优化温度监控记录方式提高记录可靠性

郑 军,何少宁,罗 旭,张广卫

(西安华山钨制品有限公司,西安 710043)

优化温度监控记录方式提高记录可靠性

郑 军,何少宁,罗 旭,张广卫

(西安华山钨制品有限公司,西安 710043)

该文通过分析三种常用的温度监控记录方式,提出采用无纸记录仪用于烧结炉的温度监控记录,从而提高温度监控记录的可靠性及准确性。

温度监控; 无纸记录仪; 可靠性

笔式记录仪、计算机温度监控系统及无纸记录仪是烧结炉炉温监测常用的三种仪器[1]。其中大量使用的笔式记录仪因为其可靠性高、使用方便在生产中大量使用,但其显示精度低、使用成本高;计算机温度监控系统虽显示精确,但易受环境影响而导致显示数据失真。该文综合分析了三种温度监控仪器仪表的优劣势,经过验证,将无纸记录仪作为烧结炉首选的温度监控仪表。

1 现 状

西安华山钨制品有限公司两个工房分别有14台和13台烧结炉。59#工房10台烧结炉采用计算机温度监控系统,105#工房里6台烧结炉采用计算机温度监控系统,7台采用笔式记录仪。在使用过程中发现,计算机温度监控系统受环境影响,屡屡出现记录故障。典型故障有两种,第一种为不管炉温如何变化,温度记录一直保持不变。第二种为炉温稳定时,温度记录显示急剧掉温。为验证这些记录故障必须进行产品性能验证,从而避免一些无谓的质量损失,进一步防止生产进度的延误。仅在2012年,计算机温度监控系统在产品烧结期间出现记录故障10次,因产品性能验证造成产品损失47支,价值13万元。

2 原因分析

计算机温度监控系统(见图1)有着精度较高、查阅数据方便、运行成本低等优势,是一种日趋成熟的温度监控方式[2,3]。但其弱点一是程序软件设计不合理,二是传输环节多,易受环境影响。西安华山钨制品有限公司59#工房因为有6台用于民品生产的中频感应烧结炉,产生大量的高次谐波电流,105#工房电力系统也存在大量3、5、7次谐波电流,电压电流畸变率都偏大,超出国家相关标准,谐波严重影响了计算机温度监控系统的各传输环节[4,5],导致温度数据显示失真。

鉴于因温度记录数据失真,不仅造成了质量损失还延误生产进度,所以必须对其进行改进。方法一是改造电网,提高电网供电质量,但花费巨大。方法二是选用更为可靠准确的温度监控记录装置。

3 选 型

笔式记录仪及无纸记录仪是常用的另外两种温度记录仪表,钨制品公司一带烧结炉以前全部配备笔式记录仪(川仪ER180型),而民品中频烧结炉及真空处理炉则全部配备无纸记录仪(虹润SSR型)。

3.1 可靠性评定

笔式记录仪及无纸记录仪都是使用补偿导线与温控仪表并联在热电偶上,中间环节降至最低(见图2)。从数年的使用情况看,这两款仪表(川仪ER180型及虹润SSR型)在电网供电质量不理想的情况下均能正常工作,且可靠性远优于计算机温度监控系统[2]。

3.2 精度

笔式记录仪(川仪ER180型)的显示精度为±0.5%,而虹润SSR型无纸记录仪的精度更高,其数字、曲线及棒图显示基本误差为±0.2%。笔式记录仪采样频率为5 s/点,无纸记录仪1～240 s可调,计算机温度监控系统为90 s/点。但笔式记录仪一小格(约1 mm)代表20℃,分辨率较差;无纸记录仪最大则可显示0.5℃的变化。

3.3 数据查阅

笔式记录仪(川仪ER180型)的走纸速度为25 mm/h,查阅一个月烧结炉的温度走势需看18 m长的记录纸,且记录纸上需人工填写炉号备注,一个月一本记录纸,查阅历史数据极其不便。而无纸记录仪可显示15个月以上的温度记录(采样频率为5s/点时),支持按事件发生时间查看,并且内置FLASH存储器保护参数和历史数据,断电后也可永久保存。使用数据处理软件在电脑上可以打印温度曲线,并可以Excel形式输出。一台烧结炉一年的数据只有10 Mb大小,电脑能够很方便的存储20台烧结炉10年的温度数据。所以,在查阅数据的方便性上无纸记录仪优于笔式记录仪。

3.4 使用成本

无纸记录仪安装后,除电耗之外,没有其他费用。笔式记录仪一个月更换一次记录纸,两个月更换一次记录笔,一台记录仪仅纸笔一年的费用近200元,其他如同步电机、平衡电机、触头等都需要定期维护。所以相比较之下无纸记录仪的运行成本较低。

3.5 易维护性

无纸记录仪安装后仅需调整补偿值以确保记录数据与温控仪表显示数据相同,使用过程中一年一次将数据从记录仪中导入电脑以便长期保存。笔式记录仪要更换记录纸、记录笔,定期维护同步电机、平衡电机、触头等,使用前需手动调节零位、满度等。所以无纸记录仪在易维护性方面优势明显。

综上所述,无纸记录仪比笔式记录仪在诸多方面有明显优势,所以钨制品公司准备采用无纸记录仪用于温度监控并为此进行了实验验证。

4 验 证

通过对三种温度监控装置优劣势进行论证后,钨制品公司给59#工房5#烧结炉加装了虹润SSR无纸记录仪,与计算机温度监控同时运行,以验证其准确性、可靠性,并进行产品性能验证。

4.1 与计算机温度监控系统的验证试验

2012年10月起,在59#工房5#烧结炉开始进行虹润SSR型无纸记录仪的验证试验。在调整好温度补偿后,温控仪表、计算机监控系统显示数值、无纸记录仪显示数值在同一时刻视值保持一致的情况下,调节烧结炉温度,观察其变化是否同步、是否正确无误。图3为59#工房5#炉2012113至20121114的计算机温度记录曲线,左侧的掉温曲线是计算机温度监控系统的错误记录,右侧是真实掉温曲线记录。图4是无纸记录仪记录曲线,显示了真实的掉温段。同样的实验在3个月中进行过多次,无纸记录仪均能正确记录温度变化,与计算机的正确记录相互验证,没有出现计算机的错误记录。

4.2 产品验证

2012年11月2日起,在征得用户同意后,钨制品公司开始用加装无纸记录仪的59#工房5#烧结炉进行产品烧结。03-2批性能数据与同批次其他小批性能数据相当,无纸记录仪准确地反应了此批次的温度变化情况。

5 结 语

通过实验及数据分析,我们认为无纸记录仪相较于计算机温度监控系统及笔式记录仪在可靠性及使用、维护成本上有诸多优势,建议使用无纸记录仪逐步取代计算机温度监控系统及笔式记录仪。2012年12月,召开了用户参与的评审会,在征得用户同意后,钨制品公司开始逐步使用无纸记录仪替代计算机温度监控系统及笔式记录仪。截止2014年9月,共计配置虹润SSR无纸记录仪14台,2年多来,累计发现、记录各类掉温现象32次,且无错误记录现象,有力地保证了生产的有序进行。

[1] 沈 沛,戈福庆.浅谈记录仪的发展趋势[J].自动化仪表,1999,20(5):1-3,6.

[2] 关艳翠.自校正PID算法在电炉温度控制中的应用[J].科技信息,2009,26(6):85-86.

[3] 张雪平,王志斌.基于模糊控制的PLC在温度控制中的应用[J].电气传动,2005,35(8):54-55,59.

[4] 陈志成,宋红宇,孟民众.高次谐波电流对电网的影响及其抑制[J].河南冶金,2001,9(5):6-9.

[5] 汤钰鹏,徐建军.高次谐波产生的原因,危害及其抑制措施[J].电气传动自动化,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.

郑 军(1971-),高级工程师.E-mail:758075242@qq.com