PLC和变频器在锌电解行车中的应用

发表时间:2018-03-06 文章出处:北京北成新控伺服技术有限公司人气:-

1引言

老锌电解行车采用的是简单的继电器控制,电机通过减速机控制行车的提升及行走,即使通过变频器控制,也是简单的速度控制,如果需要在不同的行程中采用不同的速度,分段速度控制起来很困难,而且根据生产需要调整速度也极不方便。新锌电解行车采用plc和变频器控制,行走方面带有激光测距仪反馈控制,能精确行走定位。提升方面采用绝对值编码器定位,抓具能精确停止在目标高度,减少了设备事故,提高了效率。

2锌电解工艺及生产流程

2.1锌电解工艺原理

经净化后纯净的硫酸锌溶液(新液),以铅、银合金作阳极,纯铝压延板作阴极板,在直流电作用下,溶液中带正电荷的锌离子在阴极放电沉积,反应为:zn2++2e=zn↓(阴极反应)。而溶液中带负电荷的离子在阳极放电析出,主要反应为:2oh--2e=h2o+1/2o2↑(阳极反应)。

硫酸锌溶液电解沉积总反应式为:znso4+h2o+e=zn+h2so4+1/2o2↑

为了得到阴极板上析出的金属锌,需要用行车将阴极板吊至剥锌机上进行剥离。由于生产时,电解槽一直通直流电,行车吊放阴极板必须精确小心。如果阴极板放置在导电棒的位置不好,接触不良,会产生火花,导致人员及设备的损害。为了精确吊放阴极板,行车上装有一系列的检测装置。

2.2生产流程

电解槽上的设备布局如图1所示。电解槽共分2列,每列53个电解槽。行车行走至要出锌的目标槽,然后放下抓具,当抓具下降至可以钩阴极板的位置时即低位位置,推杆电机推动抓具合钩,当合钩成功后,提升抓具至高位位置。行车将行走至空闲的剥锌机位置,然后下降抓具,放下带锌片的阴极板,推杆电机反向推动抓具脱钩,提升抓具,随后剥锌机开始剥锌。剥锌机每剥完一块阴极板,链条便向前移动一步,当剥锌机剥完所有阴极板的锌片,阴极板已经被移动到剥锌机的另外一列。另外一列的行车将不带锌片的阴极板提取放置在刷洗机上,进行刷洗阴极板,当刷洗完阴极板,阴极板又回到原先的一列,这列的行车将刷洗完的阴极板放回刚才出锌的槽,完成阴极板剥锌生产的一个基本流程。例如出第一列锌的生产流程图如图2所示。

3控制系统的组成

plc选用西门子300系列的可编程控制器,传感器选用倍加福(pepper+fuchs)电磁接近开关和倍加福激光测距仪,为了精确测量提升高度,系统设有绝对值编码器。推杆电机选用raco电机,行走和提升电机控制器选用施耐德(schneider)变频器。现场总线选用profibus-dp总线,使用et200m扩展i/o模块。因为行车现场离控制室最远距离有130米,为了保证长距离通信质量,现场仪表与plc之间增加一个光纤模块通讯器,现场仪表信号经过光纤传送给plc。其控制系统架构图如图3所示。

4plc程序设计

不论是1号行车还是2号行车,其手动操作都是一样的,主要动作是行走至吊板目标位置,放下抓具到低位,然后推杆电机合钩吊阴极板,提升抓具至高位;再行走至放板目标位置,下降抓具至低位,然后推杆电机脱钩放下阴极板,提升抓具至高位,这样就完成了吊放板基本操作。

其plc程序设计流程图如图4所示。

5变频器与plc通信设置

为了实现为变频器的控制,先进行变频器基本参数设置,首先需要设定电机的基本参数并选择宏。变频器采用profibus接口通讯卡,实现与plc通讯,在变频器1.9通信菜单下设定通讯的8个控制字及8个状态字,附表所示。设置完成后,在plc编程软件里新建一个数据块用来存放变频器的控制字和状态字,调用sfc14和sfc15进行读写,完成plc与变频器的通讯,如图5所示。

6结束语

plc和变频器控制的锌电解行车行走速度与提升速度均采用分段控制,并且在不同区域设置不同的限定速度。当实际位置离目标距离较远时,速度相当较快;当实际位置离目标位置比较接近时,行车速度为低速。采用plc和变频器控制的锌电解行车控制精度方面达到毫米级别,误差在1毫米内。对生产的操作相对容易,用设备解决精确停止的问题,减少了安全事故发生,锌电解行车极大地提高了生产效率。


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