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廈門海正自動科技有限公司2007年成立于廈門經(jīng)濟(jì)區(qū),本公司主要銷售各種電子、電氣產(chǎn)品及配件.是臺灣FATEK永宏P(guān)LC可編程控制器在大陸的一級代理商及銷售深圳威綸通各種威綸觸摸屏.
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PLC和變頻器在立式粉末噴涂生產(chǎn)線的應(yīng)用

作者:海正科技 | 2024-11-8

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(jìn)行智能化控制,并配合觸摸屏進(jìn)行在線式監(jiān)控及操作,以及上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行在線式遠(yuǎn)程、就地監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集分析、曲線存檔、報(bào)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(jī)對其進(jìn)行監(jiān)控操作。

系統(tǒng)圖如下:


2 設(shè)計(jì)原則
  1) 系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)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(yàn)以及長期的穩(wěn)定運(yùn)行記錄。
  2) 系統(tǒng)具有易維護(hù)性及可擴(kuò)展性
  所選用產(chǎn)品符合國際標(biāo)準(zhǔn),可采用通用的工具進(jìn)行維護(hù)。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(shí)現(xiàn)日后的系統(tǒng)擴(kuò)充。以后系統(tǒng)需要擴(kuò)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(qiáng)、經(jīng)濟(jì)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(kuò)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(yùn)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(yùn)算后進(jìn)行同步調(diào)節(jié)。
  4 部1.1kw電機(jī),帶冷卻風(fēng)扇。要求電機(jī)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****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****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****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(jìn)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****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(jī)5臺,11kw電機(jī)5臺,4kw電機(jī)1臺。
  其中電機(jī)要分開控制,能夠?qū)崿F(xiàn)每臺電機(jī)的單獨(dú)控制,即每臺電機(jī)都有單獨(dú)的開,停按鈕來控制。但為了提高效率,在開機(jī)是也能夠一次把電機(jī)全部開啟。
  
3) 水分烘干爐:
  對鉻后的鉻化膜進(jìn)行烘干,使表面不殘留水分,如果工件表面留有水分進(jìn)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?xì)馊紵龣C(jī)或柴油燃燒機(jī)。通過溫度控制系統(tǒng)對其進(jìn)行溫度控制,可設(shè)定目標(biāo)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(jī)5臺;燃燒槍1把;溫度2點(diǎn)。
  
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(diǎn)可調(diào)、速度可調(diào)的往復(fù)機(jī)以及噴粉系統(tǒng)組成。往復(fù)機(jī):其高度由客戶所噴的****型材長度有關(guān),噴槍按裝在往復(fù)機(jī)的移動平臺上,移動平臺按直線導(dǎo)軌作上下往復(fù)運(yùn)動。其上下止點(diǎn)調(diào)整由編碼器反饋給PLC計(jì)算脈沖定位,調(diào)節(jié)精度為1mm,其上下止點(diǎn)位置可通過觸摸屏或上位機(jī)設(shè)定。其運(yùn)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(shí)際調(diào)節(jié)。
  粉房控制系統(tǒng)包括2.2kw電機(jī)1臺,要求變頻控制,能實(shí)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(jī)2臺;45kw電機(jī),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(jī)進(jìn)行爐內(nèi)溫度加熱,通過對四個溫控點(diǎn)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(jìn)行固化、流平。
  固化爐包括1.1kw電機(jī)5臺;3kw電機(jī)5臺;2.2kw電機(jī)1臺;燃燒槍2把:分兩段溫度控制;溫度檢測三點(diǎn)。
  其中每個電機(jī)能夠單獨(dú)控制,也能夠在啟動時一次啟動全部電機(jī),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(diǎn):
  A. 功能強(qiáng)大:完成任務(wù)更多
  B. 配置靈活:需要費(fèi)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****容量最多可達(dá)64K字(128K字節(jié))的數(shù)據(jù)/程序內(nèi)存,精心設(shè)計(jì)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(jī)應(yīng)用,還是分布式控制,在單一平臺上,SLC就能實(shí)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(dá)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(jī)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(jì)。
  特點(diǎn):
  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(yùn)行,避免機(jī)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(fù)載提供降電壓模式
  4 獨(dú)特的休眠功能在系統(tǒng)需求降低到預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時,自動關(guān)閉機(jī)器;當(dāng)系統(tǒng)需求增加時,自動啟動機(jī)器
  5 針對某些無人看管運(yùn)行環(huán)境,系統(tǒng)斷電后恢復(fù)時,變頻器將自動重起運(yùn)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(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)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(jìn)行起動
  10 成套變頻器旁路接觸器提供三對接觸器結(jié)點(diǎn),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(jìn)行實(shí)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(hù)等級達(dá)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(lán)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(yùn)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。

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