關於壓縮空氣流量計電流（liú）異常波（bō）動問題及處理方法（fǎ）

摘（zhāi）要：氣體溫度處理中壓縮空氣流量計在長時間（jiān）使用後，可能會（huì）出現電流異常波動問題，如果沒有及時對其進行正確處理，將對流量計及被處理工件造（zào）成影響（xiǎng），嚴重（chóng）時甚至（zhì）會直接損害流（liú）量計（jì）或（huò）工件。在現代工業生產要求越來越高的情況下，避（bì）免電流異常波動所造成的損害，是保障氣體（tǐ）溫度處理工藝安全、穩定與高效（xiào）的重要途徑。文章簡單介紹氣體溫度處理中壓（yā）縮空氣流量計（jì）及其電流（liú）異常波動問題，並就相應處理方法展開探討。
氣體（tǐ）溫度處理工藝具有不氧化、不脫碳（tàn）、變（biàn）形（xíng）小、脫脂、脫氣作用明顯等優勢，逐漸成為現代（dài）工業生產中（zhōng）的重要工藝，氣體溫度處（chù）理中流量（liàng）計也得以廣泛應用。隨著現代工（gōng）業的不（bú）斷發展，工業生產對氣體溫度處（chù）理中（zhōng）壓（yā）縮空氣流量計提出了（le）更（gèng）高要求，而電流異常波動問題則對該流量計的安全、穩定（dìng）、高效運行造成了嚴重（chóng）影響。因此在近年來，如（rú）何處理該流（liú）量計電流異常波動問題，已經成為廣受（shòu）關注和（hé）重點研究的問題。
1氣體（tǐ）溫度處理中壓（yā）縮（suō）空氣流量計及其電流異常波動問（wèn）題
1.1氣體溫度處理中流量計概述
氣體溫度處理技（jì）術是（shì）真（zhēn）空技術與熱處理技術相結合的綜合技術，即全部或部分熱處理工藝在真空狀（zhuàng）態下進行。而氣體溫度處理（lǐ）中流量計，則是合理應用該技術的工藝流量計，好常見的壓縮空氣流量計為氣體溫度處理爐。通常而言，該流量計具有熱效率高，可實現無氧化、無（wú）脫碳、無滲碳，可（kě）去掉工件表麵磷屑（xiè），可脫氧（yǎng）除氣（qì）等作用（yòng），故而在現代工業中得以廣泛應用。氣體溫度處理爐的真空係統由真空容器、真（zhēn）空泵、真空閥、連接件及真空（kōng）測量（liàng）儀表等所組成，能夠構成嚴格的真空密封環境。與此同時，該流量計還具有水（shuǐ）冷裝置，用於保護個（gè）部件結構不變形、不損壞，同時防（fáng）止真空密封圈過熱甚至燒（shāo）毀，進而保障流量計的長期、正常運行。另（lìng）外，該流（liú）量計通常還（hái）采用低電壓（yā）大電流，具有較高的自動（dòng）化程度，能夠自動、精確完成工（gōng）件加工與處理。
1.2氣體溫度處理中壓縮空氣流（liú）量計電（diàn）流異常波動問（wèn）題
當前工業生產對氣（qì）體溫度處理中流（liú）量計提出了較高要求，其（qí）中好顯著的一點就在於自動化（huà）程度要求。這（zhè）是因為氣（qì）體溫度處理工藝的環境不適合人員（yuán）長期工作甚至接（jiē）近，同時部分工（gōng）藝技術對（duì）操作精準度、及（jí）時度、複（fù）雜度要求較高，人工操作較易（yì）出現失誤。而真空環境很容易在加熱過程中出現起弧、放電等現象，嚴重威脅流量計運行安全與質量，故而該壓縮空氣流量計需要應用低電（diàn）壓大電（diàn）流的（de）形式進行加熱，避免電壓過高（gāo）。不可否（fǒu）認，高度信息化與低電壓的特性能夠在一（yī）定（dìng）程度上提升氣（qì）體溫度處理中流量計的安全性，但該流量計在運行時依舊還有著一定問題，電流異常波動就（jiù）是其中典型。
在工業生產中，氣（qì）體溫度處（chù）理中（zhōng）流量計需要長期（qī）處於運行狀態，加熱（rè）器連接位置可能會因長期受熱而出現變形、厚度減小、對地短（duǎn）路等現象。在這些現象出現後，連接位（wèi）置容易虛接（jiē），同（tóng）樣會出（chū）現起弧、放電現象，並引發電流異常波（bō）動問題。在電流出現異常波動後，很容易導致局部電流過（guò）大（dà），溫度過大，並（bìng）將加熱器連接位置給熔斷，導致熱處理流量計受到損壞，同（tóng）時加工工件也會受到影（yǐng）響（xiǎng）甚至損壞。而（ér）氣體溫度處（chù）理中壓（yā）縮空氣流（liú）量計加熱係統缺乏（fá）相應報警功能，無法在電流異常波（bō）動後及時進行報警，導致工作人員不能地衣時間采取合理措施加（jiā）以應對，直（zhí）到加熱器連接位置熔斷後發現問題，但已（yǐ）經造成了難以挽回的損失。因此，實現加熱器保護係統加熱功能，並對（duì）電流異常波（bō）動現象進行及時處理，是保（bǎo）障氣（qì）體溫度處（chù）理安全與質量的有（yǒu）效途徑。
2氣（qì）體溫（wēn）度處理中壓縮空氣流量計電流異常波動處理方法
2.1機械設計
應對氣體溫度處理中流量計電流異常波動，需要對其（qí）波動進行（háng）有效監測和（hé）警報，即判斷（duàn）流量計是否存在電流異常波動問題。在此基礎之上，還需要設計一定的自（zì）動處理機製，在自動保護流量計的同時，也能在一定程度（dù）上（shàng）避免人（rén）員處理不及時所導致的嚴重後果。從（cóng）設計的角度來看（kàn），要判斷氣體溫度處理中流量（liàng）計是否存在電流（liú）異常波動，需要根（gēn）據壓縮空氣流量計實際運行狀（zhuàng）況的（de）電流變化情況進（jìn）行實時監測。就當前（qián）來看，我國主流氣體溫度處理（lǐ）中流量計均配備有能夠實現PID調解的智能（néng）儀表，不但能夠連續、穩定地進行溫度控製，並且升溫及降溫速度*快，並具備抑製超調、欠調等優點。流量計連續（xù）控（kòng）溫是基於連續可調功率輸出而實（shí）現的（de），故而（ér）可以利用其該特（tè）性，接入PLC模塊，把加熱所用電流信號變換成標準模擬信號，實現AD轉換。然後，可以根據（jù）流（liú）量計實際情況，合理選（xuǎn）擇采樣點，確定相應周（zhōu）期，並通過連續對（duì）比的方式進行檢測。所謂（wèi）連續對比，也（yě）就是把（bǎ）某（mǒu）采樣點數據和前一個點（diǎn）數據進行對比，並根據對（duì）比結果判斷加熱器（qì）是（shì）否（fǒu）存在電流異常波動問題。對此（cǐ），需要根據流量計實際狀況，設置相應的差值允許範圍，如果對比結果在該範圍之內，則表明加熱器處於正常運行狀態（tài）；而對比結果超（chāo）過（guò）該範圍，則意味著加熱器運行異常，存在電流異常波動問題。並且在該（gāi）情況下，流量計會進行報警，技術人員則可以根據壓縮空氣流量計運行狀態，采取自（zì）動切斷或人為幹預的方（fāng）式（shì）。
在實際操（cāo）作時，文章采取方式為先加（jiā）設電流變送（sòng）器，並依照相應選型手冊規範，選取宇波模塊CHYXXXXAY2/V0電流（liú）變送（sòng）器，把氣體溫度處理中流量計中的0-XXXXA電流轉換成電壓為0～5V的標準模擬信（xìn）號。在此基礎之上，再接入PLC模塊實現AD轉換。結合所用氣體溫度處理中流（liú）量計實際情況，文章選擇OMRON公司生產的CP1HXA40DR-A型PLC，通（tōng）過控製器該自帶的4通道實現AD轉換，地址分為別200，201，202和203。好後，依照該公司提供的CP1H操作手冊，直接在控製（zhì）器中設置相應（yīng）轉換參數即可。
2.2程序設計
由於文章所選用的（de）CP1HXA40DR-A型PLC具有（yǒu）4通道，在（zài）此僅以（yǐ）其中的200點對其程序設計進行探（tàn）討。*先，確定采（cǎi）樣周期（qī）為0.2s，並將控製器200點頻道接（jiē）受到的信號，傳（chuán）輸給準備好的數據寄存器的D1000與D1001，如圖1所示。當周期數為1時，控製器（qì）信號會被傳輸到寄存器的（de）D1000；而（ér）在（zài）周期數為0時，控製器信號則會（huì）被（bèi）傳輸到（dào）寄存（cún）器D1001。將寄存器中的信號利用二進製到BCD碼，可以被分別轉換到寄存（cún）器D101與D102之中。此時，隻需要將該兩組（zǔ）數據進行對比，就能判斷內部寄存器情況。其中，當D101數據的值大於D102數據的值時，內部寄存器10.00數值為（wéi）0，而10.01數值（zhí）為1。反之則結果（guǒ）亦相反。不（bú）管是10.00還是（shì）10.01的（de）值為1，都可（kě）以通過利用大值（zhí）減去小值的方式，計算得到D100的數值。在得到該值後，隻需將其（qí）與預（yù）先設定好（hǎo）的值進行（háng）比較，即可完成壓縮空氣流量計電流（liú）異常檢測。如果D100的（de）值（zhí）較設定值更大，那麽就會觸發可（kě）編程控製器輸出點（100.00）並進行報警。

需（xū）要注意的是，氣（qì）體溫度（dù）處理中流（liú）量計在實（shí）際加熱時，其電流會因為PID調節輸出的改變而變（biàn）化，從而出現正常波（bō）動。在這種情況下，文（wén）章設計的報警係統（tǒng）同樣會發（fā）出警報。針對該問題，將電流正常波動及異常波動的特性進行對比，根據PID參數穩定，其輸出在短時間內同樣較為穩定，故而可以（yǐ）選擇加設定時器、計數器來區分電流正常及異常波動。例如（rú）在確定采樣周期後，可以設置相應的電（diàn）流波動達到報警範圍（wéi）的次數，如（rú）果計數（shù）器得到的值超過該值，那麽就意味著電流波動異常，發出警報。但是當計數器得（dé）到的值小於該值時，則默認為流量計電流的正常（cháng）波動，不會進行報警（jǐng）。
2.3上位（wèi）機鏈接（jiē）
在工業生產中，需（xū）要將氣體溫度處理中壓縮空氣流（liú）量計與控製中心進行連接（jiē），其電流異常波動報警係統同樣需要與控製中心連接，此時就需要用（yòng）到上位機（jī）鏈接係統。該係統能夠將1台上位機與1台或者多（duō）台可編程控製器（qì）鏈接，並對後（hòu）者進行程序傳輸、數據監控及遠程（chéng）控製。在（zài）文章（zhāng）中，利用CP1HXA40DR-A型PLC的RS-232串口和上位機進行鏈接，並進行測（cè）試通訊。如此一來，通過該係統就能實時監測流量計（jì）電流值（zhí），顯示並存儲報警數據，以（yǐ）便技術人員**對流量計狀（zhuàng）態進行分析，同時也能在出現故障後即時調用數據（jù），為故（gù）障修複提供（gòng）數據支持。
3 結語
利用電流（liú）變送器與可編程控製器（qì），針對氣（qì）體溫度（dù）處理中壓縮空氣流量計中電流能夠反映流量計運轉狀況的特（tè）性，設計了電流比較方法對流量計電流波動情況（kuàng）進行監測。再加上定（dìng）時器與計數器，排除（chú）了（le）流量計（jì）正常運轉時產生的電流波動帶來（lái）的（de）幹擾與影（yǐng）響，從而能夠有（yǒu）效發現流量計電流異常波動並進行報（bào）警。該方案具有設計操作簡單、反應靈（líng）敏、成本低廉、不影響壓縮空氣流量計運行等優點，能夠在（zài）工業生產中得（dé）以（yǐ）有（yǒu）效應用，保護（hù）氣體溫度處理中流量計及生產安全。

上一篇：淺談（tán）流（liú）量計的特點及在線校準分（fèn）析

下一（yī）篇：二氧化碳氣體流（liú）量計的（de）組成及在內燃機熱測試中的（de）應（yīng）用