基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊 晨

（曲阜師范大學(xué) 工學(xué)院,山東 日照 276826）

0 前言

由于不同的應(yīng)用需求，使得很多生產(chǎn)中都需在金屬表面鍍上鍍層。而獲得鍍層的方法技術(shù)也經(jīng)過了數(shù)百年的發(fā)展，電鍍、化學(xué)鍍等等一些技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，到了如今離子鍍、熱噴鍍等一些技術(shù)也得到了研究發(fā)展。但是電鍍還是現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛、覆蓋面最廣的一種技術(shù)，尤其是現(xiàn)代電子技術(shù)行業(yè)發(fā)展迅猛需要大量的的電鍍制品，更是讓電鍍生產(chǎn)變得不可或缺。

1 電鍍行車控制系統(tǒng)概述

電鍍生產(chǎn)是有一定的工藝流程以及工藝要求的，且是由一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)所構(gòu)成的，一般來說電鍍生產(chǎn)中需要的設(shè)備硬件以及相關(guān)系統(tǒng)就有電鍍處理槽、電氣系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、空氣攪拌以及液位控制系統(tǒng)等等，所以電鍍工藝中就需要一個(gè)強(qiáng)大的控制系統(tǒng)來對(duì)這些分系統(tǒng)部分進(jìn)行統(tǒng)一的管理控制，一般電鍍生產(chǎn)使用的是直線懸臂式行車，行車長(zhǎng)也有可升降的吊鉤以及電機(jī)系統(tǒng)。而行車系統(tǒng)的主要功能就是把需要進(jìn)行電鍍的工件裝入吊籃，然后下降放入電鍍處理槽中進(jìn)行電鍍，時(shí)間到后把電鍍好的工件從電鍍處理槽中提出，完成一個(gè)循環(huán)。過去這樣一個(gè)流程都需要人工進(jìn)行控制，行車操作員需要控制升降、時(shí)間等，其生產(chǎn)效率會(huì)受到一定的限制。

2 電鍍行車控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC的優(yōu)勢(shì)

（1）自動(dòng)化。電鍍行車系統(tǒng)應(yīng)用PLC控制就能夠有效的提升生產(chǎn)的自動(dòng)化，利用PLC系統(tǒng)控制來控制行車的升降，自動(dòng)控制時(shí)間，人工僅僅需要發(fā)出信號(hào)，整個(gè)行車系統(tǒng)就自動(dòng)運(yùn)行，從工件放入到工件電鍍完成都不需要人工的再干預(yù)，減少人為導(dǎo)致的質(zhì)量差異，減少人工參與的不確定性也增加了電鍍生產(chǎn)行車作業(yè)的安全性。并且系統(tǒng)控制也可分為自動(dòng)與干預(yù)模式，靈活應(yīng)對(duì)任何情況。

（2）數(shù)字化。引入PLC系統(tǒng)控制就實(shí)現(xiàn)了電鍍行車作業(yè)的數(shù)字化，通過系統(tǒng)控制的方式，準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，將電鍍生產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化的覆蓋，也能夠提升生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。也利于生產(chǎn)水平提升，在進(jìn)行PLC設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中就能夠?qū)吓f設(shè)備進(jìn)行一定的改造利于技術(shù)進(jìn)步。在生產(chǎn)過程中能夠引入設(shè)備的自動(dòng)故障報(bào)警系統(tǒng)，引入自動(dòng)的質(zhì)量控制系統(tǒng)完善生產(chǎn)工藝。

（3）提高經(jīng)濟(jì)效益。在電鍍行車生產(chǎn)過程中應(yīng)用PLC技術(shù)就能夠在很大程度上提高生產(chǎn)效率，由于減少了人工干預(yù)的時(shí)間就能夠有效減少時(shí)間浪費(fèi)，對(duì)于設(shè)備的維護(hù)檢修效率提升也有巨大幫助。效率提升的最終表現(xiàn)就是經(jīng)濟(jì)效益的提升，通過自動(dòng)化生產(chǎn)可控制來減少成本浪費(fèi)，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，必然能夠有效提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（1）硬件系統(tǒng)。本文介紹的行車架上裝有可升降的吊籃，工作時(shí)，除具有自動(dòng)控制的大車前丫后移動(dòng)與吊籃上/下運(yùn)動(dòng)外，還有調(diào)整吊籃位置的小車的左/右運(yùn)動(dòng)。行車的上下運(yùn)動(dòng)和左右運(yùn)動(dòng)分別由不同的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。而行車就根據(jù)設(shè)計(jì)好的工藝流程進(jìn)行自動(dòng)控制，人工緊緊是裝料后發(fā)出信號(hào)。

要確保自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性就必須要確保通訊系統(tǒng)的可靠性，而電鍍行車自動(dòng)控制的系統(tǒng)核心采用的是三菱的FX2N-80MRPLC，依靠該P(yáng)C為核心部分組成一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)化智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。但是三菱的FX2N-80MRPLC本身帶有的是一個(gè)RS232接口，通過實(shí)際驗(yàn)證RS232的抗干擾能力差，在實(shí)際生產(chǎn)中容易受到車間以及各種點(diǎn)此設(shè)備的干擾穩(wěn)定性達(dá)不到要求，同時(shí)傳輸?shù)木嚯x不足，速度緩慢；所以最終采用了RS485接口來滿足電鍍行車系統(tǒng)控制的遠(yuǎn)距離控制需求，確保通訊的可靠性。

整個(gè)電鍍行車自控控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含PLC、中間繼電器、接近開關(guān)、擋鐵、手動(dòng)控制模塊、運(yùn)行狀態(tài)指示模塊組成。簡(jiǎn)單來說電鍍行車控制系統(tǒng)中主要的部分就是PLC。而在行車運(yùn)行鋼軌所有的停車位置都需要焊接擋鐵，通過接近開關(guān)和擋鐵來實(shí)現(xiàn)電鍍行車的自動(dòng)啟停，吊籃的交接處同樣也焊接擋鐵來實(shí)現(xiàn)吊籃上下時(shí)的自動(dòng)感應(yīng)控制；接近開關(guān)在實(shí)際應(yīng)用過程中還能夠起到定位行車的功能并發(fā)出位置信號(hào)便于操作。也做了手動(dòng)控制模塊的準(zhǔn)備，因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)過程中不可能保證設(shè)備運(yùn)行始終沒有故障，所以在故障出現(xiàn)時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)報(bào)警提示，能夠隨時(shí)進(jìn)行人工控制，在易損部件處設(shè)置感應(yīng)器一旦設(shè)備出現(xiàn)故障自動(dòng)報(bào)損，便于設(shè)備的檢修維護(hù)工作。 行車的左/右、前/后及上/下運(yùn)動(dòng)分別由三相交流電動(dòng)機(jī)Ml, M2, M3拖動(dòng)，電機(jī)的調(diào)速控制由交流可控硅完成。對(duì)于行車運(yùn)動(dòng)過程的準(zhǔn)確停車采取了這樣的措施，首先在行車前進(jìn)與上印下降運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，進(jìn)行能耗制動(dòng)，設(shè)置相應(yīng)的接觸控制器進(jìn)行感應(yīng)自動(dòng)控制，其次在行車進(jìn)退的軌道一側(cè)對(duì)應(yīng)各鍍槽位設(shè)置行程開關(guān)，保證吊籃與鍍槽相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。在行車運(yùn)行過程中不同時(shí)刻行車會(huì)對(duì)不同的電機(jī)進(jìn)行控制，以確保運(yùn)行的準(zhǔn)確無誤。

（2）軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)述。首先是行車系統(tǒng)的自動(dòng)控制時(shí)段設(shè)置了三個(gè)不同的工藝流程，“除油、酸洗和水洗”區(qū)分進(jìn)行控制，當(dāng)某一流程啟動(dòng)時(shí)狀態(tài)為“1”反之為“0”。但由于電鍍生產(chǎn)線是典型的順序控制，通常可用移位寄存器來實(shí)現(xiàn)控制要求。而且不同的需求時(shí)行車的制動(dòng)時(shí)間可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)節(jié)和設(shè)定控制。

（3）應(yīng)用概述。通過PLC的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電鍍行車的自動(dòng)化成產(chǎn)；行車運(yùn)動(dòng)自動(dòng)控制，信號(hào)的自動(dòng)傳輸，生產(chǎn)的高效循環(huán)都能夠讓電鍍行車成產(chǎn)效率得到質(zhì)的提升。所以未來PLC在電鍍生產(chǎn)工藝流程中的應(yīng)用值得進(jìn)行推廣。

4 結(jié)束語

PLC是現(xiàn)代化的自動(dòng)控制技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊，不僅僅是在電鍍行車中可以應(yīng)用PLC技術(shù)，在諸多的生產(chǎn)行業(yè)都有必要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的必然。而后能夠通過PLC技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展不斷完善生產(chǎn)工藝，也是提升生產(chǎn)工藝水平的另一重要途徑。

[1]余劍.基于PLC的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2010(30).

[2]岳浩東,李樹濤.基于PLC的行車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)儀器儀表,2010(03).

[3]熊幸明.PLC在電鍍專用行車控制中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)雜志,2011(09).