基于PLC和組態(tài)王的真空檢漏回收裝置監控

　　為實(shí)現電冰箱整機、空調器及蒸發(fā)器和冷凝器等部件在流水線(xiàn)上焊接工序后進(jìn)行快速檢漏和氦氣的循環(huán)利用，研發(fā)了真空檢漏回收裝置監控系統。該系統采用上下位機控制模式，上位機采用工控機+
組態(tài)軟件，下位機采用OMRON 中型CQM1H，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢，實(shí)現了真空檢漏回收裝置的監控。實(shí)際運行表明，系統最小可檢漏率達到1×10^{- 8} Pa·m³/s，氦氣回收率不低于97％。

　　在制冷行業(yè)中，冰箱、空調行業(yè)對產(chǎn)品及其部件的氣體漏率有一定的要求，其漏率的在線(xiàn)檢測和控制顯得非常重要^[1]�？删幊炭刂破�(PLC)由簡(jiǎn)單的邏輯量控制，逐步具備了計算機控制系統的功能，同時(shí)PLC 還具有抗干擾性強、可靠性強、體積小、編程方便、修改容易、網(wǎng)絡(luò )功能強大等優(yōu)點(diǎn)，可以與上位計算機工業(yè)組態(tài)軟件組成功能完備的控制系統。為實(shí)現電冰箱整機、空調器及蒸發(fā)器和冷凝器等部件在流水線(xiàn)上焊接工序后進(jìn)行快速檢漏和氦氣的循環(huán)利用，研發(fā)了真空檢漏回收裝置監控系統。

1、真空檢漏回收裝置的工藝流程

　　該裝置原理如圖1 所示，采用干燥壓縮空氣對被檢試件進(jìn)行耐壓強度檢驗和大漏氣密性檢驗，采用對被檢試件充入氦氣應用真空箱法進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏，然后將被檢試件內的氦氣回收循環(huán)使用^[2,3]。真空檢漏回收系統一般由三個(gè)部分組成：充氣回收部分、真空箱部分和檢漏儀部分。以檢漏某種冷凝器為例，說(shuō)明此工藝流程。系統啟動(dòng)前，氦氣瓶接好，壓力調到1.0 MPa；氮氣瓶接好，壓力調到2.0 MPa；壓縮空氣源接好，壓力調到0.4 MPa~0.6 MPa；檢漏儀與設備正確連接，滑閥泵、（羅茨泵）的冷卻水打開(kāi)。真空箱裝置首先對被檢試件充高壓氮氣，利用真空度的變化判斷是否存在大漏。若檢測不通過(guò)，則系統報警，大漏試件序號顯示；若檢測通過(guò)，再對試件放氮氣后繼續抽空（500 Pa），為下一步被檢試件充氦做準備。充氦回收裝置將高壓罐的氦氣充入被檢試件，之后再對真空箱預抽、主抽(到5 Pa)，維持泵打開(kāi)，讓真空度維持在10 Pa 左右。檢漏閥打開(kāi)，對試件進(jìn)行微漏檢漏。若檢測不通過(guò)，系統報警，小漏試件序號顯示；若檢測通過(guò)，對試件放空，真空箱放氣，被檢工件內的氦氣將經(jīng)過(guò)壓縮、過(guò)濾回收至高壓罐內，以便反復使用。通過(guò)使用該系統，可以大大降低檢漏成本，提高檢漏效率和可靠性。

圖1 真空檢漏回收裝置

2、監控系統實(shí)現

　　根據本監控系統的功能要求，將監控系統分成兩部分：現場(chǎng)控制級和監督控制級。

2.1、現場(chǎng)控制級實(shí)現

　　為保證現場(chǎng)的可靠控制，本系統現場(chǎng)級控制器選用PLC。由于PLC 人機對話(huà)功能較弱，選用觸摸屏作為PLC 的操作終端，處理現場(chǎng)與運行操作有關(guān)的人機界面，系統框圖如圖2 所示。

　　本系統輸入PLC 的信號有模擬信號和開(kāi)關(guān)量信號，模擬量信號來(lái)自現場(chǎng)的壓力傳感器，有9 個(gè)信號；開(kāi)關(guān)量信號來(lái)自真空計、電接點(diǎn)壓力表、氦氣濃度計、氦檢漏儀的輸出信號，各個(gè)啟動(dòng)按鈕、氣動(dòng)閥門(mén)的到位信號，氣壓、水壓等安全裝置的輸出信號，共有44 點(diǎn)；PLC 輸出信號全為開(kāi)關(guān)量信號，用于控制羅茨泵組、壓縮機的啟動(dòng)和停止，報警器、指示燈、電磁閥的開(kāi)關(guān)，共有60點(diǎn)�？紤]系統功能擴展，PLC 選用OMRON 中型CQM1H。人機界面選用NS12- T500- V2 可編程終端。根據本系統的工藝流程要求，建立了4 個(gè)工作畫(huà)面。主畫(huà)面、自動(dòng)運行畫(huà)面、手動(dòng)操作畫(huà)面和報警畫(huà)面分別如圖3～6 所示。

圖9 實(shí)時(shí)報警畫(huà)面

　　在曲線(xiàn)表達中，選取之前設置過(guò)的充氮壓力、抽空壓力、充氦壓力和回收壓力，得到如圖10 所示的一條實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)。

圖10 實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)

3、結束語(yǔ)

　　實(shí)際運行表明，系統最小可檢漏率達到1×10^{- 8} Pa·m³/s，氦氣回收率不低于97％。該真空檢漏回收裝置對被檢試件的外型尺寸有一定限制，如果被檢試件太大，則真空箱尺寸加大，真空機組功率也要加大，投資就會(huì )成倍加大。

參考文獻

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