恒溫恒濕試驗(yàn)箱溫度過沖應(yīng)急預(yù)案

時間： 2025-10-31 16:59 來源： 林頻儀器

為規(guī)范恒溫恒濕試驗(yàn)箱在研發(fā)、生產(chǎn)及第三方檢測場景下出現(xiàn)“溫度過沖”時的應(yīng)急響應(yīng)，最大限度保障試驗(yàn)連續(xù)性、數(shù)據(jù)可追溯性及設(shè)備安全性，特制定本預(yù)案。適用于配備 PID 或 MPC 控制算法、溫度范圍 −70 ℃～+180 ℃、濕度 10 %RH～98 %RH 的 LHS/LRHS 系列試驗(yàn)箱，亦可供其它品牌類似容積（100 L～1 000 L）設(shè)備參考。

恒溫恒濕試驗(yàn)箱可應(yīng)用于化學(xué)行業(yè)試驗(yàn)測試

二、術(shù)語與判定基準(zhǔn)

2.1 溫度過沖（Temperature Overshoot）

指實(shí)測溫度首次超過設(shè)定值（SV）后，峰值與 SV 之差 ΔT。

2.2 允許區(qū)（Allowable Zone）

依據(jù) GB/T 10586-2006 及客戶企標(biāo)，劃分如下：

a) 低溫段（−70 ℃～0 ℃）：ΔT ≤ 1 ℃；

b) 常溫段（0 ℃～100 ℃）：ΔT ≤ 2 ℃；

c) 高溫段（＞100 ℃）：ΔT ≤ 2 %×SV（例如 150 ℃ 允許 3 ℃）。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)等級

一級（綠）：ΔT 在允許區(qū)內(nèi)；

二級（黃）：ΔT 略超允許區(qū)，但 60 s 內(nèi)回落；

三級（紅）：ΔT 超允許區(qū)且持續(xù)＞60 s，或峰值＞SV+5 ℃。

三、應(yīng)急組織與職責(zé)

3.1 現(xiàn)場操作員（OP）

負(fù)責(zé)實(shí)時監(jiān)盤、初判風(fēng)險(xiǎn)等級、執(zhí)行第一級處置并記錄。

3.2 設(shè)備管理員（MA）

負(fù)責(zé)二級處置、參數(shù)備份、硬件排查及校準(zhǔn)安排。

3.3 實(shí)驗(yàn)室主管（LP）

負(fù)責(zé)三級處置決策、試驗(yàn)暫停/終止、客戶溝通及事件關(guān)閉。

3.4 廠端技術(shù)支持（Vendor）

提供遠(yuǎn)程診斷、固件升級、傳感器更換及 8 h 到場承諾。

四、應(yīng)急流程（T+0 為報(bào)警觸發(fā)時刻）

T+0 min　OP 發(fā)現(xiàn)聲光報(bào)警→查看 HMI 曲線→判定風(fēng)險(xiǎn)等級

一級（綠）

繼續(xù)試驗(yàn)，標(biāo)記 OOS（Out of Spec）點(diǎn)，郵件通知 MA

二級（黃）

OP 立即啟動“強(qiáng)制冷卻”軟按鈕，手動開啟壓縮機(jī)與旁通閥

若 2 min 內(nèi)未回落，OP 降設(shè)定值 2 ℃，繼續(xù)觀察

MA 收到短信，遠(yuǎn)程登錄云屏，備份趨勢圖

三級（紅）

OP 按下急停 → 切斷加熱 SSR → 啟動排風(fēng) → 張貼“暫停”標(biāo)識

LP 啟動《試驗(yàn)中斷管理程序》，保存 U 盤原始記錄

MA 檢查固態(tài)繼電器、風(fēng)機(jī)、Pt100 及風(fēng)道，30 min 內(nèi)出具初判報(bào)告

若硬件無故障，執(zhí)行“PID 再整定”腳本；若硬件故障，Vendor 8 h 到場更換

五、關(guān)鍵技術(shù)處置要點(diǎn)

5.1 PID 參數(shù)快速再整定

采用 Z-N 臨界比例法：

① 將 PID 設(shè)為 P 模式，逐步增大 Kp 至等幅振蕩，記錄 Tu（振蕩周期）；

② 按 Kp=0.45Ku，Ti=0.85Tu，Td=0.13Tu 寫入；

③ 啟用“分段 PID”——升溫段放寬微分，恒溫段加強(qiáng)積分，過沖概率下降 70 %。

5.2 雙冗余控溫策略

主控 Pt100 故障瞬間，系統(tǒng)自動切換至副控?zé)犭娕?，并限制加熱占空?le;30 %，避免二度過沖。

5.3 提前量預(yù)冷/預(yù)熱

對設(shè)定值＞85 ℃ 的試驗(yàn)，算法在距 SV 5 ℃ 時提前關(guān)閉加熱，利用慣性“滑入”目標(biāo)，實(shí)測 ΔT 由 3.2 ℃ 降至 1.1 ℃。

5.4 固態(tài)繼電器（SSR）粘連檢測

通過電流互感器實(shí)時監(jiān)測加熱回路，若 SSR 關(guān)斷指令下發(fā)后電流仍＞0.5 A，判定為粘連，0.2 s 內(nèi)觸發(fā)二級斷路器，硬件級切斷。

六、校正與確認(rèn)

6.1 空載驗(yàn)證

處置完畢后，按“25 ℃→85 ℃→25 ℃”做三循環(huán)，記錄 ΔT。若三次均處于一級區(qū)間，判定通過。

6.2 滿載驗(yàn)證

放入最大熱容樣品（鋁 20 kg），重復(fù)上述循環(huán)，ΔT 仍≤1.5 ℃，方可恢復(fù)正式試驗(yàn)。

6.3 計(jì)量追溯

若更換 Pt100 或控制板，須用 Fl754 多功能校準(zhǔn)器進(jìn)行 0 ℃、100 ℃ 兩點(diǎn)校準(zhǔn)，出具 CNAS 認(rèn)可證書，存檔≥5 年。

七、記錄與改進(jìn)

所有報(bào)警截圖、曲線、處置記錄于 24 h 內(nèi)上傳 LIMS；每月由質(zhì)量部組織 MRB 會議，對過沖事件進(jìn)行趨勢分析，更新《PID 庫》與《風(fēng)險(xiǎn)清單》，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

八、培訓(xùn)與演練

新設(shè)備交付后，廠端提供 2 h 現(xiàn)場培訓(xùn)及 1 次模擬演練；每半年實(shí)驗(yàn)室自行組織一次“紅色過沖”盲演，確保操作員能在 120 s 內(nèi)完成急停—保存—報(bào)警全流程。

溫度過沖并非偶發(fā)，其背后是算法、硬件、工況三者耦合的結(jié)果。通過“風(fēng)險(xiǎn)分級—快速處置—閉環(huán)校正”三級體系，可將過沖導(dǎo)致的不良率由 1.2 % 降至 0.1 % 以下。上海林頻儀器股份有限公司全系恒溫恒濕試驗(yàn)箱已標(biāo)配“過沖預(yù)警模塊”與“云端 PID 自學(xué)習(xí)”功能，并承諾終身免費(fèi)升級控制算法。歡迎廣大用戶來廠進(jìn)行實(shí)物演示與深度驗(yàn)證，我們將持續(xù)為環(huán)試行業(yè)提供高可靠、高可溯、高智能的解決方案。