生产过程电导、PH值检测自动化控制

徐翔

摘要：自动化检测是指机器设备、系统或过程在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、分析判断、操纵调整，实现预期的控制目标的过程；检测过程是企业产品质量管理的技术基础，也是制造系统不可缺少的组成部分，检测结果的准确性直接影响最终产品的结果。本论文研究过程控制槽液电导率、PH值自动化检测方法实施及无线输传，实现在线检测电导、PH值，并克服在线检测温度对检测结果的影响，制定准确的过程控制范围，通过过程控制稳定性的提升，最终提升产品成品率。

关键词：电导；PH值；检测；自动化；无线传输；回归

1、前言

随着生产线工业化的推广，针对过程的检测如仍使用人工检测，则耗费人工成本高，检测准确率偏差大、耗时长；随着检测自动化系统及设备的不断推广，部分自动化检测仪器开始大量应用于工业生产过程，但针对电导、PH值对环境温度要求较高及检测结果敏感度较高的检测指标，自动化检测存在偏差大，无法制定标准化控制范围的情况，企业自动化检测实施率低；电导、PH自动化检测可提高检测过程的人工效率，检测结果的准确率。通过设备自动化检测，数据无线提取，检测结果统计分析，可实现生产过程控制稳定，进一步提升产品成品率。

2、实验

2.1硬件的组成

如图1所示，系统硬件包括一体化便携式PH值、电导率及温度测试仪器、移动小车、及数据提交终端。

2.2软件组成

（1） PH值、电导率及温度采集软件。

（2） PH值、电导率及温度至提交终端的实时传输软件。

（3） 测试槽液根据曲线等效拟合软件。

（4） 数据至生产管理系统的提交及管理软件。

2.3生产线槽液取样装置

如图2所示，包括1排取样杯子，杯子与杯子之间的隔板、倾倒控制手柄，取液阀未关闭报警装置，取样过程中人员忘记关闭阀门，可通过槽液的温度实际自动报警功能。

2.4在线检测环境与恒温检测环境回归方程的建立

随着槽液温度的提升，在检测电导率及PH值的过程中会出现偏高的情况；槽液的温度是在一个固定的控制范围内。因此恒温检测与在线检测存在一个固定的变化量及常数；针对恒温检测及在线温度检测的差异性可通过使用Minitab数据统计分析软件，建立恒温与在线温度的回归方程，将在线检测的电导、PH值通过回归方程还原至恒温检测情况下的数据，可以更准确的实施过程控制；

2.5回归方程拟合性验证

在实施自动化过程中应进行手动检测与自动化检测并行，并行检测数据应大于100组；利用自动化检测结果使用回归方程式推算恒温检测结果，并将计算结果与真实检测结果进行比对，以验证回归方程的准确性。

3、结果讨论

3.1效率提升：人工检测工作量：取样——恒温——测样（手工记录）-录入（手工录入），操作人员在产品管理系统进行结果查询，过程中会不可避免的产生录入错误等人为因素影响，自动化检测工作量：在线检测——无线传输至系统，可明显提高检测效率，降低50%的劳动强度，提高异常处理速度。

3.2检测准确率的提升：避免在人工检测的多个环节中人为操作手法、检测环境控制的不同造成的检测误差，提升过程检测的准确率，并提供实时查询，以便及时发现并快速调整过程异常情况，提升产品的合格品率。

3.3检测与自动化设备的无缝链接：所开发的软件、硬件与产品管理系统实现无缝连接，可将检测数据通过工厂无线覆盖网络由手持终端直接提入产品管理系统。提高产品管理系统的自动化程度与利用率。

3.4回归方程的应用：检测过程中可通过两个强相关的检测数据建立准确的回归方程，提高过程控制的准确性。

参考文献：

[1]孙洪程，曹曦 生产过程检测与控制技术—高等教育出版社—2015

[2]黄永杰、卢勇威、高宇—检测与过程控制技術 —北京理工大学出版社—2010endprint