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PLC和变频器在锌电解行车中的应用

www.cechina.cn2012.12.06阅读 4376

  1 引言
  老锌电解行车采用的是简单的继电器控制www.cechina.cn,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www.cechina.cn,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www.cechina.cn,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控制工程网版权所有,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。

  4 plc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www.cechina.cn,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。

  附表 控制字及状态字设置

  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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