔ)償后,溫控儀表、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)顯示數(shù)值、無(wú)紙記錄儀顯示數(shù)值在同一時(shí)刻視值保持一致的情況下,調(diào)節(jié)燒結(jié)爐溫度,觀察其變化是否同步、是否正確無(wú)誤。圖3為59#工房5#爐2012113至20121114的計(jì)算機(jī)溫度記錄曲線,左側(cè)的掉溫曲線是計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的錯(cuò)誤記錄,右側(cè)是真實(shí)掉溫曲線記錄。圖4是無(wú)紙記錄儀記錄曲線,顯示了真實(shí)的掉溫段。同樣的實(shí)驗(yàn)在3個(gè)月中進(jìn)行過(guò)多次,無(wú)紙記錄儀均能正確記錄溫度變化,與計(jì)算機(jī)的正確記錄相互驗(yàn)證,沒(méi)有出現(xiàn)計(jì)算機(jī)的錯(cuò)誤記錄。

4.2 產(chǎn)品驗(yàn)證

2012年11月2日起,在征得用戶同意后,鎢制品公司開(kāi)始用加裝無(wú)紙記錄儀的59#工房5#燒結(jié)爐進(jìn)行產(chǎn)品燒結(jié)。03-2批性能數(shù)據(jù)與同批次其他小批性能數(shù)據(jù)相當(dāng),無(wú)紙記錄儀準(zhǔn)確地反應(yīng)了此批次的溫度變化情況。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析,我們認(rèn)為無(wú)紙記錄儀相較于計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)及筆式記錄儀在可靠性及使用、維護(hù)成本上有諸多優(yōu)勢(shì),建議使用無(wú)紙記錄儀逐步取代計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)及筆式記錄儀。2012年12月,召開(kāi)了用戶參與的評(píng)審會(huì),在征得用戶同意后,鎢制品公司開(kāi)始逐步使用無(wú)紙記錄儀替代計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)及筆式記錄儀。截止2014年9月,共計(jì)配置虹潤(rùn)SSR無(wú)紙記錄儀14臺(tái),2年多來(lái),累計(jì)發(fā)現(xiàn)、記錄各類掉溫現(xiàn)象32次,且無(wú)錯(cuò)誤記錄現(xiàn)象,有力地保證了生產(chǎn)的有序進(jìn)行。

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[2] 關(guān)艷翠.自校正PID算法在電爐溫度控制中的應(yīng)用[J].科技信息,2009,26(6):85-86.

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[4] 陳志成,宋紅宇,孟民眾.高次諧波電流對(duì)電網(wǎng)的影響及其抑制[J].河南冶金,2001,9(5):6-9.

[5] 湯鈺鵬,徐建軍.高次諧波產(chǎn)生的原因,危害及其抑制措施[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化,2000,22(1):3-6,10.

Improving Records Reliability by Optimizing Methods of Temperature Monitoring Records

ZHENG Jun,HE Shao-ning,LUO Xu,ZHANG Guang-wei
(Xi’an Huashan Tungsten Products Co,Ltd,Xian 710043,China)

This article introduced three kinds of common temperature monitoring records methods,advised the paperless recorder applied in temperature monitoring records of the furnace to improve records reliability and accuracy.

temperature monitoring; paperless recorder; reliability

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.025

2014-09-20.

鄭 軍(1971-),高級(jí)工程師.E-mail:758075242@qq.com