1引言

老鋅電解行車(chē)采用的是簡(jiǎn)單的繼電器控制，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)控制行車(chē)的提升及行走，即使通過(guò)變頻器控制，也是簡(jiǎn)單的速度控制，如果需要在不同的行程中采用不同的速度，分段速度控制起來(lái)很困難，而且根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整速度也極不方便。新鋅電解行車(chē)采用plc和變頻器控制，行走方面帶有激光測(cè)距儀反饋控制，能精確行走定位。提升方面采用絕對(duì)值編碼器定位，抓具能精確停止在目標(biāo)高度，減少了設(shè)備事故，提高了效率。

2鋅電解工藝及生產(chǎn)流程

2.1鋅電解工藝原理

經(jīng)凈化后純凈的硫酸鋅溶液（新液），以鉛、銀合金作陽(yáng)極，純鋁壓延板作陰極板，在直流電作用下，溶液中帶正電荷的鋅離子在陰極放電沉積，反應(yīng)為：zn2++2e=zn↓（陰極反應(yīng)）。而溶液中帶負(fù)電荷的離子在陽(yáng)極放電析出，主要反應(yīng)為：2oh--2e=h2o+1/2o2↑（陽(yáng)極反應(yīng)）。

硫酸鋅溶液電解沉積總反應(yīng)式為：znso4+h2o+e=zn+h2so4+1/2o2↑

為了得到陰極板上析出的金屬鋅，需要用行車(chē)將陰極板吊至剝鋅機(jī)上進(jìn)行剝離。由于生產(chǎn)時(shí)，電解槽一直通直流電，行車(chē)吊放陰極板必須精確小心。如果陰極板放置在導(dǎo)電棒的位置不好，接觸不良，會(huì)產(chǎn)生火花，導(dǎo)致人員及設(shè)備的損害。為了精確吊放陰極板，行車(chē)上裝有一系列的檢測(cè)裝置。

2.2生產(chǎn)流程

電解槽上的設(shè)備布局如圖1所示。電解槽共分2列，每列53個(gè)電解槽。行車(chē)行走至要出鋅的目標(biāo)槽，然后放下抓具，當(dāng)抓具下降至可以鉤陰極板的位置時(shí)即低位位置，推桿電機(jī)推動(dòng)抓具合鉤，當(dāng)合鉤成功后，提升抓具至高位位置。行車(chē)將行走至空閑的剝鋅機(jī)位置，然后下降抓具，放下帶鋅片的陰極板，推桿電機(jī)反向推動(dòng)抓具脫鉤，提升抓具，隨后剝鋅機(jī)開(kāi)始剝鋅。剝鋅機(jī)每剝完一塊陰極板，鏈條便向前移動(dòng)一步，當(dāng)剝鋅機(jī)剝完所有陰極板的鋅片，陰極板已經(jīng)被移動(dòng)到剝鋅機(jī)的另外一列。另外一列的行車(chē)將不帶鋅片的陰極板提取放置在刷洗機(jī)上，進(jìn)行刷洗陰極板，當(dāng)刷洗完陰極板，陰極板又回到原先的一列，這列的行車(chē)將刷洗完的陰極板放回剛才出鋅的槽，完成陰極板剝鋅生產(chǎn)的一個(gè)基本流程。例如出第一列鋅的生產(chǎn)流程圖如圖2所示。

3控制系統(tǒng)的組成

plc選用西門(mén)子300系列的可編程控制器，傳感器選用倍加福（pepper+fuchs）電磁接近開(kāi)關(guān)和倍加福激光測(cè)距儀，為了精確測(cè)量提升高度，系統(tǒng)設(shè)有絕對(duì)值編碼器。推桿電機(jī)選用raco電機(jī)，行走和提升電機(jī)控制器選用施耐德（schneider）變頻器?，F(xiàn)場(chǎng)總線選用profibus-dp總線，使用et200m擴(kuò)展i/o模塊。因?yàn)樾熊?chē)現(xiàn)場(chǎng)離控制室最遠(yuǎn)距離有130米，為了保證長(zhǎng)距離通信質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)儀表與plc之間增加一個(gè)光纖模塊通訊器，現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖傳送給plc。其控制系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖3所示。

4plc程序設(shè)計(jì)

不論是1號(hào)行車(chē)還是2號(hào)行車(chē)，其手動(dòng)操作都是一樣的，主要?jiǎng)幼魇切凶咧恋醢迥繕?biāo)位置，放下抓具到低位，然后推桿電機(jī)合鉤吊陰極板，提升抓具至高位；再行走至放板目標(biāo)位置，下降抓具至低位，然后推桿電機(jī)脫鉤放下陰極板，提升抓具至高位，這樣就完成了吊放板基本操作。

其plc程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。

5變頻器與plc通信設(shè)置

為了實(shí)現(xiàn)為變頻器的控制，先進(jìn)行變頻器基本參數(shù)設(shè)置，首先需要設(shè)定電機(jī)的基本參數(shù)并選擇宏。變頻器采用profibus接口通訊卡，實(shí)現(xiàn)與plc通訊，在變頻器1.9通信菜單下設(shè)定通訊的8個(gè)控制字及8個(gè)狀態(tài)字，附表所示。設(shè)置完成后，在plc編程軟件里新建一個(gè)數(shù)據(jù)塊用來(lái)存放變頻器的控制字和狀態(tài)字，調(diào)用sfc14和sfc15進(jìn)行讀寫(xiě)，完成plc與變頻器的通訊，如圖5所示。

6結(jié)束語(yǔ)

plc和變頻器控制的鋅電解行車(chē)行走速度與提升速度均采用分段控制，并且在不同區(qū)域設(shè)置不同的限定速度。當(dāng)實(shí)際位置離目標(biāo)距離較遠(yuǎn)時(shí)，速度相當(dāng)較快；當(dāng)實(shí)際位置離目標(biāo)位置比較接近時(shí)，行車(chē)速度為低速。采用plc和變頻器控制的鋅電解行車(chē)控制精度方面達(dá)到毫米級(jí)別，誤差在1毫米內(nèi)。對(duì)生產(chǎn)的操作相對(duì)容易，用設(shè)備解決精確停止的問(wèn)題，減少了安全事故發(fā)生，鋅電解行車(chē)極大地提高了生產(chǎn)效率。