一、概述
一件電鍍產品的質量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產品嚴格按照電鍍工藝流程運行和保證產品的電鍍時間則是決定電鍍產品質量和品質的重要因素。在電鍍生產線上采用自動化控制不但可以使電鍍產品的質量和品質得到嚴格的保證，有效的減少廢品率，而且還可以提高生產效率和減輕工人的勞動強度，有著非常好的經濟效益和社會效益，電鍍生產線上對行車的自動控制則是電鍍生產線自動化控制的關鍵。
電鍍生產線按照其工藝要求和規模一般設計有兩臺行車、三臺行車和四臺行車工作，每臺行車都根據已編制好的各自的程序運行；對于行車的自動控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發展至今其控制方式已采用可編程控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動化程度更高。本文介紹在一條電鍍自動生產線上用PLC結合變頻器控制三臺行車的自動控制系統，該自動控制系統在廣東省中山市的一家外資風扇廠得到很好的應用。
二、硬件結構
在一條電鍍自動生產線上有三臺行車既各自獨立工作，又互相通過信號聯系，每臺行車上安裝一臺由交流接觸器驅動的錐形電動機負責工件上、下，由一臺變頻器驅動的普通電動機負責行車前進、后退。系統硬件結構框圖如圖1。
由于電鍍自動生產線上有三臺行車同時自動工作，所以系統采用了三臺PLC和三臺變頻器，一臺PLC和一臺變頻器控制一臺行車；PLC選用的是三菱公司FX2n-48MR系列可編程控制器，變頻器選用的是三墾公司ES-0.75K。行車在工作時通常都懸掛著電鍍工件，如果行車在起動和停止的過程中速度太快或不夠平穩，則懸掛的工件就容易掉下掛具，因此行車的速度用變頻器控制使之可調，根據電鍍生產線的實際情況，行車設計有快速、中速和慢速三種運行速度，頻率分別設定為80Hz,40Hz和13Hz，行車作自動運行時，PLC通過檢測安裝在行車上的傳感器的各種信號，向變頻器發出指令，行車以慢速起動，運行平穩后就轉人中速然后快速運行，在停止前，行車由快速轉人中速，然后以慢速運行直至行車準確停在目標鍍槽位置上；行車由慢速轉中速轉快速，再由快速轉中速最后轉慢速，可以通過調整變頻器的加、減速時間曲線平穩過渡。
行車動作步數顯示主要是用于顯示電鍍工藝的執行過程，由PLC的輸出口通過七段譯碼電路4511連接LED數碼管顯示，根據不同的電鍍工藝要求，每臺行車的動作步數從0步開始至幾十步上百步不等，具體由PLC程序軟件編制。
每臺行車上安裝有五個傳感器，選用的是OMRON公司的電感式接近開關，其主要作用是負責行車上、下工件定位、鍍槽定位以及行車運行過程向PLC發出變速信號等。
行車控制信號是通過外部的開關、按鈕、按鍵等與PLC的輸入端口連接，包括三臺行車的聯動控制和單臺行車控制；單臺行車控制只能控制本臺的行車，不能控制另外的兩臺行車，單臺行車控制設計有手動操作和自動運行模式選擇、單周期和循環運行模式選擇、緊急暫停以及行車程序動作步數的任意設定；聯動控制設計有運行和復位操作按鈕以及工藝選擇，可以使三臺行車自動、同步、循環不斷地工作，可以選擇不同的電鍍工藝以鍍出不同的工藝品種。
三、軟件設計
三臺行車的主程序和調用的各個功能子程序都是一樣的，但調用的工藝子程序就各不相同，每臺行車根據自己在生產線上不同的工作區域執行的工藝編制不同的工藝子程序，本文給出一些主要的程序框圖和就一部份主要的程序進行闡述。
（一）系統初始化
初始化對于每一套系統程序都是必需的，每一次PLC上電或對PLC強制復位都要初始化，主要是對在程序中使用到的PLC各種計數器、定時器、寄存器等進行復位和設置，同時保留上次運行需要記憶的各種數據，完成運行前的各項準備工作。
（二）復位和暫停子程序
由于行車在工作過程中有時會有突發事件或行車需要暫時停一下處理其它的工作，因此在系統中設計了復位和暫停兩個功能，針對行車不同的情況和需要使用，為使行車在運行過程中可以隨時對系統進行復位或暫停行車工作，實現這兩個功能的程序都采用中斷子程序，如圖3是復位中斷子程序，圖4是暫停中斷子程序。
在任何情況下按下復位按鈕，程序都將轉人復位中斷子程序，停止所有動作輸出并清零，動作步數顯示清零，計數器、定時器、輔助繼電器和寄存器等全部清零，所有記憶數據清除，同時程序轉人初始化主程序，重復PLC上電工作過程，不同的是所有的運行記憶數據都清除了。
同樣，在任何情況下按下暫停按鈕，程序將進入暫停中斷子程序，暫時停止PLC的輸出，在暫停的狀態下，可以進行手動操作行車，可以重新設置程序步，在恢復運行時使程序從所設置的程序步開始運行，當解除暫停時，如果沒有重新設置程序步，暫停中斷子程序就會恢復PLC原來的運行狀態和原來的步數顯示，繼續暫停前的工作并從中斷子程序返回。
（三）工藝子程序
為了不浪費資源和提高生產效率，一條電鍍自動生產線設計有三種電鍍工藝，分別是鍍仿金工藝、鍍古銅工藝和鍍鎳工藝，每種工藝的工作流程各不相同，在實際使用時可以通過控制面板上的工藝選擇開關加以選擇，由于三個工藝子程序的軟件編程方式基本相同，在本文中只用鍍仿金工藝為例對工藝子程序進行闡述。
根據電鍍自動生產線電鍍工藝都是周期自動循環工作的特點，按照電鍍工件在每一個不同的鍍液槽中停留的時間，首先編寫工藝流程曲線圖，然后再由曲線圖采用步進梯形圖指令的形式來編制程序，每個工藝子程序的程序步各不相同，這里闡述的仿金工藝子程序的程序步是69步，屬于較為復雜的步進控制。由于電鍍自動生產線控制系統要求每種電鍍工藝不但要能從0步（起點）開始運行，還要能從任意步開始運行，強調的是在實際使用過程中的方便和靈活。在進人仿金子程序時，程序首先調用置步情況檢查，如果預先有置步（在操作面板上有動作步數顯示），則表示本次工藝運行不是從0步（起點）開始執行，而是從所置的步數開始執行，如果沒有預先置步，則表示本次工藝從0步開始由始點順序執行，不論是從0步或是從所置的N步開始，程序都會順序執行下去直到69步結束返回主程序。仿金子程序在運行當中可以隨時通過暫停來設置重新開始的步數。每一個程序步里面都有行車的動作，包括電鍍工件在鍍槽里的提升和放下、行車走多少個鍍槽、以那種速度運行、停留的時間等等。
（四）單周期運行
在工藝子程序每一周期運行完畢返回主程序時，都要詢問是單周期運行還是循環運行，如果是單周期，則程序運行完一個周期返回主程序初始化后的程序入口等待，當按壓運行按鈕時，程序又運行一個周期在同樣的位置等待。設置單周期運行的功能主要是為了調試修改電鍍工藝和程序。單周期運行在電鍍自動生產線上是一個非常實用的功能。
四、結束語
用PLC輔以變頻器對電鍍自動生產線行車進行自動控制，具有結構簡單、編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩定、性能可靠和抗干擾能力強的特點，是一種很有效的自動控制方式，是電鍍生產實現高效、低成本、高質量自動化生產的發展方向。
