優化溫度監控記錄方式提高記錄可靠性

鄭 軍,何少寧,羅 旭,張廣衛

(西安華山鎢制品有限公司,西安 710043)

優化溫度監控記錄方式提高記錄可靠性

鄭 軍,何少寧,羅 旭,張廣衛

(西安華山鎢制品有限公司,西安 710043)

該文通過分析三種常用的溫度監控記錄方式,提出采用無紙記錄儀用于燒結爐的溫度監控記錄,從而提高溫度監控記錄的可靠性及準確性。

溫度監控; 無紙記錄儀; 可靠性

筆式記錄儀、計算機溫度監控系統及無紙記錄儀是燒結爐爐溫監測常用的三種儀器[1]。其中大量使用的筆式記錄儀因為其可靠性高、使用方便在生產中大量使用,但其顯示精度低、使用成本高;計算機溫度監控系統雖顯示精確,但易受環境影響而導致顯示數據失真。該文綜合分析了三種溫度監控儀器儀表的優劣勢,經過驗證,將無紙記錄儀作為燒結爐首選的溫度監控儀表。

1 現 狀

西安華山鎢制品有限公司兩個工房分別有14臺和13臺燒結爐。59#工房10臺燒結爐采用計算機溫度監控系統,105#工房里6臺燒結爐采用計算機溫度監控系統,7臺采用筆式記錄儀。在使用過程中發現,計算機溫度監控系統受環境影響,屢屢出現記錄故障。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。第二種為爐溫穩定時,溫度記錄顯示急劇掉溫。為驗證這些記錄故障必須進行產品性能驗證,從而避免一些無謂的質量損失,進一步防止生產進度的延誤。僅在2012年,計算機溫度監控系統在產品燒結期間出現記錄故障10次,因產品性能驗證造成產品損失47支,價值13萬元。

2 原因分析

計算機溫度監控系統(見圖1)有著精度較高、查閱數據方便、運行成本低等優勢,是一種日趨成熟的溫度監控方式[2,3]。但其弱點一是程序軟件設計不合理,二是傳輸環節多,易受環境影響。西安華山鎢制品有限公司59#工房因為有6臺用于民品生產的中頻感應燒結爐,產生大量的高次諧波電流,105#工房電力系統也存在大量3、5、7次諧波電流,電壓電流畸變率都偏大,超出國家相關標準,諧波嚴重影響了計算機溫度監控系統的各傳輸環節[4,5],導致溫度數據顯示失真。

鑒于因溫度記錄數據失真,不僅造成了質量損失還延誤生產進度,所以必須對其進行改進。方法一是改造電網,提高電網供電質量,但花費巨大。方法二是選用更為可靠準確的溫度監控記錄裝置。

3 選 型

筆式記錄儀及無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爐以前全部配備筆式記錄儀(川儀ER180型),而民品中頻燒結爐及真空處理爐則全部配備無紙記錄儀(虹潤SSR型)。

3.1 可靠性評定

筆式記錄儀及無紙記錄儀都是使用補償導線與溫控儀表并聯在熱電偶上,中間環節降至最低(見圖2)。從數年的使用情況看,這兩款儀表(川儀ER180型及虹潤SSR型)在電網供電質量不理想的情況下均能正常工作,且可靠性遠優于計算機溫度監控系統[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SSR型無紙記錄儀的精度更高,其數字、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,無紙記錄儀1～240 s可調,計算機溫度監控系統為90 s/點。但筆式記錄儀一小格(約1 mm)代表20℃,分辨率較差;無紙記錄儀最大則可顯示0.5℃的變化。

3.3 數據查閱

筆式記錄儀(川儀ER180型)的走紙速度為25 mm/h,查閱一個月燒結爐的溫度走勢需看18 m長的記錄紙,且記錄紙上需人工填寫爐號備注,一個月一本記錄紙,查閱歷史數據極其不便。而無紙記錄儀可顯示15個月以上的溫度記錄(采樣頻率為5s/點時),支持按事件發生時間查看,并且內置FLASH存儲器保護參數和歷史數據,斷電后也可永久保存。使用數據處理軟件在電腦上可以打印溫度曲線,并可以Excel形式輸出。一臺燒結爐一年的數據只有10 Mb大小,電腦能夠很方便的存儲20臺燒結爐10年的溫度數據。所以,在查閱數據的方便性上無紙記錄儀優于筆式記錄儀。

3.4 使用成本

無紙記錄儀安裝后,除電耗之外,沒有其他費用。筆式記錄儀一個月更換一次記錄紙,兩個月更換一次記錄筆,一臺記錄儀僅紙筆一年的費用近200元,其他如同步電機、平衡電機、觸頭等都需要定期維護。所以相比較之下無紙記錄儀的運行成本較低。

3.5 易維護性

無紙記錄儀安裝后僅需調整補償值以確保記錄數據與溫控儀表顯示數據相同,使用過程中一年一次將數據從記錄儀中導入電腦以便長期保存。筆式記錄儀要更換記錄紙、記錄筆,定期維護同步電機、平衡電機、觸頭等,使用前需手動調節零位、滿度等。所以無紙記錄儀在易維護性方面優勢明顯。

綜上所述,無紙記錄儀比筆式記錄儀在諸多方面有明顯優勢,所以鎢制品公司準備采用無紙記錄儀用于溫度監控并為此進行了實驗驗證。

4 驗 證

通過對三種溫度監控裝置優劣勢進行論證后,鎢制品公司給59#工房5#燒結爐加裝了虹潤SSR無紙記錄儀,與計算機溫度監控同時運行,以驗證其準確性、可靠性,并進行產品性能驗證。

4.1 與計算機溫度監控系統的驗證試驗

2012年10月起,在59#工房5#燒結爐開始進行虹潤SSR型無紙記錄儀的驗證試驗。在調整好溫度補償后,溫控儀表、計算機監控系統顯示數值、無紙記錄儀顯示數值在同一時刻視值保持一致的情況下,調節燒結爐溫度,觀察其變化是否同步、是否正確無誤。圖3為59#工房5#爐2012113至20121114的計算機溫度記錄曲線,左側的掉溫曲線是計算機溫度監控系統的錯誤記錄,右側是真實掉溫曲線記錄。圖4是無紙記錄儀記錄曲線,顯示了真實的掉溫段。同樣的實驗在3個月中進行過多次,無紙記錄儀均能正確記錄溫度變化,與計算機的正確記錄相互驗證,沒有出現計算機的錯誤記錄。

4.2 產品驗證

2012年11月2日起,在征得用戶同意后,鎢制品公司開始用加裝無紙記錄儀的59#工房5#燒結爐進行產品燒結。03-2批性能數據與同批次其他小批性能數據相當,無紙記錄儀準確地反應了此批次的溫度變化情況。

5 結 語

通過實驗及數據分析,我們認為無紙記錄儀相較于計算機溫度監控系統及筆式記錄儀在可靠性及使用、維護成本上有諸多優勢,建議使用無紙記錄儀逐步取代計算機溫度監控系統及筆式記錄儀。2012年12月,召開了用戶參與的評審會,在征得用戶同意后,鎢制品公司開始逐步使用無紙記錄儀替代計算機溫度監控系統及筆式記錄儀。截止2014年9月,共計配置虹潤SSR無紙記錄儀14臺,2年多來,累計發現、記錄各類掉溫現象32次,且無錯誤記錄現象,有力地保證了生產的有序進行。

[1] 沈 沛,戈福慶.淺談記錄儀的發展趨勢[J].自動化儀表,1999,20(5):1-3,6.

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

[3] 張雪平,王志斌.基于模糊控制的PLC在溫度控制中的應用[J].電氣傳動,2005,35(8):54-55,59.

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

[5] 湯鈺鵬,徐建軍.高次諧波產生的原因,危害及其抑制措施[J].電氣傳動自動化,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-),高級工程師.E-mail:758075242@qq.com