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摘要：电镀生产线控制系统设计主要包括PLC自动控制系统的设计，触摸屏的设计与开发，以及电镀控制系统硬件部分的设计与选择。本文将以镀锌生产过程为例提出一种电镀生产线控制系统的设计方法，解决行车运行不稳定、槽液温度控制、槽内液位控制等问题。首先进行生产线的整体结构设计，从硬件的角度和软件模型进行探讨;其次使用S7-300系列PLC，设计人机交互界面;最后结合当前的生产情况来控制镀锌生产过程。实现了电镀生产线自动化，将改善车间工作环境，提高产品质量和生产效率，减少污染，减少工人劳累度，具有非常高的推广应用价值。
关键词：电镀生产线;双行车控制;PLC;触摸屏监控
1.引言
在电镀生产过程中，镀液中的金属离子在电流作用下被还原，并发生一系列的化学反应后沉淀在工件的表面，形成金属或均匀合金的沉淀物[1-3]。电镀产品在日常生活中应用广泛，比如锁具、灯饰和装饰型的五金电镀产品[4]。随着自动化技术的发展，电镀生产线也初步实现了半自动化或者自动化，生产水平大大提高[5]。根据工艺的要求，电镀生产过程中主要设备包括电镀槽、行车、电控元件、电源和传感器等。实际生产中，行车从上料区将工件提起，依此到渡槽进行处理，最后到下料区下料，完成工件的电镀。随着社会的不断发展，对电镀的品质要求越来越高，导致工艺越来越复杂，槽位从最早的几个发展到目前的几十个，甚至上百个。以前单一行车的生产模式弊端越来越明显，生产效率跟不上需求的发展。多行车同时工作是解决这一问题的有效途径之一。然而，多行车的同时工作使得生产过程安全问题风险大大增加，如果行车之间不能协调一致工作，其将会发生碰撞。因此，有必要对多行车电镀生产线进行深入研究，发展多行车协调控制策略，这对生产安全和提高生产效率具有重要现实意义。
本文就一镀锌的双行车生产线，见图1，基于PLC控制方案为其设计协调工作的控制系统。该电镀过程主要有三个阶段，即镀前处理、电镀阶段和镀后处理。镀前阶段包括待镀工件的表面清洗、除油等表面处理工作，为电镀阶段准备。电镀阶段包括镀前纯水洗、预镀锌和镀锌等工序，需要控制温度，液体的浓度等。镀后处理包括水洗，逆流水洗，烘干等一系列的处理。
根据镀锌生产线的工艺流程，将以PLC作为整个控制核心，并设有上位监控。控制方案包括PLC控制部分、报警指示、按钮输入、位置传感器的输入、变频器控制、电机控制、电磁阀控制、触摸屏等。
2.控制系统硬件设计
该部分主要包括PLC[6，7]系统设计、行车系统设计和传感器系统设计，具体如下：
2.1 PLC系统
包括电源、CPU、数字量输入、数字量输出和接口等模块的选型，如表1所示。然后根据所选择的模块和所需要控制的对象，完成外部接线。
2.2行车系统
电镀生产线有2部行车，需要4个电机来控制，其中横向电机和升降电机各2个。由于镀件的提放原因，这里采用变频调速控制，选用西门子公司的MM440系列变频器。控制中变频器设有正转启动，反转启动和段速一和段速二四种控制方式。
2.3传感器系統
包括速度检测、温度检测、液位检测和槽位检测。速度的检测是将速度的信号转化成脉冲信号进行测量，选用欧姆龙光电编码器，型号为E6B2-CWZ3e。温度传感器采用PT100，而液位则有液位开关来检测，槽位检测通过接近开关与感应片一起完成。
3.软件设计
3.1功能块编程
根据工艺和硬件设计，将系统按功能进行分块，然后采用梯形图进行编程，最后统一由主程序调用。
3.2双行车协调控制编程
将行车的运行范围进行限制，每一部行车负责指定槽位。特别地，对于公共槽位（只有一个），这时当一个行车向公共槽位运行前，先检测另外一部行车的位置，确保其不占用公共槽位后，才向公共槽位运行。
3.3触摸屏监控画面开发
包括报开机界面，主控界面，行车自动操作界面，手动操作界面，辅助设备控制界面，报警监控界面，温度控制界面等。其行车运行界面如图2所示。
4.总结
针对双行车的电镀生产线，从控制方案选择，硬件设计和软件设计三部分进行说明。硬件中主要包括了PLC系统、行车系统和传感器系统。软件设计则包括了各功能块的设计，通过主程序对子程序进行统一调度。另外，开发了上位监控画面，主要有开机画面，模式选择界面、运行监控画面、参数设计画面、手段操作画面和报警画面等。经实际运行，结果表明所设计的电镀生产线控制系统，完全满足生产需求，操作方面，功能完善，大大提高了生产自动化水平。
参考文献：
[1]王力，王平，卢希龙.PLC在全自动电镀生产线中的应用[J].电镀与环保，2020，40（02）：111-112.
[2]李剑.电镀生产中PLC控制系统设计[J].电镀与环保，2020，40（02）：97-98.
[3]郑森伟.基于PLC技术的自动控制生产线实训系统设计研究[J].九江学院学报（自然科学版），2020，35（01）：39-41.
[4]李想.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].科技风，2019，（32）：22-25.
[5]李德英.基于PLC的电镀生产线监控系统的设计[J].自动化技术与应用，2019，38（03）：35-38.
[6]洪云飞.西门子S7-1200PLC在铜、镍电镀自动生产线中应用[J].电子设计工程，2017，25（17）：152-156.
[7]邓鹰飞.基于S7-300PLC的电镀行车远程监控系统设计[J].计算机与数字工程，2017，45（04）：788-792.
作者简介：唐启旺，1988.5—，男，汉族，籍贯：甘肃天水，职称：助理工程师，学历：大专，工作单位：甘肃天水七四九电子有限公司，研究方向：产品质量控制。
关键词：电镀生产线;双行车控制;PLC;触摸屏监控
1.引言
在电镀生产过程中，镀液中的金属离子在电流作用下被还原，并发生一系列的化学反应后沉淀在工件的表面，形成金属或均匀合金的沉淀物[1-3]。电镀产品在日常生活中应用广泛，比如锁具、灯饰和装饰型的五金电镀产品[4]。随着自动化技术的发展，电镀生产线也初步实现了半自动化或者自动化，生产水平大大提高[5]。根据工艺的要求，电镀生产过程中主要设备包括电镀槽、行车、电控元件、电源和传感器等。实际生产中，行车从上料区将工件提起，依此到渡槽进行处理，最后到下料区下料，完成工件的电镀。随着社会的不断发展，对电镀的品质要求越来越高，导致工艺越来越复杂，槽位从最早的几个发展到目前的几十个，甚至上百个。以前单一行车的生产模式弊端越来越明显，生产效率跟不上需求的发展。多行车同时工作是解决这一问题的有效途径之一。然而，多行车的同时工作使得生产过程安全问题风险大大增加，如果行车之间不能协调一致工作，其将会发生碰撞。因此，有必要对多行车电镀生产线进行深入研究，发展多行车协调控制策略，这对生产安全和提高生产效率具有重要现实意义。
本文就一镀锌的双行车生产线，见图1，基于PLC控制方案为其设计协调工作的控制系统。该电镀过程主要有三个阶段，即镀前处理、电镀阶段和镀后处理。镀前阶段包括待镀工件的表面清洗、除油等表面处理工作，为电镀阶段准备。电镀阶段包括镀前纯水洗、预镀锌和镀锌等工序，需要控制温度，液体的浓度等。镀后处理包括水洗，逆流水洗，烘干等一系列的处理。
根据镀锌生产线的工艺流程，将以PLC作为整个控制核心，并设有上位监控。控制方案包括PLC控制部分、报警指示、按钮输入、位置传感器的输入、变频器控制、电机控制、电磁阀控制、触摸屏等。
2.控制系统硬件设计
该部分主要包括PLC[6，7]系统设计、行车系统设计和传感器系统设计，具体如下：
2.1 PLC系统
包括电源、CPU、数字量输入、数字量输出和接口等模块的选型，如表1所示。然后根据所选择的模块和所需要控制的对象，完成外部接线。
2.2行车系统
电镀生产线有2部行车，需要4个电机来控制，其中横向电机和升降电机各2个。由于镀件的提放原因，这里采用变频调速控制，选用西门子公司的MM440系列变频器。控制中变频器设有正转启动，反转启动和段速一和段速二四种控制方式。
2.3传感器系統
包括速度检测、温度检测、液位检测和槽位检测。速度的检测是将速度的信号转化成脉冲信号进行测量，选用欧姆龙光电编码器，型号为E6B2-CWZ3e。温度传感器采用PT100，而液位则有液位开关来检测，槽位检测通过接近开关与感应片一起完成。
3.软件设计
3.1功能块编程
根据工艺和硬件设计，将系统按功能进行分块，然后采用梯形图进行编程，最后统一由主程序调用。
3.2双行车协调控制编程
将行车的运行范围进行限制，每一部行车负责指定槽位。特别地，对于公共槽位（只有一个），这时当一个行车向公共槽位运行前，先检测另外一部行车的位置，确保其不占用公共槽位后，才向公共槽位运行。
3.3触摸屏监控画面开发
包括报开机界面，主控界面，行车自动操作界面，手动操作界面，辅助设备控制界面，报警监控界面，温度控制界面等。其行车运行界面如图2所示。
4.总结
针对双行车的电镀生产线，从控制方案选择，硬件设计和软件设计三部分进行说明。硬件中主要包括了PLC系统、行车系统和传感器系统。软件设计则包括了各功能块的设计，通过主程序对子程序进行统一调度。另外，开发了上位监控画面，主要有开机画面，模式选择界面、运行监控画面、参数设计画面、手段操作画面和报警画面等。经实际运行，结果表明所设计的电镀生产线控制系统，完全满足生产需求，操作方面，功能完善，大大提高了生产自动化水平。
参考文献：
[1]王力，王平，卢希龙.PLC在全自动电镀生产线中的应用[J].电镀与环保，2020，40（02）：111-112.
[2]李剑.电镀生产中PLC控制系统设计[J].电镀与环保，2020，40（02）：97-98.
[3]郑森伟.基于PLC技术的自动控制生产线实训系统设计研究[J].九江学院学报（自然科学版），2020，35（01）：39-41.
[4]李想.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].科技风，2019，（32）：22-25.
[5]李德英.基于PLC的电镀生产线监控系统的设计[J].自动化技术与应用，2019，38（03）：35-38.
[6]洪云飞.西门子S7-1200PLC在铜、镍电镀自动生产线中应用[J].电子设计工程，2017，25（17）：152-156.
[7]邓鹰飞.基于S7-300PLC的电镀行车远程监控系统设计[J].计算机与数字工程，2017，45（04）：788-792.
作者简介：唐启旺，1988.5—，男，汉族，籍贯：甘肃天水，职称：助理工程师，学历：大专，工作单位：甘肃天水七四九电子有限公司，研究方向：产品质量控制。