無紙記錄儀在真空感應(yīng)熔煉爐上的應(yīng)用

吳昌新，孫傳棋，韓志好，孟 宇（中航工業(yè)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(yīng)熔煉爐上的應(yīng)用

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

使用國(guó)產(chǎn)無紙記錄儀在進(jìn)口真空感應(yīng)熔煉爐上實(shí)現(xiàn)多通道生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄，使生產(chǎn)全過程的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)記錄完整，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)為提高設(shè)備運(yùn)行可靠性提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

無紙記錄儀；真空感應(yīng)熔煉爐

熔鑄中心是中航工業(yè)北京航空材料研究院下屬的一個(gè)生產(chǎn)中心，主要使用真空感應(yīng)熔煉爐進(jìn)行各類高溫合金母合金以及其他功能材料的生產(chǎn)。因?yàn)檎婵崭袘?yīng)熔煉爐使用時(shí)的特殊要求，目前生產(chǎn)方式為24小時(shí)連續(xù)倒班生產(chǎn)，冶煉時(shí)采用人工觀測(cè)計(jì)量?jī)x表（不帶記錄功能），讀取數(shù)據(jù)按照時(shí)間進(jìn)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(shí)不可避免出現(xiàn)讀數(shù)誤差或者由于疲勞倦怠等情況，造成冶煉記錄與實(shí)際參數(shù)不符，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制和追溯造成一定程度的困擾，也不利于生產(chǎn)工藝改進(jìn)的數(shù)據(jù)積累。

另外，冶煉過程中的一些設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)由于不需要在冶煉記錄中記載，也無法進(jìn)行查詢。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，無法根據(jù)故障發(fā)生前的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)來查找故障原因，只能是根據(jù)故障表面情況進(jìn)行排故工作，而無法預(yù)防性地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，影響了設(shè)備生產(chǎn)能力的發(fā)揮和潛在故障的排查。

為解決以上兩個(gè)問題，熔鑄中心在兩臺(tái)美國(guó)進(jìn)口的熔煉爐上安裝了多通道無紙記錄儀，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和記錄。經(jīng)過前期調(diào)研和論證，采用了盤古公司的VX6000型多通道無紙記錄儀，經(jīng)過幾個(gè)月的試運(yùn)行，證明此套裝置具有計(jì)量精度較高、運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)以及與原有設(shè)備兼容性較好等特點(diǎn)。

1 選型

在設(shè)計(jì)之初，經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研以及與部分產(chǎn)品廠家溝通，決定選用國(guó)內(nèi)浙江盤古公司生產(chǎn)的記錄儀。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)要求，尤其是其內(nèi)部設(shè)計(jì)了真空儀表的標(biāo)度轉(zhuǎn)換程序，可以直接將國(guó)產(chǎn)真空表的二次輸出以真空指數(shù)的方式進(jìn)行顯示，而不需要人工在儀表內(nèi)部進(jìn)行標(biāo)度變換的公式設(shè)計(jì)。其缺點(diǎn)是局域網(wǎng)功能不完善（但可以使用485網(wǎng)絡(luò)）。為檢驗(yàn)其抗干擾性能，在現(xiàn)場(chǎng)開啟大功率中頻感應(yīng)電源、多臺(tái)真空泵、水泵、吊車、柴油和電動(dòng)叉車等設(shè)備模擬實(shí)際生產(chǎn)工況，VX6000型完全能滿足使用要求。由于其價(jià)格僅為進(jìn)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(shù)設(shè)置

根據(jù)每熔煉批次間隔，將數(shù)據(jù)采集間隔設(shè)為1s，這樣可以連續(xù)采集6天左右，滿足一批次熔煉時(shí)間間隔的要求。

3 通道設(shè)置

在VX6000系列中，選用12通道的VX6012型，使用其中的10個(gè)通道，剩余兩個(gè)通道用于以后擴(kuò)充。每個(gè)通道均為萬能輸入，可輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（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(hào)。在實(shí)際使用時(shí)分別選用了0～5V、4～20mA、J型熱電偶類型通道。

4 計(jì)量檢測(cè)

在使用之前，以0～5V通道為例，對(duì)其測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了計(jì)量檢測(cè)，經(jīng)過計(jì)量單位的計(jì)量檢測(cè)，其精度滿足要求。在實(shí)際使用中我們也與原有的歐陸儀表進(jìn)行對(duì)比，其顯示數(shù)據(jù)基本一致。

5 安裝

在安裝時(shí)，因?yàn)橛涗泝x的安裝尺寸為標(biāo)準(zhǔn)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(guó)Consarc公司生產(chǎn)，柜內(nèi)僅有110V電源，但儀表使用了電源電壓范圍較寬的開關(guān)電源，可以直接適應(yīng)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(guó)產(chǎn)品，除了指針顯示之外，輸出為電壓值，原有數(shù)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(duì)操作人員的操作習(xí)慣的影響，我們便沒有進(jìn)行標(biāo)度變換，仍然顯示電壓值。

7 測(cè)溫通道

測(cè)溫對(duì)象主要為鋼液和循環(huán)冷卻水。其中鋼液測(cè)溫分為光學(xué)測(cè)溫和熱電偶測(cè)溫。光學(xué)測(cè)溫為原有的愛康雙比色測(cè)溫儀，數(shù)據(jù)輸出采用4～20mA，測(cè)溫范圍1100～1700℃；熱電偶測(cè)溫采用B型熱電偶測(cè)溫，因?yàn)橛涗泝x本身數(shù)據(jù)采集間隔為1s，不能滿足測(cè)量鋼液時(shí)的B型熱電偶測(cè)溫快速反應(yīng)要求，只能采用一次儀表進(jìn)行變換，得到相應(yīng)的線性輸出。在實(shí)際使用中采用日本導(dǎo)電儀表，輸出采用4～20mA。測(cè)量記錄水溫采用設(shè)備原帶的J型熱電偶來測(cè)溫。

圖1 設(shè)備安裝效果

8 中頻電源

設(shè)備原有中頻電源為美國(guó)應(yīng)達(dá)公司的電源，其中頻功率、中頻電壓、中頻頻率信號(hào)為0～5V輸出，經(jīng)過隔離器輸入到記錄儀中，經(jīng)過計(jì)算，在記錄儀內(nèi)部進(jìn)行標(biāo)度變換，得到真實(shí)的中頻電源數(shù)值。

圖2 儀表外觀圖

圖3 無紙記錄儀顯示界面

圖1為設(shè)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(shù)據(jù)。

利用無紙記錄儀進(jìn)行改造的費(fèi)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(jīng)過近1年的使用，表明此記錄儀的測(cè)量準(zhǔn)確度、數(shù)據(jù)記錄以及抗干擾能力等都令人比較滿意，而且基本上達(dá)到了免維護(hù)狀態(tài)。另外，由于該無紙記錄儀采用了先進(jìn)的微機(jī)技術(shù)，做到了全能模擬輸入，體積小，功耗低，通用性廣，獨(dú)立性強(qiáng)，畫面色彩鮮艷，讀數(shù)直觀，反映靈敏可靠，數(shù)據(jù)保存、追憶都十分方便，是集測(cè)量和管理為一體的較好設(shè)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(yè)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(chǎn)和管理工作。1992年“DZ4定向凝固高溫合金”獲得國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)，2009年“一種鎳基高溫模具材料及其制備方法”獲得發(fā)明專利