關(guān)于電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的研究

陳泳麟

摘 要：本文首先簡要闡述了電泳涂裝的過程，發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義，然后對電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的組成加以研究，并對某企業(yè)的應(yīng)用實例加以介紹。

關(guān)鍵詞：電泳涂裝；生產(chǎn)線；自動控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP278 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0033-02

在生活中，金屬腐蝕是一種常見現(xiàn)象，但這一現(xiàn)象卻會造成巨大的危害和經(jīng)濟損失，而涂裝技術(shù)的出現(xiàn)大大改善了這一問題。除了可以防腐蝕外，涂裝還具有較高的裝飾性。電泳涂裝作為一種新型的涂裝方式，以其先進的表面處理工藝被廣泛應(yīng)用于眾多大、中型企業(yè)的涂膜工藝中，具有良好的發(fā)展前景。

1 電泳涂裝概述

1.1 電泳涂裝過程

電泳涂裝通常包括電泳、電解、電沉積及電滲四個過程，這四個過程是同時進行的。電泳又稱泳動，是指在直流電場的作用下，正帶電膠體粒子向負方向運動，而負帶電膠體粒子向正方向運動。電解是指在陰極和陽極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的現(xiàn)象。電沉積是指帶負電的膠體粒子移至陽極附近時在陽極表體放出電子，結(jié)晶析出，由此而形成漆膜。電滲是指在電場作用下，固相不動，液相移動，使得漆膜內(nèi)水分減少，最終形成含水率極低的致密漆膜。

1.2 電泳涂裝生產(chǎn)線的發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義

早在1976年，PPG公司首先研制出了陰極電泳漆液，隨后發(fā)現(xiàn)陰極電泳漆膜比陽極電泳漆膜的耐腐蝕性強。由此，陰極電泳涂裝工藝逐漸代替陽極電泳涂裝工藝，成為主流。我國涂料工業(yè)先后從日本和奧地利引進陰極電泳漆制造及涂裝技術(shù)，隨后我國對陰極電泳涂裝工藝及整個控制系統(tǒng)不斷研究，使得陰極電泳涂裝在我國得到廣泛應(yīng)用。

對電泳涂裝生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)加以研究具有十分重要的意義。與傳統(tǒng)涂裝方式相比，電泳涂裝具有操作簡便，成本低，安全環(huán)保，涂膜質(zhì)量好等優(yōu)點。這使得電泳涂裝技術(shù)正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的涂裝方式。而電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的優(yōu)良與否，將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。因此，制定合理的電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益具有十分重要的意義。

2 電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)組成

先進的電泳涂裝自動控制系統(tǒng)不僅要有較高的工業(yè)水準和自動化程度，還應(yīng)該節(jié)能環(huán)保，能源高效，有效控制運營成本，維護方便。一般情況下一條電泳涂裝生產(chǎn)線會有成千上萬個I/O點，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行合理劃分，可以使生產(chǎn)線的控制變得更加方便可靠。根據(jù)生產(chǎn)工藝和流水線結(jié)構(gòu)，電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)可分為前處理電泳控制系統(tǒng)、噴漆控制系統(tǒng)、烘干控制系統(tǒng)和機械化輸送控制系統(tǒng)四個組成部分。

2.1 前處理電泳控制系統(tǒng)

電泳涂裝首先要對金屬進行表面處理，即前處理技術(shù)，主要包括清除金屬表面的油污、塵土、鐵銹、涂料等，通過化學(xué)反應(yīng)使金屬表面產(chǎn)生一層防腐蝕的化學(xué)物質(zhì)薄膜，改善金屬表面的狀態(tài)，確保金屬具有良好的防腐性和美觀性能。

由于前處理中為了保證電泳質(zhì)量，需要嚴格的控制槽液中的水溫，所以需要一臺冷卻循環(huán)水系統(tǒng)對槽液制冷和一臺鍋爐熱循環(huán)水系統(tǒng)對槽液加熱。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)主要包括冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵，冷卻水泵主要將壓縮機產(chǎn)生的熱量傳送到冷卻塔中，降低水溫；冷凍水泵主要是將冷凍水傳送到電泳槽液，將熱交換的水傳送回壓縮機。鍋爐熱循環(huán)水系統(tǒng)主要包括循環(huán)水泵和加熱器，將加熱的循環(huán)水傳送到需要熱交換的地方，對水循環(huán)系統(tǒng)進行加熱。

2.2 噴漆控制系統(tǒng)

噴漆控制系統(tǒng)采用靜電噴漆方式，接地的車身作為陽極（正極），噴漆槍或者霧化漆作為陰極（負極），使車身均勻的產(chǎn)生一層極薄的底漆。底漆是直接將漆涂飾在車身表面上的第一層漆，噴涂底漆后進入面漆室進行噴漆，通常面漆進行兩次噴漆。

噴漆控制系統(tǒng)應(yīng)安裝空調(diào)送風(fēng)裝置，系統(tǒng)工作中的新風(fēng)通過送風(fēng)口傳送到噴漆室的頂端，排風(fēng)口安裝在噴漆室的底端，使噴漆室形成自上而下的氣流，減少漆霧飛濺，將多余的漆霧顆粒帶走，然后車身進入烘干室烘干。

2.3 烘干控制系統(tǒng)

烘干控制系統(tǒng)是將漆膜干燥和固化，固化的質(zhì)量直接影響涂裝的質(zhì)量。涂料在高溫的環(huán)境下，由液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)，車身表面形成致密的漆膜，這種過程稱之為烘干。烘干控制系統(tǒng)是將空氣加熱，熱空氣將溫度傳遞給車身，使之溫度身高，熱空氣與在烘干室進行內(nèi)循環(huán)，如此反復(fù)循環(huán)，將車身加熱到所需溫度。

烘干控制系統(tǒng)的燃燒器采用點火控制器，在助燃風(fēng)機啟動后，點火控制器開始工作，點火棒通過變壓器產(chǎn)生的高壓下開始點火，當檢測到有穩(wěn)定的火焰時，打開主火電磁閥開時大火燃燒，點火完成后，系統(tǒng)進入溫控過程。

2.4 機械化輸送控制系統(tǒng)

機械化輸送控制系統(tǒng)貫穿于整個電泳涂裝生產(chǎn)全過程，主要作用是保證從裝焊車間運輸過來的車身在涂裝車間完成前處理、電泳、電泳烘干、密封膠、噴漆、漆面烘干、檢查補修等工序，并將涂裝合格的車身運輸?shù)娇傃b車間，系統(tǒng)的主要設(shè)備包括輸送鏈、升降機、移載設(shè)備、定位機構(gòu)等，按照機械輸送機位置劃分，分為地面輸送機系統(tǒng)和空中輸送機系統(tǒng)。

空中輸送機控制系統(tǒng)主要有：懸掛式輸送機主要用于連續(xù)生產(chǎn)線，由驅(qū)動裝置、回轉(zhuǎn)裝置、軌道、鏈條、吊具等設(shè)備組成，導(dǎo)軌的工字鋼大小確定輸送機的承載大??；推桿式輸送機是一種單鏈式的輸送裝置，安裝在前處理和電泳設(shè)備上方，其軌道結(jié)構(gòu)分為上下兩層，上層安裝牽引軌道，下層安裝承載軌道。

3 電泳涂裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)應(yīng)用實例

以某汽車企業(yè)電泳涂裝生產(chǎn)線為例，圖1為其自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)為主要控制方式，選用西門子SIMATIC S7系列PLC，該系列PLC運行速度快，處理指令時間短，使用靈活方便。PLC既能實現(xiàn)與上位機PC的通訊，將系統(tǒng)信息反饋給上位機并執(zhí)行上位機下達的指令，同時還可以對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，收集并儲存現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)等信息并作出反饋，對現(xiàn)場設(shè)備傳輸指令，控制其現(xiàn)場作業(yè)?，F(xiàn)場設(shè)備與PLC之間以PROFIBUS總線協(xié)議來實現(xiàn)信息的傳輸與反饋。該總線協(xié)議是國標規(guī)定的現(xiàn)場總線協(xié)議之一，使用屏蔽雙絞電纜，傳輸速率快，只對物理層、數(shù)據(jù)連接層及用戶接口進行定義。

4 結(jié)語

綜上所述，電泳涂裝是金屬制品表面涂裝的重要方法，涂層質(zhì)量好。未來電泳涂裝生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)將朝著自動化水平高、生產(chǎn)效率高、電泳液利用率高、成本低的方向發(fā)展。對電泳涂裝生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)加以研究，提升其自動化水平，在保證質(zhì)量的同時提高效率，對國家和企業(yè)都具有十分重要的意義。

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