烟草公司建立温湿度
校准系统 节约检定成本
厦门烟草工业有限责任公司拥有从德国、美国、英国、意大利、芬兰、比利时等多国引进的先进设备百余台套，具有超过100万箱卷烟生产能力，名列中国制造业500强、厦门制造业十强。
一、背景情况
随着设备职能“精益化”工作的持续开展和生产过程品质控制的精细化提升，温湿度测量设备的计量确认流程为重点提升方向，生产过程对温湿度控制的要求也越来越高，环境温湿度的控制以温湿度测量设备检测的温湿度数据作为判断依据，因此温湿度测量设备的准确性和稳定性就显得尤为重要。目前，公司在用的温湿度类测量设备共有778台，其计量确认管理的方式为送检。以送检为主的计量确认管理方式存在以下3个问题：1、送检费用高；2、送检周期长；3、不合格测量设备更换慢。
为了提升温湿度控制的计量保障能力，公司开展了温湿度校准装置的研究和应用。温湿度类测量设备的计量确认方式由送检转自检，可一举解决送检周期长、不合格更换慢、送检费用高的问题。基于现有温湿度测量设备检定规程的要求，结合自控技术和信息化手段，研究和开发出一套自动化的温湿度校准装置，实现厦烟在用的温湿度类测量设备的内部自校，提高计量确认效率、减少送检费用，推进计量管理的精益化。
随着现代管理水平的进步，温湿度的检测和控制越来越受重视。工业生产、科学实验、检验检测、医疗卫生等作业环境的温度、湿度的监测与控制主要依赖于温湿度类测量设备，从而确保作业环境条件能满足相关要求。一般情况下，温湿度类测量设备的温度测量范围为（-40～80）℃，湿度测量范围为（0～100%）RH，输出二路（4～20）mA的标准直流信号，且与所测量的温度和湿度值成线性关系。
传统的温湿度变送器校准方法一般采用高精度温湿度校验箱或发生器作为恒定温度源和湿度源，采用精密露点仪和高精度数字直流电流表为标准器，将变送器与精密露点仪的传感器共置于恒温恒湿箱体内，用直流稳压源提供变送器的工作电压，测量校验箱体内实际温湿度值以及变送器输出电流值，人工读取数值，再根据读取数值进行人工换算得出相应温、湿度值和误差值。采用上述校准方法一次只能读取一台温湿度变送器的一路数据，且接线繁琐，来回切换线路麻烦，当变送器数量较多时，成本及耗时大、效率低。
二、技术措施
设计一款多路温湿度变送器测量装置。装置通过便捷插拔的航空插头与西门子PLC以及计算机相连接，完成变送器的供电以及输出信号的采集和后期数据的处理和显示。
1.装置工作原理
系统工作原理如图1所示，PLC接通电源后，其电源模块给通过航空插头连接的温湿度变送器提供电源，采集电流信号，通过上位机软件wincc完成数据转换运算，实现数据的读取、计算、保存以及显示等功能。
2.恒温恒湿箱中温湿度传感器定位及接线装置
（1）多规格连接装置
所有温湿度测量设备通过可调节式分体置物托盘、组合式线缆连接头实现设备信息传输和快速插拔，减少拆装、接线等重复工作。
（2）温湿度变送器的接线
温湿度变送器型号HMT120、HMT100、HMD60Y与三针、四针航空插头接线：HMT120、HMT100的接线方法如图2所示，变送器CH2为温度T接线点，CH1为湿度RH接线点，将CH1+、CH1-、CH2-分别与航空插头1#、3#、2#孔连接，并将变送器内CH1+与CH2+短接。
而HMD60Y变送器与四针插头的连接方法则如图3所示，将RH+、T+分别接于航空插头1#、3#火线孔，RH-与4#连接，T-与2#相连。
将20个航空插头固定至高精度温湿度校验箱内，变送器通过这些插头与PLC相连，能够同时给20个变送器供电测量。
3.数据采集/检测软件
采用多路温湿度变送器测量装置，将多个变送器置于恒温恒湿箱体内，接入插头进行通电测量。运用西门子PLC的I/O模块、CPU模块读取变送器电流信号进行数据转换计算，通过网线传输到计算机，实现上位机监控和人机交互，具备温湿度数值显示、图形显示、异常判断和报表输出等功能。
4.变送器调整
温湿度变送器的信号经过PLC的处理传至计算机并计算显示出误差值的大小。对于不达标的变送器，利用手持式温湿度计与变送器连接，实时校准变送器。
三、具体成效
基于校准装置的工作原理，结合各类型温湿度测量设备的技术特性和检定规程的要求，分类型制定温湿度测量设备的内部校准/检定规程，形成标准化机制，确保温湿度类测量设备自校工作的稳定开展。通过建立温湿度校准系统，一批次同时可校准20台设备，自动采集、计算、存储数据，极大地提高了温湿度设备校准的效率，节约了检定成本，及时保障了公司生产对温湿度控制的需求，同时具备了对外单位提供温湿度装置检测比对的能力。
四、感受体会
设计多路多规格连接温湿度变送器校准的装置，有别于以往传统的人工反复接线转换的检定方式，通过PLC编程上位机软件对数据进行计算和图形处理，传统的校准检定与数字信息化相结合，更有利于直观全面地了解设备的运行状态，亦可在今后应用于别的设备检定之中。