無紙記錄儀在真空感應熔煉爐上的應用

吳昌新，孫傳棋，韓志好，孟 宇（中航工業北京航空材料研究院熔鑄中心，北京 100095）

無紙記錄儀在真空感應熔煉爐上的應用

吳昌新，孫傳棋，韓志好，孟 宇（中航工業北京航空材料研究院熔鑄中心，北京 100095）

使用國產無紙記錄儀在進口真空感應熔煉爐上實現多通道生產實時數據記錄，使生產全過程的設備運行參數記錄完整，提高生產效率和產品質量，同時為提高設備運行可靠性提供準確的數據。

無紙記錄儀；真空感應熔煉爐

熔鑄中心是中航工業北京航空材料研究院下屬的一個生產中心，主要使用真空感應熔煉爐進行各類高溫合金母合金以及其他功能材料的生產。因為真空感應熔煉爐使用時的特殊要求，目前生產方式為24小時連續倒班生產，冶煉時采用人工觀測計量儀表（不帶記錄功能），讀取數據按照時間進行冶煉記錄。在此種情況下，由于操作人員的水平和能力參差不齊，在工作時不可避免出現讀數誤差或者由于疲勞倦怠等情況，造成冶煉記錄與實際參數不符，對產品質量的控制和追溯造成一定程度的困擾，也不利于生產工藝改進的數據積累。

另外，冶煉過程中的一些設備運行數據由于不需要在冶煉記錄中記載，也無法進行查詢。當設備發生故障時，無法根據故障發生前的設備運行參數來查找故障原因，只能是根據故障表面情況進行排故工作，而無法預防性地進行設備維護和保養，影響了設備生產能力的發揮和潛在故障的排查。

為解決以上兩個問題，熔鑄中心在兩臺美國進口的熔煉爐上安裝了多通道無紙記錄儀，進行設備運行數據的實時采集和記錄。經過前期調研和論證，采用了盤古公司的VX6000型多通道無紙記錄儀，經過幾個月的試運行，證明此套裝置具有計量精度較高、運行穩定、抗干擾能力強以及與原有設備兼容性較好等特點。

1 選型

在設計之初，經過市場調研以及與部分產品廠家溝通，決定選用國內浙江盤古公司生產的記錄儀。國產產品設計符合國內市場要求，尤其是其內部設計了真空儀表的標度轉換程序，可以直接將國產真空表的二次輸出以真空指數的方式進行顯示，而不需要人工在儀表內部進行標度變換的公式設計。其缺點是局域網功能不完善（但可以使用485網絡）。為檢驗其抗干擾性能，在現場開啟大功率中頻感應電源、多臺真空泵、水泵、吊車、柴油和電動叉車等設備模擬實際生產工況，VX6000型完全能滿足使用要求。由于其價格僅為進口同類型儀表的1/3，浙江盤古的記錄儀便成為首選。

2 參數設置

根據每熔煉批次間隔，將數據采集間隔設為1s，這樣可以連續采集6天左右，滿足一批次熔煉時間間隔的要求。

3 通道設置

在VX6000系列中，選用12通道的VX6012型，使用其中的10個通道，剩余兩個通道用于以后擴充。每個通道均為萬能輸入，可輸入標準信號（0～10mA、0～5V、4～20mA、1～5V）、熱電偶（B、E、J、K、S、T等）、熱電阻（Pt100、Cu50）等脈沖信號。在實際使用時分別選用了0～5V、4～20mA、J型熱電偶類型通道。

4 計量檢測

在使用之前，以0～5V通道為例，對其測量系統進行了計量檢測，經過計量單位的計量檢測，其精度滿足要求。在實際使用中我們也與原有的歐陸儀表進行對比，其顯示數據基本一致。

5 安裝

在安裝時，因為記錄儀的安裝尺寸為標準尺寸，便直接代替了原有顯示真空度的歐陸儀表。此套熔煉爐為美國Consarc公司生產，柜內僅有110V電源，但儀表使用了電源電壓范圍較寬的開關電源，可以直接適應而無需電壓變換，減少了安裝工作的工作量。

6 真空通道

熔煉爐真空儀表為美國產品，除了指針顯示之外，輸出為電壓值，原有數字儀表顯示的也是電壓值，在此通道上，為了最大限度地減少對操作人員的操作習慣的影響，我們便沒有進行標度變換，仍然顯示電壓值。

7 測溫通道

測溫對象主要為鋼液和循環冷卻水。其中鋼液測溫分為光學測溫和熱電偶測溫。光學測溫為原有的愛康雙比色測溫儀，數據輸出采用4～20mA，測溫范圍1100～1700℃；熱電偶測溫采用B型熱電偶測溫，因為記錄儀本身數據采集間隔為1s，不能滿足測量鋼液時的B型熱電偶測溫快速反應要求，只能采用一次儀表進行變換，得到相應的線性輸出。在實際使用中采用日本導電儀表，輸出采用4～20mA。測量記錄水溫采用設備原帶的J型熱電偶來測溫。

圖1 設備安裝效果

8 中頻電源

設備原有中頻電源為美國應達公司的電源，其中頻功率、中頻電壓、中頻頻率信號為0～5V輸出，經過隔離器輸入到記錄儀中，經過計算，在記錄儀內部進行標度變換，得到真實的中頻電源數值。

圖2 儀表外觀圖

圖3 無紙記錄儀顯示界面

圖1為設備安裝效果；圖2為儀表外觀圖；圖3為記錄儀的顯示界面，其中通道11和通道12為備用，目前無數據。

利用無紙記錄儀進行改造的費用不高，改造工作和難度也不大，但改造后儀表使用效率很高。經過近1年的使用，表明此記錄儀的測量準確度、數據記錄以及抗干擾能力等都令人比較滿意，而且基本上達到了免維護狀態。另外，由于該無紙記錄儀采用了先進的微機技術，做到了全能模擬輸入，體積小，功耗低，通用性廣，獨立性強，畫面色彩鮮艷，讀數直觀，反映靈敏可靠，數據保存、追憶都十分方便，是集測量和管理為一體的較好設備。

Application of Multiple Register on Vacuum Induction Melting Furnace

WU ChangXin，SUN ChuanQi，HAN ZhiHao，MENG Yu

（Investment Casting Centre Beijing Aviation Material Research Institute Chinese Aviation Industry, Beijing 100095,China）

Home made multiple register has been used in imported vacuum induction melting furnace to realize multicenter real time data record of production hence complete record of operation parameters of equipments in total production process,higher productivity and product quality and exact data provided with higher reliability of operation of each equipment.

Multiple register；Vacuum induction melting furnace

TG232.3;

A；

1006－9658（2010）03－2

2010-04-30

2010-065

吳昌新（1957-），男，中航工業北京航空材料研究院熔鑄中心主任。一直從事高溫合金的研制、生產和管理工作。1992年“DZ4定向凝固高溫合金”獲得國家發明三等獎，2009年“一種鎳基高溫模具材料及其制備方法”獲得發明專利