1 系統(tǒng)概述

　　立式粉末噴涂生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線控制部份主要由：輸送系統(tǒng)、前處理、水份烘干爐、噴粉系統(tǒng)、固化爐幾部份組成?？刂撇糠志捎肞LC進行智能化控制，并配合觸摸屏進行在線式監(jiān)控及操作，以及上位機系統(tǒng)進行在線式遠程、就地監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集分析、曲線存檔、報表生成等功能。另噴槍控制器可按客戶要求選用可通訊式增設(shè)上位機對其進行監(jiān)控操作。

　　系統(tǒng)圖如下：

2 設(shè)計原則

　　1） 系統(tǒng)具有經(jīng)濟性及高效性

　　系統(tǒng)我們建議用一套PLC來統(tǒng)一控制，這樣既能節(jié)約成本，同時有利于統(tǒng)一管理。同時，系統(tǒng)的PLC我們推薦用在海內(nèi)外名氣比較大的AB 公司PLC，在世界各地很多企業(yè)中都有成功的應(yīng)用經(jīng)驗以及長期的穩(wěn)定運行記錄。

　　2） 系統(tǒng)具有易維護性及可擴展性

　　所選用產(chǎn)品符合國際標準，可采用通用的工具進行維護。本系統(tǒng)不僅可以滿足當(dāng)前的工程需求，而且可以方便的實現(xiàn)日后的系統(tǒng)擴充。以后系統(tǒng)需要擴充其他控制功能，僅需增加I/O模塊。

　　3） 系統(tǒng)具有簡單性

　　本系統(tǒng)采用AB公司功能性強、經(jīng)濟型的中型可編程邏輯控制器SLC 500。該邏輯控制器具有便捷的內(nèi)置通訊接口，易擴展的輸入輸出模塊，簡單方便的Windows平臺編程軟件，用戶易學(xué)易懂。

3 系統(tǒng)分析

　　1） 輸送系統(tǒng)：

上下料輸送系統(tǒng)由鏈條輸送、上下料輸送帶兩部份組成，在整個系統(tǒng)中起到一個銜接的作用，其三條輸送帶在自動運行時保持同步。其中鏈條輸送帶為電磁調(diào)裝置，上下料輸送帶同為一變頻器控制，通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號采樣運算后進行同步調(diào)節(jié)。

　　4 部1.1kw電機，帶冷卻風(fēng)扇。要求電機能夠?qū)崿F(xiàn)變頻控制，并且能夠反饋回PLC。在觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)速度的調(diào)整。

　　2） 前處理：

　　前處理主要是清潔鋁型材表面的污漬，并在表面形成一層鉻化膜，為噴粉作好前期工作。工藝流程：裝筐→脫脂→水洗→（堿蝕）→水洗→表調(diào)（中和）→水洗→鉻化→水洗→熱（純）水洗→滴干→烘干→送噴涂上架其中：脫脂、堿蝕、表調(diào)、鉻化藥劑的濃度是根據(jù)供應(yīng)廠家提供的濃度配槽液。水洗槽用一般的自來水。熱水洗用純水。（堿蝕可以不用）槽體結(jié)構(gòu)： 脫脂槽：主要為清潔鋁型材表面污漬，以防鋁材表面的油污等對靜電粉末的吸附。槽體防腐采用軟PVC，槽液主要成分為硫酸，溫度為常溫即可。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。水洗槽：清洗上個工藝槽的化學(xué)殘留物質(zhì)。槽體防腐采用軟PVC，槽液主要成分為自來水，溫度為常溫即可。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。表調(diào)槽（中和）：中和因在脫脂槽殘留的酸性物質(zhì)。槽體防腐采用軟PVC，槽液主要成分為，溫度為10度～60度。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。鉻化槽：即化學(xué)轉(zhuǎn)化，以防被吸附的靜電粉末脫落，有鉻化和磷化兩種，這兩個方法已使用多年，性能相當(dāng)穩(wěn)定，生產(chǎn)上容易操作，可根據(jù)其處理后的顏色進行辨別轉(zhuǎn)化效果，其中 鋁化膜顯黃色，磷鉻化膜顯綠色，這兩種工藝的操作溫度和時間范圍較寬，涂層厚度一般為0.3～0.8g/M2.鉻化槽的防腐采用軟PVC，槽液主要成分為氟鋯酸鹽或氟鈦酸鹽，溫度為25度～55度。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。熱水洗槽：鉻化后的處理工藝，其防腐采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)，槽液成分為純水，槽溫控制為60－80度。其溫度控制可通過熱水爐或蒸氣加熱。

　　前處理系統(tǒng)控制包括2.2kw電機5臺，11kw電機5臺，4kw電機1臺。

　　其中電機要分開控制，能夠?qū)崿F(xiàn)每臺電機的單獨控制，即每臺電機都有單獨的開，停按鈕來控制。但為了提高效率，在開機是也能夠一次把電機全部開啟。

　　3） 水分烘干爐：

　　對鉻后的鉻化膜進行烘干，使表面不殘留水分，如果工件表面留有水分進入噴粉工序，則涂層會產(chǎn)生氣泡缺陷。烘干溫度不宜過高否則將使轉(zhuǎn)化的膜過多失去結(jié)晶水而發(fā)生轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致膜疏松而使涂層附著力下降。烘干爐的加熱可依據(jù)不同客戶需用使用燃氣燃燒機或柴油燃燒機。通過溫度控制系統(tǒng)對其進行溫度控制，可設(shè)定目標溫度。爐體采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。

　　烘干爐控制系統(tǒng)包括3kw風(fēng)機5臺；燃燒槍1把；溫度2點。

　　4） 大粉房：

　　噴粉系統(tǒng)噴粉系統(tǒng)為整條生產(chǎn)線的核心部分：主要由兩臺上下止點可調(diào)、速度可調(diào)的往復(fù)機以及噴粉系統(tǒng)組成。往復(fù)機：其高度由客戶所噴的最大型材長度有關(guān)，噴槍按裝在往復(fù)機的移動平臺上，移動平臺按直線導(dǎo)軌作上下往復(fù)運動。其上下止點調(diào)整由編碼器反饋給PLC計算脈沖定位，調(diào)節(jié)精度為1mm，其上下止點位置可通過觸摸屏或上位機設(shè)定。其運行速度由電位器調(diào)節(jié)輸入至變頻器，速度調(diào)整范圍0HZ～50HZ（0m/s～8m/s），具體依客戶所需的噴粉厚度現(xiàn)場實際調(diào)節(jié)。

　　粉房控制系統(tǒng)包括2.2kw電機1臺，要求變頻控制，能實現(xiàn)速度的靈活調(diào)整，能夠在觸摸屏設(shè)定速度，顯示速度，顯示反饋；0.37kw電機2臺；45kw電機，變頻啟動；16個脈沖閥，每10秒鐘吸合2個閥，吸合0.5秒，關(guān)閉2秒；兩個氣閥 氣閥1開2秒，關(guān)1秒；氣閥2開2秒，關(guān)1秒，如此循環(huán)。

　　5） 固化爐：

　　固化爐為后期處理，由兩臺燃燒機進行爐內(nèi)溫度加熱，通過對四個溫控點的采樣來控制爐內(nèi)溫度，溫控器均可與PLC通訊，溫度設(shè)定在溫控器上均可設(shè)定。在設(shè)定的溫度下將噴好的材料進行固化、流平。

　　固化爐包括1.1kw電機5臺；3kw電機5臺；2.2kw電機1臺；燃燒槍2把：分兩段溫度控制；溫度檢測三點。

　　其中每個電機能夠單獨控制，也能夠在啟動時一次啟動全部電機，以提高效率。每個燃燒槍分兩段火焰控制，大火和小火，在溫度高于某一數(shù)值1，大火關(guān)閉；當(dāng)溫度高于數(shù)值2（數(shù)值1《數(shù)值2）時，小火關(guān)閉。但溫度小于數(shù)值2時大于數(shù)值1時，小火自動打開。當(dāng)數(shù)值小于數(shù)值1時，大火自動打開。

1 系統(tǒng)概述

　　立式粉末噴涂生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線控制部份主要由：輸送系統(tǒng)、前處理、水份烘干爐、噴粉系統(tǒng)、固化爐幾部份組成。控制部分均采用PLC進行智能化控制，并配合觸摸屏進行在線式監(jiān)控及操作，以及上位機系統(tǒng)進行在線式遠程、就地監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集分析、曲線存檔、報表生成等功能。另噴槍控制器可按客戶要求選用可通訊式增設(shè)上位機對其進行監(jiān)控操作。

　　系統(tǒng)圖如下：

2 設(shè)計原則

　　1） 系統(tǒng)具有經(jīng)濟性及高效性

　　系統(tǒng)我們建議用一套PLC來統(tǒng)一控制，這樣既能節(jié)約成本，同時有利于統(tǒng)一管理。同時，系統(tǒng)的PLC我們推薦用在海內(nèi)外名氣比較大的AB 公司PLC，在世界各地很多企業(yè)中都有成功的應(yīng)用經(jīng)驗以及長期的穩(wěn)定運行記錄。

　　2） 系統(tǒng)具有易維護性及可擴展性

　　所選用產(chǎn)品符合國際標準，可采用通用的工具進行維護。本系統(tǒng)不僅可以滿足當(dāng)前的工程需求，而且可以方便的實現(xiàn)日后的系統(tǒng)擴充。以后系統(tǒng)需要擴充其他控制功能，僅需增加I/O模塊。

　　3） 系統(tǒng)具有簡單性

　　本系統(tǒng)采用AB公司功能性強、經(jīng)濟型的中型可編程邏輯控制器SLC 500。該邏輯控制器具有便捷的內(nèi)置通訊接口，易擴展的輸入輸出模塊，簡單方便的Windows平臺編程軟件，用戶易學(xué)易懂。

3 系統(tǒng)分析

　　1） 輸送系統(tǒng)：

上下料輸送系統(tǒng)由鏈條輸送、上下料輸送帶兩部份組成，在整個系統(tǒng)中起到一個銜接的作用，其三條輸送帶在自動運行時保持同步。其中鏈條輸送帶為電磁調(diào)裝置，上下料輸送帶同為一變頻器控制，通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號采樣運算后進行同步調(diào)節(jié)。

　　4 部1.1kw電機，帶冷卻風(fēng)扇。要求電機能夠?qū)崿F(xiàn)變頻控制，并且能夠反饋回PLC。在觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)速度的調(diào)整。

　　2） 前處理：

　　前處理主要是清潔鋁型材表面的污漬，并在表面形成一層鉻化膜，為噴粉作好前期工作。工藝流程：裝筐→脫脂→水洗→（堿蝕）→水洗→表調(diào)（中和）→水洗→鉻化→水洗→熱（純）水洗→滴干→烘干→送噴涂上架其中：脫脂、堿蝕、表調(diào)、鉻化藥劑的濃度是根據(jù)供應(yīng)廠家提供的濃度配槽液。水洗槽用一般的自來水。熱水洗用純水。（堿蝕可以不用）槽體結(jié)構(gòu)： 脫脂槽：主要為清潔鋁型材表面污漬，以防鋁材表面的油污等對靜電粉末的吸附。槽體防腐采用軟PVC，槽液主要成分為硫酸，溫度為常溫即可。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。水洗槽：清洗上個工藝槽的化學(xué)殘留物質(zhì)。槽體防腐采用軟PVC，槽液主要成分為自來水，溫度為常溫即可。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。表調(diào)槽（中和）：中和因在脫脂槽殘留的酸性物質(zhì)。槽體防腐采用軟PVC，槽液主要成分為，溫度為10度～60度。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。鉻化槽：即化學(xué)轉(zhuǎn)化，以防被吸附的靜電粉末脫落，有鉻化和磷化兩種，這兩個方法已使用多年，性能相當(dāng)穩(wěn)定，生產(chǎn)上容易操作，可根據(jù)其處理后的顏色進行辨別轉(zhuǎn)化效果，其中 鋁化膜顯黃色，磷鉻化膜顯綠色，這兩種工藝的操作溫度和時間范圍較寬，涂層厚度一般為0.3～0.8g/M2.鉻化槽的防腐采用軟PVC，槽液主要成分為氟鋯酸鹽或氟鈦酸鹽，溫度為25度～55度。槽體大小依最大型材的長度及產(chǎn)量而定。熱水洗槽：鉻化后的處理工藝，其防腐采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)，槽液成分為純水，槽溫控制為60－80度。其溫度控制可通過熱水爐或蒸氣加熱。

　　前處理系統(tǒng)控制包括2.2kw電機5臺，11kw電機5臺，4kw電機1臺。

　　其中電機要分開控制，能夠?qū)崿F(xiàn)每臺電機的單獨控制，即每臺電機都有單獨的開，停按鈕來控制。但為了提高效率，在開機是也能夠一次把電機全部開啟。

　　3） 水分烘干爐：

　　對鉻后的鉻化膜進行烘干，使表面不殘留水分，如果工件表面留有水分進入噴粉工序，則涂層會產(chǎn)生氣泡缺陷。烘干溫度不宜過高否則將使轉(zhuǎn)化的膜過多失去結(jié)晶水而發(fā)生轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致膜疏松而使涂層附著力下降。烘干爐的加熱可依據(jù)不同客戶需用使用燃氣燃燒機或柴油燃燒機。通過溫度控制系統(tǒng)對其進行溫度控制，可設(shè)定目標溫度。爐體采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。

　　烘干爐控制系統(tǒng)包括3kw風(fēng)機5臺；燃燒槍1把；溫度2點。

　　4） 大粉房：

　　噴粉系統(tǒng)噴粉系統(tǒng)為整條生產(chǎn)線的核心部分：主要由兩臺上下止點可調(diào)、速度可調(diào)的往復(fù)機以及噴粉系統(tǒng)組成。往復(fù)機：其高度由客戶所噴的最大型材長度有關(guān)，噴槍按裝在往復(fù)機的移動平臺上，移動平臺按直線導(dǎo)軌作上下往復(fù)運動。其上下止點調(diào)整由編碼器反饋給PLC計算脈沖定位，調(diào)節(jié)精度為1mm，其上下止點位置可通過觸摸屏或上位機設(shè)定。其運行速度由電位器調(diào)節(jié)輸入至變頻器，速度調(diào)整范圍0HZ～50HZ（0m/s～8m/s），具體依客戶所需的噴粉厚度現(xiàn)場實際調(diào)節(jié)。

　　粉房控制系統(tǒng)包括2.2kw電機1臺，要求變頻控制，能實現(xiàn)速度的靈活調(diào)整，能夠在觸摸屏設(shè)定速度，顯示速度，顯示反饋；0.37kw電機2臺；45kw電機，變頻啟動；16個脈沖閥，每10秒鐘吸合2個閥，吸合0.5秒，關(guān)閉2秒；兩個氣閥 氣閥1開2秒，關(guān)1秒；氣閥2開2秒，關(guān)1秒，如此循環(huán)。

　　5） 固化爐：

　　固化爐為后期處理，由兩臺燃燒機進行爐內(nèi)溫度加熱，通過對四個溫控點的采樣來控制爐內(nèi)溫度，溫控器均可與PLC通訊，溫度設(shè)定在溫控器上均可設(shè)定。在設(shè)定的溫度下將噴好的材料進行固化、流平。

　　固化爐包括1.1kw電機5臺；3kw電機5臺；2.2kw電機1臺；燃燒槍2把：分兩段溫度控制；溫度檢測三點。

　　其中每個電機能夠單獨控制，也能夠在啟動時一次啟動全部電機，以提高效率。每個燃燒槍分兩段火焰控制，大火和小火，在溫度高于某一數(shù)值1，大火關(guān)閉；當(dāng)溫度高于數(shù)值2（數(shù)值1《數(shù)值2）時，小火關(guān)閉。但溫度小于數(shù)值2時大于數(shù)值1時，小火自動打開。當(dāng)數(shù)值小于數(shù)值1時，大火自動打開。

4 電氣系統(tǒng)主要配置

　　i. PLC選型

　　從知名度以及高效性、穩(wěn)定性上，我們選用美國羅克韋爾公司SLC系列PLC作為主要控制設(shè)備。SLC具有如下特點：

　　A． 功能強大：完成任務(wù)更多

　　B． 配置靈活：需要費用更省

　　SLC有多款不同容量和內(nèi)置通訊接口的處理器可選。提供最大容量最多可達64K字（128K字節(jié)）的數(shù)據(jù)/程序內(nèi)存，精心設(shè)計的控制內(nèi)核保證了同樣功能程序?qū)?nèi)存的占用率只有其它競爭產(chǎn)品的50%不到；SLC的模塊化I/O系統(tǒng)提供了包括開關(guān)量、模擬量和專用模塊在內(nèi)的60多種I/O模塊。

　　C． 穩(wěn)定可靠：無論是單機應(yīng)用，還是分布式控制，在單一平臺上，SLC就能實現(xiàn)高速離散控制和過程控制；功能全面的診斷功能讓使用過程中的故障排查變得簡單。

　　D． 貫通全廠直至信息層的通訊功能-----內(nèi)置不同通訊接口的SLC系列處理器，提供多種控制器聯(lián)網(wǎng)方式供用選擇，以構(gòu)成不同要求的工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

　　E ． 應(yīng)用廣泛的多種現(xiàn)場總線集成：SLC提供了與各類“智能”設(shè)備的現(xiàn)場總線接口，這類設(shè)備包括各種傳感器、按鈕、馬達啟動器、現(xiàn)場操作員站和傳動設(shè)備等等，信息全部無縫通訊。

　　ii. 變頻器選型

　　本系統(tǒng)選用了羅克韋爾的PowerFlex4系列和PowerFlex400系列變頻器。這兩款系列變頻器專門針對風(fēng)機和水泵的應(yīng)用，為滿足全球OEM和最終用戶對于靈活性、節(jié)省空間和使用方便的要求而設(shè)計。

　　特點：

　　1 集成的PID控制器可自動調(diào)整輸出頻率，調(diào)節(jié)過程變量　　2 三個可編程的跳變頻率段防止了變頻器在共振頻率中連續(xù)運行，避免機械損壞　　3 可選的風(fēng)扇/泵類曲線針對離心風(fēng)扇和泵類負載提供降電壓模式　　4 獨特的休眠功能在系統(tǒng)需求降低到預(yù)先設(shè)定標準時，自動關(guān)閉機器；當(dāng)系統(tǒng)需求增加時，自動啟動機器　　5 針對某些無人看管運行環(huán)境，系統(tǒng)斷電后恢復(fù)時，變頻器將自動重起運行　　6 Freeze/Fire和Purge等特定輸入，可直接連接到消防緊急安全系統(tǒng)　　7 集成到變頻器中的RS485通訊　　8 成套變頻器滿足UL標準，增強了安裝靈活性，允許變頻器直接安裝在開關(guān)柜中　　9 成套變頻器斷路器和接觸器旁路設(shè)備只需簡單的裝配就可以通過組合操作員面板、控制器、通訊和預(yù)先裝配的功率選件進行起動　　10 成套變頻器旁路接觸器提供三對接觸器結(jié)點，當(dāng)變頻器處于旁路模式時，可以測試變頻器的功能和隔離變頻器

　　iii. PLC電控柜

　　PLC電控柜是自動控制系統(tǒng)的核心部分，所有的邏輯控制功能及狀態(tài)監(jiān)控都在此進行實現(xiàn)。柜內(nèi)元器件包括PLC、空氣開關(guān)、直流電源、接線端子等。

　　電控柜體采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柜體，防護等級達到IP55，防銹。

　　柜內(nèi)所有元件采用導(dǎo)軌安裝。空氣開關(guān)、接線端子采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，24VDC電源采用臺灣明偉牌電源，24VDC繼電器采用日本歐姆龍產(chǎn)品。

　　柜內(nèi)走線全部走于線槽內(nèi)，220V電源線與控制線走于不同的線槽內(nèi)。電源線采用2..5平方電纜，火線、零線、地線按照國家規(guī)定采用不同顏色。柜內(nèi)控制線采用1平方電纜，直流控制電纜為藍色，交流控制電纜為紅色。電控柜與外界線管用工業(yè)軟管及縮喉鎖緊。

總結(jié)

　　目前該立式鋁型材噴涂系統(tǒng)控制系統(tǒng)運行良好，在華南地區(qū)很多鋁型材廠都有應(yīng)用，為客戶創(chuàng)造了很好效益。