Как известно, качество изготавливаемых изделий зависит от точности соблюдения технологических режимов. Это касается не только режимов термообработки, но и всех этапов изготовления детали или узла. Каждый передел заготовки, от начала процесса выплавки металла, до последней печати работника технического контроля на бланке качества продукции, должен сопровождаться точным соблюдением параметров техпроцесса.
Чаще всего ответственность за контроль и регулирование процесса возложена на самого исполнителя или контролера ОТК. Такой мониторинг параметров не эффективен, т.к. кроме погрешности приборов измерения, он еще может включать погрешность наблюдения. Для исключения человеческого фактора при контроле и регулировании параметров техпроцесса, широко используются компьютеризированные комплексы. Ярким примером такой системы, служат устройства CNC на механообрабатывающих станках. В металлургии используются аналогичные, более простые микропроцессорные контроллеры. Их принцип действия основан на исполнении алгоритма "если - то".
Атрибутом оператора "если" является значение параметра процесса. Рассмотрим принцип работы такого устройства в разрезе термички. Основные регулируемые параметры при термообработке это температура, подачи технологических газов, давление в печи, время нагрева токами высокой частоты и т.д. Какое-либо устройство осуществляет прямое или косвенное измерение параметра, например термопара измеряет т.э.д.с и отправляет сигнал на наш микропроцессорный контроллер. В это устройство уже ранее введены верхняя и нижняя границы измеряемых, преобразованных в нужные значения, параметров (в данном случае милливольты преобразованы в соответствующие значения температур). Если полученный сигнал соответствует температуре ниже заданной, то регулятор посылает сигнал на включение нагрева. Соответственно и наоборот, если выше, то на отключение. Таким образом эти приборы могут контролировать и регулировать любую величину, которая может быть выражена в виде понятного прибору сигнала. Кроме того, текущие параметры и историю изменения величин можно легко вывести на экран любого компьютера в виде таблиц или графиков.
Регуляторы широко применяются при контроле и управлении углеродным потенциалом, точкой росы, временем и температурой индукционного нагрева, давлением в печи. Эти приборы стали незаменимыми, из-за того, что позволяют получить близкую к ста процентам повторяемость результатов процесса и, как следствие, стабильное качество продукции.
Немаловажную роль играют экономические показатели внедрения таких приборов. Так установка одного прибора на электрический автоматизированный агрегат позволяет экономить до двух миллионов рублей в год на электроэнергии. При ручном регулированием температуры печи, подвод электроэнергии осуществляется постоянно. Корректировка температуры происходит за счет управления мощностью нагрева. При автоматическом регулировании, заданное значение температуры достигается за счет включения и выключения нагревателей, т.е. их время постоянной работы значительно снижается, соответственно снижается и потребляемая энергия. Также можно сократить время на контроль углеродного потенциала защитных и науглероживающих атмосфер. Классический метод контроля содержания углерода в печи - метод фольговых проб. Для этого нужно пропустить фольгу через печь, отправить ее в лабораторию для контроля, если нужно, то откорректировать режим, сделать повторный анализ и только после этого обрабатывать детали. Это время "пустого" простоя оборудования, за которое затрачивается энергия на нагрев и создание атмосферы. Денежное выражение затрат на это время в последствии скажется на увеличении себестоимости продукции. При автоматическом регулировании, атмосферный контроль осуществляется в режиме "online", поэтому все ненужные издержки производства отпадают.
При помощи микропроцессорных регуляторов можно контролировать множество параметров в металлургии, сварке, резке металлов. Они широко применяются в качестве некоторых приборов автомобилей и самолетов. При своей небольшой стоимости он могут выполнять большую работу и являются незаменимыми практически во всех отраслях промышленности.
