生產過程電導、PH值檢測自動化控制

徐翔

摘要：自動化檢測是指機器設備、系統或過程在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、分析判斷、操縱調整，實現預期的控制目標的過程；檢測過程是企業產品質量管理的技術基礎，也是制造系統不可缺少的組成部分，檢測結果的準確性直接影響最終產品的結果。本論文研究過程控制槽液電導率、PH值自動化檢測方法實施及無線輸傳，實現在線檢測電導、PH值，并克服在線檢測溫度對檢測結果的影響，制定準確的過程控制范圍，通過過程控制穩定性的提升，最終提升產品成品率。

關鍵詞：電導；PH值；檢測；自動化；無線傳輸；回歸

1、前言

隨著生產線工業化的推廣，針對過程的檢測如仍使用人工檢測，則耗費人工成本高，檢測準確率偏差大、耗時長；隨著檢測自動化系統及設備的不斷推廣，部分自動化檢測儀器開始大量應用于工業生產過程，但針對電導、PH值對環境溫度要求較高及檢測結果敏感度較高的檢測指標，自動化檢測存在偏差大，無法制定標準化控制范圍的情況，企業自動化檢測實施率低；電導、PH自動化檢測可提高檢測過程的人工效率，檢測結果的準確率。通過設備自動化檢測，數據無線提取，檢測結果統計分析，可實現生產過程控制穩定，進一步提升產品成品率。

2、實驗

2.1硬件的組成

如圖1所示，系統硬件包括一體化便攜式PH值、電導率及溫度測試儀器、移動小車、及數據提交終端。

2.2軟件組成

（1） PH值、電導率及溫度采集軟件。

（2） PH值、電導率及溫度至提交終端的實時傳輸軟件。

（3） 測試槽液根據曲線等效擬合軟件。

（4） 數據至生產管理系統的提交及管理軟件。

2.3生產線槽液取樣裝置

如圖2所示，包括1排取樣杯子，杯子與杯子之間的隔板、傾倒控制手柄，取液閥未關閉報警裝置，取樣過程中人員忘記關閉閥門，可通過槽液的溫度實際自動報警功能。

2.4在線檢測環境與恒溫檢測環境回歸方程的建立

隨著槽液溫度的提升，在檢測電導率及PH值的過程中會出現偏高的情況；槽液的溫度是在一個固定的控制范圍內。因此恒溫檢測與在線檢測存在一個固定的變化量及常數；針對恒溫檢測及在線溫度檢測的差異性可通過使用Minitab數據統計分析軟件，建立恒溫與在線溫度的回歸方程，將在線檢測的電導、PH值通過回歸方程還原至恒溫檢測情況下的數據，可以更準確的實施過程控制；

2.5回歸方程擬合性驗證

在實施自動化過程中應進行手動檢測與自動化檢測并行，并行檢測數據應大于100組；利用自動化檢測結果使用回歸方程式推算恒溫檢測結果，并將計算結果與真實檢測結果進行比對，以驗證回歸方程的準確性。

3、結果討論

3.1效率提升：人工檢測工作量：取樣——恒溫——測樣（手工記錄）-錄入（手工錄入），操作人員在產品管理系統進行結果查詢，過程中會不可避免的產生錄入錯誤等人為因素影響，自動化檢測工作量：在線檢測——無線傳輸至系統，可明顯提高檢測效率，降低50%的勞動強度，提高異常處理速度。

3.2檢測準確率的提升：避免在人工檢測的多個環節中人為操作手法、檢測環境控制的不同造成的檢測誤差，提升過程檢測的準確率，并提供實時查詢，以便及時發現并快速調整過程異常情況，提升產品的合格品率。

3.3檢測與自動化設備的無縫鏈接：所開發的軟件、硬件與產品管理系統實現無縫連接，可將檢測數據通過工廠無線覆蓋網絡由手持終端直接提入產品管理系統。提高產品管理系統的自動化程度與利用率。

3.4回歸方程的應用：檢測過程中可通過兩個強相關的檢測數據建立準確的回歸方程，提高過程控制的準確性。

參考文獻：

[1]孫洪程，曹曦 生產過程檢測與控制技術—高等教育出版社—2015

[2]黃永杰、盧勇威、高宇—檢測與過程控制技術 —北京理工大學出版社—2010endprint