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三暢無紙記錄儀的技術優勢以及輪胎硫化中的記錄作用

發布日期:2014-05-28  來源:  作者:  瀏覽次數:
【導讀】:無紙記錄儀采用了計算機(X86 CPU)為核心的工業級傲處理器,通過前端A/D轉換器,實現了硫化罐硫化過程檢測、控制外殼蒸汽壓力、溫度,內循環過熱水壓力(進、出)、溫度(進、......

無紙記錄儀采用了計算機(X86 CPU)為核心的工業級傲處理器,通過前端A/D轉換器,實現了硫化罐硫化過程檢測、控制外殼蒸汽壓力、溫度,內循環過熱水壓力(進、出)、溫度(進、出),6路參數的全數字化采樣、存儲、顯示,其應用原理框圖見附圖。附在輪胎硫化罐控制策略上,對外殼蒸汽這一主要變量采用了雙重(壓力PID 3-溫度PlD)調節控制策略,其主要方法是由非常優化控制理論來加以綜合考慮的,既考慮到輪胎硫化工藝指標的合理性、經濟性,又考慮到控制過程的快速性、穩定性。這兩者在輪胎硫化生產過程中是同時存在的。選擇雙重控制策略的目的就是綜合硫化控制變量各自的優點:飽和蒸汽壓力(P)的調節控制速度快,溫度(T)在穩態時的穩定性好、超調量小;克服變量各自的弱點:壓力變量在設定值附近易使控制過程產生超調、溫度變量的時滯時間長。在顯示方式上,無紙記錄儀可動態實時顯示過程的當前值(數字和曲線),還可以通過SRAM技術對前批次生產的數據進行顯示。

無紙記錄儀采用的關鍵技術
   無紙記錄儀在以微電子技術、計算機技術為核心的基礎上,還應用了如下一些關鍵技術。
   (1)無紙記錄儀采用了靜態存儲(Static Ran—doraAccess Memory,SRAM)技術.取代了機械式三針、打點、噴墨等記錄儀的筆、紙來存儲輪胎硫化過程中的實時數據和曲線,它可裉據輪胎硫化過程中的不同技術要求將輪胎硫化過程檢測、控制參數存儲在SRAM 中(48~260小時)或實時顯示。為輪胎硫化生產過程控制和管理采集了真實、可信的歷史數據。同時人們還可以應用數理統計理論和方法,通過對歷史數據的“追憶”,找出輪胎硫化過程中的事故、報警、設備故障等影響硫化產品質量的因素。
(2)應用了液晶顯示(Liquid Crystal Display,)技術,這一可視化人—機界面(I-I&rdw;sfeMonitor Interface,HMI),可直觀顯示輪胎硫化過程中的檢測、控制參數、曲線等,大大降低了生產操作和管理中的人為因素。
(3)彩屏無紙記錄儀是在計算機(Computer),控制(Contro1),通訊(Conmmnication),這3C控制策略基礎上發展起來的,其中通訊(Communication)控靜j技術,提供了一個現場總線的RS-485通訊口,通過它實現了輪胎硫化過程的計算機網絡化實時監控、集中管理,應用計算機對實時采集的過程數據進行統計分析與計算,可生成與生產管理相適應的圖、表,從而改變了傳統落后、復雜、繁瑣的圖、表等耗時的編輯工作。

3 輪胎硫化統計過程控制(SPC)的實現
現代化工業生產正朝著集約化方向發展,集:就是提高規模效益,約:提高產品質量,降低生產成本。因設備故障、人為失誤的經濟損失往往是很大的,如:輪胎硫化罐的故障就會造成上萬元的損失。設備故障、人為失誤的產生都有一個發展的過程,發現得早,處理及時,損失就會小,延誤了時機,將會造成較大和嚴重的經濟損失,甚至引發人身事故。因此,對硫化過程實行過程檢測、控制的潛在經濟效益是非常顯著的。在統計過程控制中,提出了過程處于統計控制狀態與脫離統計控制狀態的概念。我們可以認為前者為對應于正常工況,而后者對應于非正常工況。

由于硫化過程中各種隨機因素的存在,在正常硫化工況下,采樣數據總是在樣本平均值)【i的左右作隨機分布。依據中心極限定理,子組樣本平均值Ⅺ 隨著容量(子組數1"1)的增加而逐漸趨近于正態分布。因為每次采樣要進行幾次或幾十次
測量,構成一個樣本組。對第i個子組,取測量值的平均值Ⅺ 。此時,lim Xi-N(~z,o)這里的N表示正態分布, 為總體樣本平均值,o為總體樣本標準差。由3d原理,Ⅺ 值處于( 一3d)與( +3d)之間
的概率為99.73%。這一結論可以方便地由正態分布函數導出。因此,可以認為,如果沒有其它原因,Ⅺ 的值應在(u±30)的范圍內。超出該范圍就表示硫化過程脫離了統計控靜I狀態。

    另外,還有一些補充規則,當Ⅺ 雖然未超出知范圍,但出現周期性波動,或完全停滯不變、或總體平均值漂移等現象,也被認為屬于不正常工況。如:連續6點具有相同的上升或下降趨勢,就預示可能有不正常事件發生,又如:連續9點在中線的一側,則表示總體平均值出現了漂移。一個子組內非常大值之差稱為極差R。極差增大表示過程不平穩,或表示故障的早期征兆。Ⅺ 隨i而變化的折線圖稱為Shewart圖,它是非常簡單的統計控制圖。平均值~極差(x—R)圖是將平均值控制圖和極差圖結合在一起,屬統計過程常用方法。遇到多個相關測量、控制變量時情況將比較復雜。一種辦法是用主元分析(PCA)或非常小二乘(PLS)法,將高維數據空問投影人低維特征空間,特征主元能保留原始數據的特征信息,這樣可略去冗余信息,并能解決數據相關的問題。
   統計過程控制提供了一類檢查方法。但通常不能說明故障究竟在那里。同時,在一相對時間的(x—R)圖中,過去需要有經驗的操作人員和工程師來看出或分析出變化的趨勢,現在依靠計算機提供的信息就能反映過程變化的趨勢,有經驗的操作人員只要據此判斷采用或不采用某種措
施,就能實現產品品質的控制。
    一般來說。在受控狀態下,用統計過程控制方法持續地對測量、控制數據進行檢查,并用統計數據來比較發現過程是否不工作在正常工況下,通過計算機自動地實現在線實時檢測、控制,因此,它是提高產品質量的一種好方法。

小結
以上簡要介紹了中圓圖記錄儀和計算機網絡在輪胎硫化罐檢測、控制過程中的應用原理、特點及綜合經濟效益分析。這一新技術的應用,把我們以往在輪胎硫化傳統過程控制(ConventionalProcessControl,CPC)中只注重控制過程參數的方式與現代的統計過程控制(Statistical Process Con.trol,SPC)不僅控制輪胎硫化的過程參數,而且控制與產品品質有密關系的過程參數結合起來,在達到逐步改善輪胎硫化過程能力及提高輪胎硫化品質的同時,也改造了滯后的管理模式的目的。由于使用了無紙記錄儀,人們可以非常輕松的應用計算機及阿絡技術,實現從輪胎硫化傳統過程控制(cf )模式到現代統計過程控制(SPC)的品質控制、管理模式。通過應用磁光盤存儲(SCSI)技術,不僅節約了輪胎硫化柱鍘、控制過程中生產、管理的大量記錄用紙,而且實現了輪胎硫化過程的數據管理從原子(atom)到比特(bit)的數字化過程,為我們生產制造的每一條輪胎建立起完整的歷史檔案。新科技在生產過程中應用的同時,也改變了人們對傳統生產過程的理念。

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