為實(shí)現(xiàn)電冰箱整機(jī)、空調(diào)器及蒸發(fā)器和冷凝器等部件在流水線上焊接工序后進(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(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用上下位機(jī)控制模式，上位機(jī)采用工控機(jī)+
組態(tài)軟件，下位機(jī)采用OMRON 中型CQM1H，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了真空檢漏回收裝置的監(jiān)控。實(shí)際運(yùn)行表明，系統(tǒng)最小可檢漏率達(dá)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(diào)行業(yè)對(duì)產(chǎn)品及其部件的氣體漏率有一定的要求，其漏率的在線檢測(cè)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能，同時(shí)PLC 還具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、體積小、編程方便、修改容易、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，可以與上位計(jì)算機(jī)工業(yè)組態(tài)軟件組成功能完備的控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)電冰箱整機(jī)、空調(diào)器及蒸發(fā)器和冷凝器等部件在流水線上焊接工序后進(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(jiān)控系統(tǒng)。

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(duì)被檢試件進(jìn)行耐壓強(qiáng)度檢驗(yàn)和大漏氣密性檢驗(yàn)，采用對(duì)被檢試件充入氦氣應(yīng)用真空箱法進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏，然后將被檢試件內(nèi)的氦氣回收循環(huán)使用^[2,3]。真空檢漏回收系統(tǒng)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(tǒng)啟動(dòng)前，氦氣瓶接好，壓力調(diào)到1.0 MPa；氮?dú)馄拷雍�，壓力調(diào)到2.0 MPa；壓縮空氣源接好，壓力調(diào)到0.4 MPa~0.6 MPa；檢漏儀與設(shè)備正確連接，滑閥泵、（羅茨泵）的冷卻水打開。真空箱裝置首先對(duì)被檢試件充高壓氮?dú)�，利用真空度的變化判斷是否存在大漏。若檢測(cè)不通過(guò)，則系統(tǒng)報(bào)警，大漏試件序號(hào)顯示；若檢測(cè)通過(guò)，再對(duì)試件放氮?dú)夂罄^續(xù)抽空（500 Pa），為下一步被檢試件充氦做準(zhǔn)備。充氦回收裝置將高壓罐的氦氣充入被檢試件，之后再對(duì)真空箱預(yù)抽、主抽(到5 Pa)，維持泵打開，讓真空度維持在10 Pa 左右。檢漏閥打開，對(duì)試件進(jìn)行微漏檢漏。若檢測(cè)不通過(guò)，系統(tǒng)報(bào)警，小漏試件序號(hào)顯示；若檢測(cè)通過(guò)，對(duì)試件放空，真空箱放氣，被檢工件內(nèi)的氦氣將經(jīng)過(guò)壓縮、過(guò)濾回收至高壓罐內(nèi)，以便反復(fù)使用。通過(guò)使用該系統(tǒng)，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(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)本監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，將監(jiān)控系統(tǒng)分成兩部分：現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)和監(jiān)督控制級(jí)。

2.1、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)實(shí)現(xiàn)

　　為保證現(xiàn)場(chǎng)的可靠控制，本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制器選用PLC。由于PLC 人機(jī)對(duì)話功能較弱，選用觸摸屏作為PLC 的操作終端，處理現(xiàn)場(chǎng)與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面，系統(tǒng)框圖如圖2 所示。

　　本系統(tǒng)輸入PLC 的信號(hào)有模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)，模擬量信號(hào)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的壓力傳感器，有9 個(gè)信號(hào)；開關(guān)量信號(hào)來(lái)自真空計(jì)、電接點(diǎn)壓力表、氦氣濃度計(jì)、氦檢漏儀的輸出信號(hào)，各個(gè)啟動(dòng)按鈕、氣動(dòng)閥門的到位信號(hào)，氣壓、水壓等安全裝置的輸出信號(hào)，共有44 點(diǎn)；PLC 輸出信號(hào)全為開關(guān)量信號(hào)，用于控制羅茨泵組、壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止，報(bào)警器、指示燈、電磁閥的開關(guān)，共有60點(diǎn)。考慮系統(tǒng)功能擴(kuò)展，PLC 選用OMRON 中型CQM1H。人機(jī)界面選用NS12- T500- V2 可編程終端。根據(jù)本系統(tǒng)的工藝流程要求，建立了4 個(gè)工作畫面。主畫面、自動(dòng)運(yùn)行畫面、手動(dòng)操作畫面和報(bào)警畫面分別如圖3～6 所示。

圖9 實(shí)時(shí)報(bào)警畫面

　　在曲線表達(dá)中，選取之前設(shè)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(shì)曲線。

圖10 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線

3、結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)際運(yùn)行表明，系統(tǒng)最小可檢漏率達(dá)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(duì)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(jī)組功率也要加大，投資就會(huì)成倍加大。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱佃功.小型制冷產(chǎn)品的檢漏和檢漏技術(shù)的研究與探討[J].制冷與空調(diào)，2003，3(2):32- 38.
[2] 唐利利，張政.真空箱法氦檢漏回收箱的設(shè)計(jì)[J]. 真空，2010，47(3):59- 62.
[3] Reddy H P, Narasimhan S, Bhallamudi S M.Leak detection in gas pipeline networks using an efficient state estimator [J]. Computers & Chemical Engineering, 2011，35 (4):662- 670.