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淺析電鍍設備的發(fā)展

　　一、電鍍設備系統控制自動(dòng)化

　　1設備自動(dòng)化運行

　　隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，傳統的手工操作生產(chǎn)線(xiàn)已被日漸淘汰，自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)越來(lái)越被更多的企業(yè)所采納。早期的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)主要依賴(lài)進(jìn)口，隨著(zhù)國內自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，電鍍生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化程度日益提高，同時(shí)運行更加平穩可靠，據統計資料顯示，目前國內約90%以上全自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線(xiàn)均為國產(chǎn)化，在全球市場(chǎng)，國產(chǎn)全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)也占有一席之地。

　　全自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線(xiàn)是根據產(chǎn)品的大小和產(chǎn)量不同，設計不同的裝載方式和運行節拍，編制相應的運行程序后，行車(chē)會(huì )自動(dòng)按系統要求動(dòng)作，從而實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化運行。整套電氣控制系統選用PLC和工控機(可選)進(jìn)行控制，具有很強的抗干擾能力，保證系統長(cháng)期連續穩定運行。系統具有良好的人機界面和數據庫功能，人機界面采用全中文顯示，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現操作、提示、幫助等功能。在計算機中建立實(shí)時(shí)和歷史兩個(gè)數據庫。歷史數據庫可實(shí)現工藝參數的歷史記錄、存儲功能，便于進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的追溯和生產(chǎn)狀況的管理分析。實(shí)時(shí)數據庫可對整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的運行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，對工藝參數進(jìn)行監測。通過(guò)數據庫功能可完成各種統計報表的記錄與生成。

　　電鍍設備生產(chǎn)線(xiàn)系統運行有全自動(dòng)、手動(dòng)兩種狀態(tài)。當全自動(dòng)狀態(tài)出現故障時(shí)，可選用手動(dòng)控制，故障排除后，可恢復自動(dòng)運行，不會(huì )因某一工位出現故障而影響全線(xiàn)，造成停產(chǎn)。生產(chǎn)線(xiàn)在操作面設有手動(dòng)操作箱，可實(shí)現手動(dòng)/自動(dòng)轉換，系統啟動(dòng)/急停及平移、提升操作;行車(chē)運行程序時(shí)，有自診斷功能。防止行車(chē)越限平移、越限升降及電機過(guò)熱等故障發(fā)生。

　　提高電鍍設備自動(dòng)化控制程度，不僅可以有效提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動(dòng)強度，還可以根據產(chǎn)品特性，進(jìn)行傳統手工操作生產(chǎn)無(wú)法實(shí)現的針對性結構設計，從而提高電鍍產(chǎn)品質(zhì)量。比如，針對滾鍍生產(chǎn)線(xiàn)，進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)關(guān)滾桶門(mén)和擺動(dòng)式滾桶的全自動(dòng)運行設計。在生產(chǎn)過(guò)程中，當滾桶旋轉到滾桶門(mén)面對陽(yáng)極時(shí)，滾桶門(mén)打開(kāi)，這樣滾桶內的溶液就能得到時(shí)及時(shí)更新;而且由于沒(méi)有滾桶門(mén)的屏蔽，電力線(xiàn)保持相對通暢，在保持恒壓狀態(tài)下，電鍍時(shí)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(wèn)題。

　　2輔助設施自動(dòng)化控制

　　電鍍生產(chǎn)線(xiàn)的電源設備、熱交換系統等輔助設施自動(dòng)控制系統的日臻完善，自動(dòng)線(xiàn)的自動(dòng)化程度將進(jìn)一步向智能化方向發(fā)展。

　　2.1整流器控制特點(diǎn)：

　　生產(chǎn)線(xiàn)配套整流器通常包括高頻開(kāi)關(guān)電源、可控硅整流器、單脈沖電源及雙脈沖電源等。具有以下特點(diǎn)：

　　(1)、具有輸入電流缺相、過(guò)電壓、風(fēng)機過(guò)熱、主變壓器超溫、啟動(dòng)和運行電流過(guò)大、逆相序保護、輸出端過(guò)流截止、短路、超溫及輸人電源等多種自動(dòng)保護功能，且具有定時(shí)關(guān)機和故障報警并自動(dòng)保護功能。整流器在自動(dòng)工作狀態(tài)下，電流或電壓輸出值、爬升時(shí)間、平穩時(shí)間、工作模式等參數由人機界面設定參數后，計算機與PLC構成閉環(huán)控制，由計算機進(jìn)行全自動(dòng)控制;

　　(2)、整流器具備遠程控制及本地面板控制功能，并可進(jìn)行切換。遠程控制時(shí)，能在人機界面上進(jìn)行電壓、電流的設置和顯示;本地控制時(shí)，在整流器面板(或遠控)上進(jìn)行電壓、電流的設置和顯示。

　　(3)、整流器控制器帶有通訊接口，可將整流器的工作狀態(tài)、電流、電壓等參數傳輸到現場(chǎng)控制間的計算機中，實(shí)現對整流器電源的集中監控，并保存原始記錄;在每臺整流器中都配套相應的隔離模塊，保證數據通訊安全、可靠地進(jìn)行。

　　(4)、雙脈沖技術(shù)的應用

　　對于單質(zhì)金屬的電鍍工藝，雙脈沖電鍍的反向脈沖電流可以改善鍍層的厚度分布，鍍層厚度均勻，整平性好;反向脈沖的陰極溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升，這就有利于隨后的陰極周期使用高的脈沖電流密度，而高的脈沖電流密度又使晶核的形成速度大于晶體的生長(cháng)速度，因而鍍層致密、光亮、孔隙率低;反向脈沖的陰極剝離使鍍層中的有機雜質(zhì)(含光亮劑)的夾附大大減少，因而鍍層純度高，抗變色能力增強，這一點(diǎn)在鍍銀中尤其突出;周期性的反向脈沖電流使鍍件表面一直處理活性狀態(tài)，因而可得到結合力更好的鍍層;反向脈沖有利于減薄擴散層的實(shí)際厚度，提高阻極電流效率，因而合適的脈沖參數會(huì )使鍍層的沉積速度進(jìn)一步加快。

　　脈沖電鍍合金通常用于銅合金，鎳合金的鍍覆。對于銅合金采用脈沖電鍍，可通過(guò)選擇適當的脈沖參數，從而獲得組分及顏色重現的合金鍍層，以解決銅合金電鍍中組分和顏色難于控制的問(wèn)題;對于鎳合金來(lái)說(shuō)，脈沖電鍍可得到以直流電鍍性能更優(yōu)越的鍍層，其合金成分穩定，鍍層均勻，耐磨性和抗蝕性均較直流電鍍獲得的鍍層顯著(zhù)增強。

　　2.2溫度控制特點(diǎn)

　　(1)電鍍設備電鍍過(guò)程中，工藝溫度控制是很重要的，如果溫度起伏過(guò)大，不但造成電力能源的浪費，對于產(chǎn)品質(zhì)量也有很大的影響。采用PID

　　模糊控制，則可以有效地減少甚至避免這些問(wèn)題。在工程實(shí)際中，應用為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調節。

　　PID控制器就是根據系統誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進(jìn)行控制，以其結構簡(jiǎn)單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。

　　(2)加熱系統配套液位控制裝置、自動(dòng)補水裝置，在液面低于設定液位后系統進(jìn)行自動(dòng)液位補充，合理保護系統，防止加熱管干燒;同時(shí)，每個(gè)電加熱系統都有可靠的接地保護措施，避免出現安全事故。

　　(3)人機界面上設置預加熱功能，進(jìn)行預加熱時(shí)間設置，對于溫度要求較高的工藝，實(shí)現預加熱系統管理，將大大提高設備的生產(chǎn)效率。

　　3溶液組份自動(dòng)化管理

　　溶液組份包括溶液主鹽、添加劑等，嚴格來(lái)講，溶液pH控制系統也需進(jìn)行組分添加，因此也列入其中。

　　3.1電鍍鍍液組份管理

　　可以實(shí)現全自動(dòng)補加的成分包括主鹽溶液、輔助鹽溶液、光亮劑、添加劑等。其中，主鹽部分的添加主要是針對采用不可溶性陽(yáng)極的工藝。系統配套設置安時(shí)計，計量泵及儲液系統，通過(guò)安時(shí)計統計結果進(jìn)行組份自動(dòng)添加。

　　3.2鍍液pH值管理

　　鍍液的pH值對于鍍層沉積是非常重要的因素之一，在電鍍過(guò)程中，輕微的pH值變化不會(huì )造成明顯的工藝缺陷，一旦出現鍍層缺陷，對產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)產(chǎn)生了很大影響。因此，經(jīng)常檢測鍍液的pH值是完全必要的。pH值自動(dòng)化管理系統采用由數字式pH顯示器及傳感器進(jìn)行在線(xiàn)測定，系統根據測定結果發(fā)出指令，啟動(dòng)計量泵控制酸、堿組份的添加，確保溶液pH值保持恒定。

　　3.3化學(xué)鍍鎳自動(dòng)添加系統

　　化學(xué)鎳自動(dòng)分析添加系統是在化學(xué)鍍鎳過(guò)程中的一種在線(xiàn)的光電子分析儀器?；瘜W(xué)鍍鎳自動(dòng)添加系統由進(jìn)口鎳離子分析儀、采樣泵、冷卻器、消泡器等組成，可對化學(xué)鍍鎳溶液的鎳離子含量及pH值在線(xiàn)分析顯示。鎳離子顯示精度±0.01g，L，實(shí)際控制精度±0.1g，L;pH值顯示精度±0.01，控制精度±0.1。

　　電鍍設備系統運行過(guò)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(jīng)冷卻、除泡后再流經(jīng)PH傳感器和鎳離子分析儀，鎳離子分析儀能自動(dòng)顯示鎳離子濃度及pH值，如分析數值超出設定范圍，會(huì )自動(dòng)輸出信號至計量泵，控制計量泵向鍍槽自動(dòng)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(chǎn)品質(zhì)量和鍍液的使用壽命。

　　二、電鍍車(chē)間管理自動(dòng)化

　　自動(dòng)化信息管理可以提高企業(yè)管理效率和增加企業(yè)生存能力，通過(guò)對包括生產(chǎn)過(guò)程管理系統、生產(chǎn)設備管理系統、質(zhì)量追溯控制系統、數據中心等的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現電鍍車(chē)間整體信息化管理。在全球信息化的大潮中，任何企業(yè)如果不迎頭趕上，就會(huì )被潮流所淘汰?？梢灶A期，只有那些在信息化潮流中學(xué)會(huì )了游泳的企業(yè)，才可以生存下來(lái)。

　　電鍍設備車(chē)間自動(dòng)管理系統包括：

　　(1)系統自動(dòng)控制行車(chē)運行、溶液溫度、開(kāi)關(guān)電源電流電壓輸出，實(shí)時(shí)監控，使現場(chǎng)情況一目了然，并能方便的更改工藝參數，以適應不同的電鍍需求。生產(chǎn)線(xiàn)具有故障報警功能，并提示故障拱位，便于維修。

　　(2)動(dòng)畫(huà)顯示全線(xiàn)工作狀態(tài)：顯示各工位的設定時(shí)間、電壓、電流及溶液溫度等預設參數;顯示各工位溶液溫度、整流器電流、完成時(shí)間等當前狀態(tài);顯示故障工位及維修提示;顯示行車(chē)運行的目前工位和預期工位;顯示操作者的操作順序、產(chǎn)量等參數。

　　(3)工藝選擇的智能化控制。用戶(hù)可在控制中心任意進(jìn)行工藝參數的修改，如電鍍時(shí)間、整流器電流、電壓、水洗時(shí)間、滴水時(shí)間、溫度等。

　　目前大多數的自動(dòng)化控制程序對于電鍍工藝時(shí)間的設置有一定的局限性。在特定的一套工藝程序中，用戶(hù)只能在小范圍內更改時(shí)間，一旦超出允許范圍，就很可能會(huì )造成整條生產(chǎn)線(xiàn)工藝程序紊亂，甚至焦慮運行的嚴重后果。更加人性化的智能控制系統會(huì )有效解決這一難題，目前僅有少量廠(chǎng)家可以提供該項技術(shù)。

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