熱處理爐窯智能儀表技術(shù)要點(diǎn)和故障分析

程玉風(fēng)

中車齊齊哈爾車輛有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161002

1 智能儀表技術(shù)概述

智能儀表就是各熱處理單位在進(jìn)行熱加工生產(chǎn)過程中熱處理爐窯為達(dá)到所需控溫精度所需要用到的控溫儀表，智能儀表的自動(dòng)控制技術(shù)具體來說是指依靠計(jì)算機(jī)等智能型設(shè)備對(duì)熱處理爐窯在進(jìn)行熱處理過程中的溫度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能夠根據(jù)控制策略對(duì)熱處理工況進(jìn)行自主調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)在不需要人工操作的前提下，自主實(shí)現(xiàn)熱處理溫度信息的處理、故障診斷報(bào)警、工作狀態(tài)控制等工作。智能儀表自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用，不僅僅提高了熱處理爐窯運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，還能夠?qū)崿F(xiàn)熱處理爐窯的運(yùn)行參數(shù)的自主優(yōu)化，在很大程度上降低了熱處理工作人員的作業(yè)強(qiáng)度，減少了熱處理爐窯不必要能量損耗，提高了熱處理工序的效率，體現(xiàn)了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 熱處理爐窯智能儀表技術(shù)要點(diǎn)

2.1 儀表安裝

熱處理爐窯自動(dòng)控制系統(tǒng)具有精密度高、組成部件多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特性。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝前，必須結(jié)合安裝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地情況制定科學(xué)合理的規(guī)劃布局方案，然后才能夠依據(jù)方案進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)深入的安裝布設(shè)，只有這樣才能夠保證設(shè)備有效發(fā)揮其作用。首先，在對(duì)熱處理爐窯自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行安裝前，技術(shù)人員需要對(duì)設(shè)備的功能及基本特性進(jìn)行全面深入的了解，并對(duì)其中的儀器儀表進(jìn)行有效的檢定校準(zhǔn)，確保所需要的安裝的設(shè)備都能夠進(jìn)行正常的工作，并且性能處于最優(yōu)狀態(tài)。進(jìn)行設(shè)備安裝的時(shí)候嚴(yán)格遵照安裝工藝的具體要求執(zhí)行操作，確保設(shè)備的安裝質(zhì)量，為后續(xù)工作的順利展開奠定基礎(chǔ)[1]。

2.2 自動(dòng)化運(yùn)行

在熱處理爐窯自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能儀表安裝布設(shè)、基礎(chǔ)調(diào)試完成之后，還需要在正式進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用之前進(jìn)行試運(yùn)行，以觀察整個(gè)系統(tǒng)的總體運(yùn)行狀態(tài)是否正常，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患以及需要重新校核的控制參數(shù)，并做出對(duì)應(yīng)的優(yōu)化，最大程度保證系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

在自動(dòng)化控制系統(tǒng)處于試運(yùn)行工況的時(shí)候，對(duì)其中大型設(shè)備的單個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)及其關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性及精確性都需要進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)判。例如在進(jìn)行大型設(shè)備試運(yùn)行的時(shí)候，不單單要關(guān)注儀器儀表的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，還需要關(guān)注其關(guān)聯(lián)設(shè)備的實(shí)際性能，并將設(shè)備的性能與運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析。在系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)試運(yùn)中，需要將熱處理爐窯與智能儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)作為一個(gè)整體進(jìn)行看待，并進(jìn)行爐溫均勻性試驗(yàn)，等到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在對(duì)智能儀表的自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。

3 熱處理爐窯智能儀表故障類型

在熱工自動(dòng)化測(cè)量?jī)x表過程中，控溫系統(tǒng)紊亂是其中的常見故障類型之一。如熱處理爐某加熱區(qū)已經(jīng)到達(dá)設(shè)定溫度，但智能儀表控制仍有輸出，交流接觸器或可控硅卻未接收到控制信號(hào)，加溫工作仍在延續(xù)；而此時(shí)，另一加熱區(qū)的控溫儀表顯示溫度雖然未能達(dá)到已設(shè)定溫度，但儀表卻停止輸出，交流接觸器或可控硅接收控溫信號(hào)停止送電。造成熱處理爐兩個(gè)加熱區(qū)智能儀表示值之間溫度差異極大[2]。

在熱處理爐窯智能儀表使用過程中，可能會(huì)受到其他因素的影響，導(dǎo)致正在運(yùn)行的智能儀表零部件受到破壞，儀表不能正常使用。例如，升溫段過程初期至接近溫度設(shè)定點(diǎn)之間并不是處于快速升溫狀態(tài)，而是呈現(xiàn)有規(guī)律、間歇性的加熱、斷電；再加熱、再斷電……如此震蕩著升溫，造成升溫緩慢甚至一直無法達(dá)到設(shè)定溫度，如此造成升溫過程極其緩慢，導(dǎo)致工件出現(xiàn)質(zhì)量事故。另外，也曾發(fā)現(xiàn)熱處理爐可控硅控制爐溫出現(xiàn)溫度到達(dá)設(shè)定點(diǎn)，可控硅停止供電，待爐溫微降后，熱處理爐不能及時(shí)加電補(bǔ)溫；但偶爾又能恢復(fù)加溫，如此造成保溫段記錄紙呈現(xiàn)不規(guī)則鋸齒性擾動(dòng)。

4 智能儀表故障解決措施

為了保證熱處理爐窯智能儀表正常運(yùn)行，需要有效解決儀表出現(xiàn)的故障。第一，對(duì)于熱處理爐窯控溫系統(tǒng)紊亂，測(cè)試電爐絲供電線路是否有短路和控制失常的特征，儀表和熱電偶檢定有無異常。依故障現(xiàn)象分析，是否熱處理爐窯經(jīng)過修理，一般在修理之后，操作人員有可能會(huì)誤將前區(qū)和后區(qū)（上區(qū)或下區(qū)）的熱電偶位置顛倒所至。兩支被插錯(cuò)位置的熱電偶獲得的爐溫信號(hào)傳給兩塊控制儀表之后，輸出的控制信號(hào)分別控制著另一溫區(qū)的電爐絲，所謂正確的信號(hào)卻是錯(cuò)位的執(zhí)行，導(dǎo)致故障的結(jié)癥所在。第二，對(duì)比較常見的回路故障進(jìn)行解決時(shí)，要注意對(duì)儀表設(shè)備的安裝以及檢修質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和管理，防止出現(xiàn)線路錯(cuò)誤連接或者遺漏連接的問題。檢測(cè)人員還需要對(duì)出現(xiàn)故障的各個(gè)原因進(jìn)行充分了解和掌握，同時(shí)要準(zhǔn)確查找故障部位，以便及時(shí)解決故障。第三，對(duì)人為因素導(dǎo)致的故障，可以加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)力度，提高工作人員的專業(yè)技能水平以及職業(yè)道德水平，確保工作人員在對(duì)儀表進(jìn)行安裝以及檢查過程中，能夠嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。第四，對(duì)環(huán)境以及設(shè)備老化等因素造成的儀表故障進(jìn)行處理時(shí)，要認(rèn)識(shí)到這一類故障的不可控性。要從其他方面采取有效措施，盡可能降低意外故障的發(fā)生概率。同時(shí)儀表設(shè)計(jì)人員還要研發(fā)新的技術(shù)，從根本上提高儀表本身的性能以及使用壽命，降低儀表出現(xiàn)意外故障的概率，提高熱處理爐窯的生產(chǎn)效率[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的熱處理爐窯智能儀表應(yīng)用過程中，其自動(dòng)化安裝技術(shù)已經(jīng)比較普遍和成熟，并且一些系統(tǒng)也在不斷更新和完善。在智能儀表安裝過程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙完成安裝作業(yè)，防止震動(dòng)、高溫、高壓等對(duì)儀表的運(yùn)行產(chǎn)生干擾。同時(shí)還要加強(qiáng)智能儀表的故障分析工作，采取有效的措施降低儀表使用過程中出現(xiàn)故障的可能性，提高智能儀表的使用效果，進(jìn)一步確保熱處理爐窯的生產(chǎn)質(zhì)量及效率。