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三畅无纸记录仪的技术优势以及轮胎硫化中的记录作用

发布日期:2014-05-28  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:无纸记录仪采用了计算机(X86 CPU)为核心的工业级傲处理器,通过前端A/D转换器,实现了硫化罐硫化过程检测、控制外壳蒸汽压力、温度,内循环过热水压力(进、出)、温度(进、......

无纸记录仪采用了计算机(X86 CPU)为核心的工业级傲处理器,通过前端A/D转换器,实现了硫化罐硫化过程检测、控制外壳蒸汽压力、温度,内循环过热水压力(进、出)、温度(进、出),6路参数的全数字化采样、存储、显示,其应用原理框图见附图。附在轮胎硫化罐控制策略上,对外壳蒸汽这一主要变量采用了双重(压力PID 3-温度PlD)调节控制策略,其主要方法是由最优化控制理论来加以综合考虑的,既考虑到轮胎硫化工艺指标的合理性、经济性,又考虑到控制过程的快速性、稳定性。这两者在轮胎硫化生产过程中是同时存在的。选择双重控制策略的目的就是综合硫化控制变量各自的优点:饱和蒸汽压力(P)的调节控制速度快,温度(T)在稳态时的稳定性好、超调量小;克服变量各自的弱点:压力变量在设定值附近易使控制过程产生超调、温度变量的时滞时间长。在显示方式上,无纸记录仪可动态实时显示过程的当前值(数字和曲线),还可以通过SRAM技术对前批次生产的数据进行显示。

无纸记录仪采用的关键技术
   无纸记录仪在以微电子技术、计算机技术为核心的基础上,还应用了如下一些关键技术。
   (1)无纸记录仪采用了静态存储(Static Ran—doraAccess Memory,SRAM)技术.取代了机械式三针、打点、喷墨等记录仪的笔、纸来存储轮胎硫化过程中的实时数据和曲线,它可裉据轮胎硫化过程中的不同技术要求将轮胎硫化过程检测、控制参数存储在SRAM 中(48~260小时)或实时显示。为轮胎硫化生产过程控制和管理采集了真实、可信的历史数据。同时人们还可以应用数理统计理论和方法,通过对历史数据的“追忆”,找出轮胎硫化过程中的事故、报警、设备故障等影响硫化产品质量的因素。
(2)应用了液晶显示(Liquid Crystal Display,)技术,这一可视化人—机界面(I-I&rdw;sfeMonitor Interface,HMI),可直观显示轮胎硫化过程中的检测、控制参数、曲线等,大大降低了生产操作和管理中的人为因素。
(3)彩屏无纸记录仪是在计算机(Computer),控制(Contro1),通讯(Conmmnication),这3C控制策略基础上发展起来的,其中通讯(Communication)控静j技术,提供了一个现场总线的RS-485通讯口,通过它实现了轮胎硫化过程的计算机网络化实时监控、集中管理,应用计算机对实时采集的过程数据进行统计分析与计算,可生成与生产管理相适应的图、表,从而改变了传统落后、复杂、繁琐的图、表等耗时的编辑工作。

3 轮胎硫化统计过程控制(SPC)的实现
现代化工业生产正朝着集约化方向发展,集:就是提高规模效益,约:提高产品质量,降低生产成本。因设备故障、人为失误的经济损失往往是很大的,如:轮胎硫化罐的故障就会造成上万元的损失。设备故障、人为失误的产生都有一个发展的过程,发现得早,处理及时,损失就会小,延误了时机,将会造成较大和严重的经济损失,甚至引发人身事故。因此,对硫化过程实行过程检测、控制的潜在经济效益是非常显著的。在统计过程控制中,提出了过程处于统计控制状态与脱离统计控制状态的概念。我们可以认为前者为对应于正常工况,而后者对应于非正常工况。

由于硫化过程中各种随机因素的存在,在正常硫化工况下,采样数据总是在样本平均值)【i的左右作随机分布。依据中心极限定理,子组样本平均值Ⅺ 随着容量(子组数1"1)的增加而逐渐趋近于正态分布。因为每次采样要进行几次或几十次
测量,构成一个样本组。对第i个子组,取测量值的平均值Ⅺ 。此时,lim Xi-N(~z,o)这里的N表示正态分布, 为总体样本平均值,o为总体样本标准差。由3d原理,Ⅺ 值处于( 一3d)与( +3d)之间
的概率为99.73%。这一结论可以方便地由正态分布函数导出。因此,可以认为,如果没有其它原因,Ⅺ 的值应在(u±30)的范围内。超出该范围就表示硫化过程脱离了统计控静I状态。

    另外,还有一些补充规则,当Ⅺ 虽然未超出知范围,但出现周期性波动,或完全停滞不变、或总体平均值漂移等现象,也被认为属于不正常工况。如:连续6点具有相同的上升或下降趋势,就预示可能有不正常事件发生,又如:连续9点在中线的一侧,则表示总体平均值出现了漂移。一个子组内最大值之差称为极差R。极差增大表示过程不平稳,或表示故障的早期征兆。Ⅺ 随i而变化的折线图称为Shewart图,它是最简单的统计控制图。平均值~极差(x—R)图是将平均值控制图和极差图结合在一起,属统计过程常用方法。遇到多个相关测量、控制变量时情况将比较复杂。一种办法是用主元分析(PCA)或最小二乘(PLS)法,将高维数据空问投影人低维特征空间,特征主元能保留原始数据的特征信息,这样可略去冗余信息,并能解决数据相关的问题。
   统计过程控制提供了一类检查方法。但通常不能说明故障究竟在那里。同时,在一相对时间的(x—R)图中,过去需要有经验的操作人员和工程师来看出或分析出变化的趋势,现在依靠计算机提供的信息就能反映过程变化的趋势,有经验的操作人员只要据此判断采用或不采用某种措
施,就能实现产品品质的控制。
    一般来说。在受控状态下,用统计过程控制方法持续地对测量、控制数据进行检查,并用统计数据来比较发现过程是否不工作在正常工况下,通过计算机自动地实现在线实时检测、控制,因此,它是提高产品质量的一种好方法。

小结
以上简要介绍了中圆图记录仪和计算机网络在轮胎硫化罐检测、控制过程中的应用原理、特点及综合经济效益分析。这一新技术的应用,把我们以往在轮胎硫化传统过程控制(ConventionalProcessControl,CPC)中只注重控制过程参数的方式与现代的统计过程控制(Statistical Process Con.trol,SPC)不仅控制轮胎硫化的过程参数,而且控制与产品品质有密关系的过程参数结合起来,在达到逐步改善轮胎硫化过程能力及提高轮胎硫化品质的同时,也改造了滞后的管理模式的目的。由于使用了无纸记录仪,人们可以非常轻松的应用计算机及阿络技术,实现从轮胎硫化传统过程控制(cf )模式到现代统计过程控制(SPC)的品质控制、管理模式。通过应用磁光盘存储(SCSI)技术,不仅节约了轮胎硫化柱铡、控制过程中生产、管理的大量记录用纸,而且实现了轮胎硫化过程的数据管理从原子(atom)到比特(bit)的数字化过程,为我们生产制造的每一条轮胎建立起完整的历史档案。新科技在生产过程中应用的同时,也改变了人们对传统生产过程的理念。

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