1、引言

老锌电解行车采用的是简单的继电器控制，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，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，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，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，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。