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西門子原裝dp總線總代理折扣在鋁型材陽極氧化電解著色表面處理工藝中，有一道電解著色處理工序，是在鋁型材表面陽極氧化工序之后，電泳或封孔工序之前，對需要著色的鋁型材進行的一道工序，其原理是在槽體溶液中通過電化學(xué)作用使鋁型材表面附著某些金屬離子，從而顯示出某一類的顏色來。不同的槽體溶液配置及工藝方法，鋁型材電解著出的色彩效果也不一樣，對所要求的著色電源提供的電流或電壓的大小、波形及工作時間長短也不同。

其中有一種由日本發(fā)明的著色方法稱為均勻化著色方法，可在較短的時間里得到效果好、顏色均勻的著色氧化膜。這種著色方法由于生產(chǎn)效率高，成品率高，已在日本廣泛應(yīng)用，目前在國內(nèi)也正在逐步推廣開來。

  2．著色電源系統(tǒng)要求

配合均勻化著色方法的著色電源（簡稱均勻化著色電源）需按規(guī)定要求輸出電流波形。均勻化著色電源的工作過程是：首先輸出正向直流電流（稱為P處理）一段時間，然后輸出頻率為1～30Hz范圍內(nèi)特定值，正負(fù)方波占寬比為0.005～0.30內(nèi)特定值的脈沖電流（稱為C處理）一段時間，接著再進行一次C處理（稱為C2處理）一段時間，如圖1所示。在工廠生產(chǎn)中，C處理常用的頻率為5Hz，正負(fù)方波占寬比為1:9，C2處理根據(jù)工藝的要求來選擇可有可無。

                                                    圖1 均勻著色電源輸出波形
均勻化著色電源的主要功能要求如下：
（1）輸入電壓及范圍：三相、頻率50Hz、380V±20%；
（2）額定輸出電壓：±30V～±80V；
（3）額定輸出電流：1000A～4000A；
（4）zui小輸出電流：額定輸出電流的10%；
（5）輸出電流精度：±3%以下；
（6）輸出電流紋波：7%以下（在額定電流的30%～*內(nèi)）；
（7）入槽靜泡時間：可在10～3000s內(nèi)設(shè)定；
（8）P處理時間：可在0～3000s內(nèi)設(shè)定；
（9）P處理與C處理間隔時間：可在10～3000s內(nèi)設(shè)定；
（10）C處理時間：可在0～3000s內(nèi)設(shè)定；
（11）C處理時脈沖周期：200ms（可根據(jù)要求在20ms～300ms范圍內(nèi)修改）；
（12）C處理時正脈沖寬度：20ms（可根據(jù)要求在10ms～100ms范圍內(nèi)修改）；
（13）能滿足二次C處理的要求；
（14）能滿足補色（即再進行C處理）的要求；
（15）有必要的保護措施。

  3．著色電源系統(tǒng)組成及工作原理簡介

為實現(xiàn)上述的輸出波形及滿足工藝要求，設(shè)計的均勻化著色電源原理如圖2所示。均勻化著色電源主要由主回路和控制部分組成。

3．1主回路

主回路包括進線斷路器，整流變壓器TM，三相全控整流橋A組、B組，電抗器，逆變部分等。整流變壓器TM付邊采用雙繞組的形式，一組Y接法，連到一整流橋A組，另一組Δ接法，連到另一整流橋B組。整流橋各自整流后經(jīng)電抗器濾波，再逆變，然后并聯(lián)輸出。

                                                                          圖3 逆變電路

圖3是其中一組逆變部分的主電路圖，如圖所示，當(dāng)主臂晶閘管V1、V4導(dǎo)通時，電流經(jīng)電抗器L、主臂晶閘管V1，流向負(fù)載，然后從主臂晶閘管V4流回，此時負(fù)載承受的是正向電壓、電流，當(dāng)要使負(fù)載承受反向電壓、電流時，首先應(yīng)關(guān)掉主臂晶閘管V1、V4的控制脈沖，然后控制輔助晶閘管V11、V14導(dǎo)通，使電容C1、C2放電再反向充電，強迫關(guān)斷主臂晶閘管V1、V4，接著關(guān)掉輔助晶閘管V11、V14的控制脈沖，再控制主臂晶閘管V2、V3導(dǎo)通，這時電流經(jīng)電抗器L、主臂晶閘管V2，流向負(fù)載，然后從主臂晶閘管V3流回，此時負(fù)載承受的就是反向電壓、電流。要使負(fù)載從承受反向電壓、電流轉(zhuǎn)換到承受正向電壓、電流，其原理一樣，先關(guān)掉主臂晶閘管V2、V3的控制脈沖，然后控制輔助晶閘管V12、V13導(dǎo)通，使電容C1、C2放電再反向充電，強迫關(guān)斷主臂晶閘管V2、V3，接著關(guān)掉輔助晶閘管V12、V13控制脈沖，再控制主臂晶閘管V1、V4導(dǎo)通，就完成了負(fù)載從承受反向電壓、電流到承受正向電壓、電流的轉(zhuǎn)換。主臂晶閘管和輔助晶閘管的導(dǎo)通是通過PLC發(fā)出的逆變脈沖來控制的，由于負(fù)載承受正向電壓、電流向反向電壓、電流轉(zhuǎn)換，或由反向轉(zhuǎn)換到正向，都是在極短的時間內(nèi)完成（一般只有幾百個微秒），因此PLC的選型和編程設(shè)計將直接關(guān)系到整個逆變部分的正常工作和輸出波形的準(zhǔn)確性。

  3．2控制部分

控制部分包括A組、B組整流調(diào)節(jié)單元，逆變脈沖觸發(fā)單元，信號接口電路，可編程邏輯控制器PLC和觸摸屏等。

A組、B組整流調(diào)節(jié)單元主要功能是按照PLC發(fā)出的給定信號來調(diào)節(jié)三相全控整流橋輸出的電流，其內(nèi)部包括PI調(diào)節(jié)電路、移相觸發(fā)電路、功放電路等。

逆變脈沖觸發(fā)單元主要是接收PLC的逆變脈沖，對逆變脈沖再進行調(diào)制、功放后控制逆變部分的主臂晶閘管和輔助晶閘管準(zhǔn)確可靠的導(dǎo)通，從而實現(xiàn)P處理和C處理的波形輸出。

信號接口電路主要功能是對各種信號進行整理變換，以滿足各個單元對信號的需求。

可編程邏輯控制器PLC選用西門子的S7-200 CPU226 DC/DC/DC 和一模擬量擴展模塊EM235組成。PLC作為本電源系統(tǒng)的核心控制器件，主要完成下列功能：

（1）開、停機西門子原裝dp總線總代理折扣控制；
（2）運行流程控制；
（3）逆變部分晶閘管的導(dǎo)通控制；
（4）整流給定控制；
（5）電源裝置狀態(tài)量的采集；
（6）模擬量采集；
（7）設(shè)置、顯示參數(shù)的計算；
（8）與觸摸屏通訊。
PLC輸入輸出定義如表1所示。
                                             表1 PLC輸入輸出定義

觸摸屏采用Hakko的MONITOUCH V708C型彩色觸摸屏，與PLC之間進行點對點（PPI）通訊。觸摸屏主要實現(xiàn)如下功能：

（1）表計功能指示；
（2）裝置的啟動、停止操作；
（3）增、減操作；
（4）進線斷路器的分、合操作；
（5）電流調(diào)節(jié)設(shè)置；
（6）著色檔選擇；
（7）生產(chǎn)工藝過程選擇；
（8）P處理時間、間隔時間、C處理時間設(shè)置；
（9）裝置狀態(tài)顯示；
（10）裝置故障閃爍報警。

    4．軟件編程

軟件主要由觸摸屏程序和PLC程序組成。

觸摸屏共編輯了25個畫面，包括1個主顯示操作畫面、16個著色檔參數(shù)設(shè)置畫面、1個補色參數(shù)設(shè)置畫面、2個著色數(shù)據(jù)查詢畫面、1個PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)查詢畫面、1個時鐘調(diào)整畫面和2個歡迎畫面、1個幫助畫面。當(dāng)電源裝置出現(xiàn)故障時，觸摸屏還會自動彈出故障小畫面，并以紅色閃爍報警，引起運行人員的注意。觸摸屏的畫面不僅完成了上述的功能，而且良好的中文界面非常方便用戶操作使用。

著色電源的操作執(zhí)行、控制、設(shè)置參數(shù)的計算等都是通過PLC的程序來實現(xiàn)完成的，PLC的程序設(shè)計是著色電源控制性能的關(guān)鍵。

為了便于查找、修改和調(diào)試程序，以及縮短CPU的掃描周期，均勻化著色電源設(shè)計的PLC程序除主程序外，還有10個子程序和4個中斷程序，PLC的程序方框圖見圖4、圖5、圖6所示。如圖中所示，主程序主要完成采樣、操作、故障處理、判斷開停機等內(nèi)容；子程序0主要完成運行時的工作流程控制；子程序1主要完成在靜泡時間內(nèi)的控制操作；子程序2主要完成P處理時間內(nèi)的控制操作；子程序3主要完成在間隔時間內(nèi)的控制操作；子程序4主要完成C處理時間內(nèi)的控制操作；子程序5主要完成著色完成后的處理工作；子程序6是在P處理和C處理起動前對逆變脈沖的控制；子程序7是停機時對逆變脈沖的控制；子程序8主要完成停機時著色參數(shù)的輸入和計算等內(nèi)容；子程序9主要完成補色參數(shù)的輸入和計算等內(nèi)容。中斷程序主要是完成C處理時對逆變脈沖的控制，其中逆變脈沖的立即開通和立即關(guān)斷時間間隔是采用語句延時來實現(xiàn)的。

                                                        圖4  PLC程序框圖（1）

5．實測波形

圖7是一臺輸出能力為±55V，3000A的均勻化著色電源在試驗室的電阻性負(fù)載下輸出的電流、電壓的波形全過程。圖中P處理時間是3s，輸出電流是750 A，電壓30V；間隔時間是10s；C處理時間是5s，輸出電流是1000 A，電壓±40V，正向脈沖寬度為20ms，周期為200 ms，與設(shè)置值*符合。

圖8是圖7中C處理放大后的波形。圖9是圖8中波形放大后的一部分。圖10是C處理過程中PLC發(fā)出的逆變脈沖與輸出的控制關(guān)系。