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淺析電鍍設備的發展

　　一、電鍍設備系統控制自動化

　　1設備自(zi)動化運行

　　隨(sui)著自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展，傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)手工(gong)操作生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)已被(bei)日漸淘汰，自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)已經(jing)越來越被(bei)更(geng)多的(de)(de)(de)(de)企業(ye)所采納。早期(qi)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)主(zhu)要依(yi)賴(lai)進口，隨(sui)著國(guo)內自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)不斷發展，電(dian)鍍生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化程度日益提(ti)高，同時(shi)運行更(geng)加(jia)平穩可靠，據統(tong)計資料顯示(shi)，目前國(guo)內約90%以上(shang)全自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)電(dian)鍍生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)均為國(guo)產化，在全球市(shi)場，國(guo)產全自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)也占有一席之地。

　　全(quan)自(zi)動(dong)電鍍生(sheng)產線(xian)是根據(ju)(ju)產品(pin)的(de)(de)(de)(de)大小和(he)產量不(bu)同，設計不(bu)同的(de)(de)(de)(de)裝載方式(shi)和(he)運行(xing)(xing)(xing)(xing)節拍，編制相應的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)(xing)(xing)程序后，行(xing)(xing)(xing)(xing)車會自(zi)動(dong)按系(xi)(xi)統要(yao)求(qiu)動(dong)作(zuo)，從而實(shi)現生(sheng)產過程的(de)(de)(de)(de)自(zi)動(dong)化(hua)運行(xing)(xing)(xing)(xing)。整套電氣控制系(xi)(xi)統選用PLC和(he)工(gong)控機(可選)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)(xing)控制，具有很強(qiang)的(de)(de)(de)(de)抗干(gan)擾能(neng)(neng)力，保證系(xi)(xi)統長期連續穩定運行(xing)(xing)(xing)(xing)。系(xi)(xi)統具有良好的(de)(de)(de)(de)人機界(jie)面(mian)和(he)數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)功能(neng)(neng)，人機界(jie)面(mian)采用全(quan)中文(wen)顯(xian)示(shi)，操作(zuo)簡單，可實(shi)現操作(zuo)、提(ti)示(shi)、幫助等功能(neng)(neng)。在計算機中建立實(shi)時和(he)歷史(shi)兩個(ge)數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)。歷史(shi)數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)可實(shi)現工(gong)藝參數(shu)的(de)(de)(de)(de)歷史(shi)記錄、存儲(chu)功能(neng)(neng)，便于進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)(xing)產品(pin)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)追溯和(he)生(sheng)產狀況(kuang)的(de)(de)(de)(de)管理分析。實(shi)時數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)可對整個(ge)生(sheng)產線(xian)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)(xing)(xing)狀態(tai)(tai)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)(xing)動(dong)態(tai)(tai)顯(xian)示(shi)，對工(gong)藝參數(shu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)(xing)監測。通過數(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)功能(neng)(neng)可完成各種統計報表的(de)(de)(de)(de)記錄與生(sheng)成。

　　電鍍設備生產線系統運行有全自動、手動兩種狀態。當全自動狀態出現故障時，可選用手動控制，故障排除后，可恢復自動運行，不會因某一工位出現故障而影響全線，造成停產。生產線在操作面設有手動操作箱，可實現手動/自動轉換，系統啟動/急停及平移、提升操作;行車運行程序時，有自診斷功能。防止行車越限平移、越限升降及電機過熱等故障發生。

　　提高電鍍設備自動化控制程度，不僅可以有效提高生產效率，減輕工人勞動強度，還可以根據產品特性，進行傳統手工操作生產無法實現的針對性結構設計，從而提高電鍍產品質量。比如，針對滾鍍生產線，進行自動開關滾桶門和擺動式滾桶的全自動運行設計。在生產過程中，當滾桶旋轉到滾桶門面對陽極時，滾桶門打開，這樣滾桶內的溶液就能得到時及時更新;而且由于沒有滾桶門的屏蔽，電力線保持相對通暢，在保持恒壓狀態下，電鍍時的電流密度相應增大，從而可以加快鍍層沉積速度，并且有效避免了工件出現“桶印”的問題。

　　2輔助設施自動化控制

　　電鍍(du)生產線的(de)電源(yuan)設(she)備、熱(re)交換(huan)系統等輔助(zhu)設(she)施(shi)自(zi)動控制系統的(de)日臻完善，自(zi)動線的(de)自(zi)動化(hua)(hua)程度(du)將進一步向智能(neng)化(hua)(hua)方(fang)向發展。

　　2.1整(zheng)流器控(kong)制(zhi)特(te)點：

　　生產(chan)線配套整流器通常包括高頻開關電源(yuan)、可(ke)控硅整流器、單(dan)脈(mo)沖電源(yuan)及雙(shuang)脈(mo)沖電源(yuan)等。具有以下特點(dian)：

　　(1)、具有(you)輸(shu)入(ru)電流缺相、過電壓、風機過熱(re)、主變壓器超溫、啟動和(he)(he)運行電流過大、逆相序保護(hu)、輸(shu)出(chu)端過流截止、短路、超溫及輸(shu)人電源等(deng)多種自動保護(hu)功(gong)能，且具有(you)定時(shi)關機和(he)(he)故障報警并自動保護(hu)功(gong)能。整流器在自動工(gong)作狀態(tai)下，電流或電壓輸(shu)出(chu)值、爬(pa)升時(shi)間(jian)、平(ping)穩時(shi)間(jian)、工(gong)作模(mo)式(shi)等(deng)參數由人機界(jie)面設定參數后，計算(suan)機與PLC構成閉環控(kong)制，由計算(suan)機進行全(quan)自動控(kong)制;

　　(2)、整流(liu)(liu)器具備(bei)遠(yuan)程(cheng)控(kong)制及(ji)本地面(mian)板控(kong)制功能，并可進行切換。遠(yuan)程(cheng)控(kong)制時(shi)，能在人機(ji)界面(mian)上進行電(dian)壓、電(dian)流(liu)(liu)的設置(zhi)和顯(xian)示(shi);本地控(kong)制時(shi)，在整流(liu)(liu)器面(mian)板(或(huo)遠(yuan)控(kong))上進行電(dian)壓、電(dian)流(liu)(liu)的設置(zhi)和顯(xian)示(shi)。

　　(3)、整(zheng)流器(qi)控(kong)制器(qi)帶有(you)通訊(xun)接口，可將整(zheng)流器(qi)的工(gong)作狀態、電流、電壓等參數傳輸(shu)到現場控(kong)制間的計算機中(zhong)(zhong)，實現對(dui)整(zheng)流器(qi)電源的集中(zhong)(zhong)監控(kong)，并保存原始記錄;在每(mei)臺整(zheng)流器(qi)中(zhong)(zhong)都配套(tao)相應的隔(ge)離模(mo)塊，保證數據通訊(xun)安全、可靠(kao)地進行(xing)。

　　(4)、雙脈沖技術的應用

　　對于(yu)單(dan)質金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)電鍍(du)(du)工(gong)藝(yi)，雙(shuang)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電鍍(du)(du)的(de)(de)(de)(de)反(fan)向(xiang)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流(liu)可以改(gai)善鍍(du)(du)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)厚度(du)分布，鍍(du)(du)層(ceng)厚度(du)均勻，整(zheng)平性(xing)好;反(fan)向(xiang)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)陰極(ji)溶(rong)解使(shi)(shi)(shi)陰極(ji)表面金(jin)(jin)屬離子濃度(du)迅速(su)回升(sheng)，這就有(you)利于(yu)隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)陰極(ji)周期使(shi)(shi)(shi)用高的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流(liu)密度(du)，而(er)(er)(er)高的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流(liu)密度(du)又使(shi)(shi)(shi)晶核的(de)(de)(de)(de)形(xing)成速(su)度(du)大(da)于(yu)晶體(ti)的(de)(de)(de)(de)生長速(su)度(du)，因(yin)(yin)而(er)(er)(er)鍍(du)(du)層(ceng)致密、光亮、孔(kong)隙率(lv)(lv)低;反(fan)向(xiang)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)的(de)(de)(de)(de)陰極(ji)剝離使(shi)(shi)(shi)鍍(du)(du)層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)有(you)機雜質(含光亮劑)的(de)(de)(de)(de)夾附大(da)大(da)減少，因(yin)(yin)而(er)(er)(er)鍍(du)(du)層(ceng)純度(du)高，抗變色能力增強，這一(yi)點在鍍(du)(du)銀中尤其(qi)突出;周期性(xing)的(de)(de)(de)(de)反(fan)向(xiang)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)電流(liu)使(shi)(shi)(shi)鍍(du)(du)件表面一(yi)直(zhi)處理活性(xing)狀態，因(yin)(yin)而(er)(er)(er)可得到結合(he)力更好的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)層(ceng);反(fan)向(xiang)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)有(you)利于(yu)減薄擴散層(ceng)的(de)(de)(de)(de)實(shi)際厚度(du)，提(ti)高阻極(ji)電流(liu)效率(lv)(lv)，因(yin)(yin)而(er)(er)(er)合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)參數(shu)會使(shi)(shi)(shi)鍍(du)(du)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)沉積速(su)度(du)進(jin)一(yi)步加快。

　　脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)鍍(du)(du)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)通常用于(yu)銅(tong)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，鎳合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)鍍(du)(du)覆。對于(yu)銅(tong)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)采用脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)鍍(du)(du)，可通過選擇適(shi)當的(de)脈(mo)(mo)(mo)沖參(can)數，從而(er)獲得組分及(ji)顏(yan)色重現的(de)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)，以(yi)解決(jue)銅(tong)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)電(dian)鍍(du)(du)中(zhong)組分和顏(yan)色難于(yu)控制的(de)問題;對于(yu)鎳合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)來說，脈(mo)(mo)(mo)沖電(dian)鍍(du)(du)可得到以(yi)直(zhi)流(liu)電(dian)鍍(du)(du)性能(neng)更(geng)優越(yue)的(de)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)，其合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成分穩定(ding)，鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)均勻(yun)，耐(nai)磨性和抗(kang)蝕性均較(jiao)直(zhi)流(liu)電(dian)鍍(du)(du)獲得的(de)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)顯著增強。

　　2.2溫度控制特(te)點(dian)

　　(1)電鍍設備電鍍過程中，工藝溫度控(kong)制是(shi)很(hen)重要(yao)的(de)，如果(guo)溫度起伏過大(da)，不但造(zao)成電力能源的(de)浪費，對于產品質量也有很(hen)大(da)的(de)影響。采用PID

　　模糊控制(zhi)，則可以有效地減少甚至避免這(zhe)些問題。在工程實際中，應用為(wei)廣泛的調節器控制(zhi)規律為(wei)比例、積分、微分控制(zhi)，簡稱(cheng)PID控制(zhi)，又稱(cheng)PID調節。

　　PID控制器(qi)就是根據(ju)系統誤差，利用比(bi)例、積分、微分計算出(chu)控制量(liang)進行控制，以其結構簡單、穩定性好(hao)、工作可靠、調(diao)整(zheng)方(fang)便而(er)成為(wei)工業控制的主要(yao)技術之一。

　　(2)加(jia)熱(re)系(xi)統(tong)配套液(ye)(ye)位(wei)控制裝(zhuang)(zhuang)置、自(zi)(zi)動補(bu)水(shui)裝(zhuang)(zhuang)置，在(zai)液(ye)(ye)面低于設定液(ye)(ye)位(wei)后系(xi)統(tong)進行自(zi)(zi)動液(ye)(ye)位(wei)補(bu)充(chong)，合理保護(hu)系(xi)統(tong)，防(fang)止加(jia)熱(re)管干燒;同時，每個(ge)電(dian)加(jia)熱(re)系(xi)統(tong)都有(you)可靠的接地(di)保護(hu)措施，避(bi)免出現安全(quan)事故。

　　(3)人(ren)機界面上設(she)置預加熱功能(neng)，進行預加熱時間(jian)設(she)置，對于溫(wen)度要(yao)求(qiu)較(jiao)高的工(gong)藝，實(shi)現預加熱系統(tong)管理，將大(da)大(da)提(ti)高設(she)備的生產效(xiao)率(lv)。

　　3溶液(ye)組(zu)份(fen)自動(dong)化管理

　　溶液(ye)(ye)組份包括溶液(ye)(ye)主鹽、添加劑等，嚴格來講，溶液(ye)(ye)pH控制系統也需進行組分添加，因此(ci)也列入其中。

　　3.1電鍍鍍液(ye)組份(fen)管理

　　可以實現全自(zi)動(dong)補加的成(cheng)分包括(kuo)主(zhu)鹽(yan)溶(rong)液(ye)、輔助鹽(yan)溶(rong)液(ye)、光亮劑、添(tian)加劑等(deng)。其(qi)中，主(zhu)鹽(yan)部分的添(tian)加主(zhu)要(yao)是(shi)針對采用不(bu)可溶(rong)性(xing)陽極(ji)的工藝。系統(tong)配套設(she)置安時計，計量泵及儲液(ye)系統(tong)，通過安時計統(tong)計結果進行組份自(zi)動(dong)添(tian)加。

　　3.2鍍液pH值管理

　　鍍(du)(du)液的(de)pH值(zhi)對于鍍(du)(du)層沉(chen)積是(shi)非常重要(yao)的(de)因(yin)素之一，在電鍍(du)(du)過程中，輕微的(de)pH值(zhi)變化(hua)不會造(zao)成明顯(xian)(xian)的(de)工(gong)藝缺(que)陷(xian)，一旦出(chu)現(xian)鍍(du)(du)層缺(que)陷(xian)，對產品質量已經(jing)產生了很大影響。因(yin)此，經(jing)常檢(jian)測鍍(du)(du)液的(de)pH值(zhi)是(shi)完全必要(yao)的(de)。pH值(zhi)自(zi)動(dong)化(hua)管理系統采用由(you)數(shu)字(zi)式pH顯(xian)(xian)示(shi)器及(ji)傳(chuan)感器進行在線測定(ding)，系統根據(ju)測定(ding)結果發出(chu)指令，啟動(dong)計量泵(beng)控(kong)制(zhi)酸(suan)、堿組份(fen)的(de)添加(jia)，確保溶液pH值(zhi)保持(chi)恒定(ding)。

　　3.3化學鍍鎳自動添加(jia)系統

　　化(hua)(hua)學(xue)鎳(nie)自動分析(xi)(xi)添加(jia)系統是在化(hua)(hua)學(xue)鍍鎳(nie)過程中(zhong)的一種在線(xian)的光電子(zi)分析(xi)(xi)儀器。化(hua)(hua)學(xue)鍍鎳(nie)自動添加(jia)系統由進(jin)口鎳(nie)離子(zi)分析(xi)(xi)儀、采樣泵、冷卻(que)器、消泡器等組成，可(ke)對化(hua)(hua)學(xue)鍍鎳(nie)溶(rong)液的鎳(nie)離子(zi)含量及pH值在線(xian)分析(xi)(xi)顯(xian)示。鎳(nie)離子(zi)顯(xian)示精度(du)±0.01g，L，實際控制精度(du)±0.1g，L;pH值顯(xian)示精度(du)±0.01，控制精度(du)±0.1。

　　電鍍設備系統運行過程為先由采樣泵從鍍鎳槽中連續取樣，為保護傳感器和提高測量精度，液樣需經冷卻、除泡后再流經PH傳感器和鎳離子分析儀，鎳離子分析儀能自動顯示鎳離子濃度及pH值，如分析數值超出設定范圍，會自動輸出信號至計量泵，控制計量泵向鍍槽自動添加所需鎳鹽、次亞磷酸鈉及氨水。系統從而控制鍍液中各組分的穩定，有效保證鍍覆產品質量和鍍液的使用壽命。

　　二(er)、電(dian)鍍車間管理(li)自動(dong)化

　　自動化(hua)信(xin)(xin)息管(guan)理可(ke)以提(ti)高企(qi)業管(guan)理效(xiao)率和增加企(qi)業生存能力，通過對包括(kuo)生產過程管(guan)理系(xi)統、生產設備管(guan)理系(xi)統、質(zhi)量追溯控制系(xi)統、數據(ju)中(zhong)(zhong)心等的(de)實時控制，實現(xian)電鍍車間(jian)整體信(xin)(xin)息化(hua)管(guan)理。在全球信(xin)(xin)息化(hua)的(de)大潮中(zhong)(zhong)，任(ren)何企(qi)業如果不迎頭趕上，就會被潮流所淘(tao)汰。可(ke)以預期(qi)，只有那些在信(xin)(xin)息化(hua)潮流中(zhong)(zhong)學會了(le)游(you)泳的(de)企(qi)業，才(cai)可(ke)以生存下來。

　　電鍍設備車間自動管理系統包括：

　　(1)系(xi)統自動控(kong)(kong)制行車運行、溶液溫度、開關電源(yuan)電流電壓輸(shu)出，實時(shi)監控(kong)(kong)，使現場(chang)情況一目了然，并(bing)能方便(bian)的更(geng)改工藝參數，以適(shi)應(ying)不同的電鍍需求。生產線具(ju)有(you)故障(zhang)(zhang)報警功能，并(bing)提示故障(zhang)(zhang)拱位，便(bian)于維修。

　　(2)動畫顯(xian)示(shi)全線(xian)工(gong)作狀態：顯(xian)示(shi)各工(gong)位的設定時間、電壓、電流及溶液溫(wen)度等(deng)預設參(can)數(shu);顯(xian)示(shi)各工(gong)位溶液溫(wen)度、整流器電流、完成時間等(deng)當前狀態;顯(xian)示(shi)故障工(gong)位及維(wei)修提示(shi);顯(xian)示(shi)行車運(yun)行的目前工(gong)位和預期(qi)工(gong)位;顯(xian)示(shi)操(cao)(cao)作者的操(cao)(cao)作順序、產量(liang)等(deng)參(can)數(shu)。

　　(3)工藝選擇的智能化控制(zhi)。用戶可在控制(zhi)中心(xin)任意進行工藝參數的修改，如電(dian)鍍時間(jian)、整(zheng)流(liu)器電(dian)流(liu)、電(dian)壓、水洗時間(jian)、滴(di)水時間(jian)、溫度等。

　　目(mu)前大多數的(de)(de)自(zi)動化控制程(cheng)序對于電鍍工藝(yi)時間的(de)(de)設置(zhi)有(you)一定的(de)(de)局限性(xing)。在特定的(de)(de)一套工藝(yi)程(cheng)序中，用戶只(zhi)能(neng)(neng)在小范圍(wei)內更改時間，一旦(dan)超(chao)出允許范圍(wei)，就很(hen)可能(neng)(neng)會造(zao)成整(zheng)條生產(chan)線工藝(yi)程(cheng)序紊亂，甚至焦慮運行的(de)(de)嚴重后果。更加(jia)人性(xing)化的(de)(de)智能(neng)(neng)控制系統會有(you)效解決(jue)這一難題，目(mu)前僅有(you)少量廠家可以提供該項技術。

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