詳細(xì)介紹
西門(mén)子CPU1215C中央控制單元經(jīng)過(guò)表面工藝處理之后,才能作為成品使用,。經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化電解著色表面處理工藝的鋁型材,,其表面將得到一層具有良好的耐磨性、耐曬性,、耐熱性,、耐蝕性和色澤穩(wěn)定持久的氧化膜,被廣泛應(yīng)用在建筑和室內(nèi)外裝飾行業(yè)上,。
在鋁型材陽(yáng)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(yáng)極氧化工序之后,,電泳或封孔工序之前,,對(duì)需要著色的鋁型材進(jìn)行的一道工序,其原理是在槽體溶液中通過(guò)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(lèi)的顏色來(lái),。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(duì)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(shí)間長(zhǎng)短也不同,。
其中有一種由日本發(fā)明的著色方法稱(chēng)為均勻化著色方法,可在較短的時(shí)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(guó)內(nèi)也正在逐步推廣開(kāi)來(lái)。
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(jiǎn)稱(chēng)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(guò)程是:首先輸出正向直流電流(稱(chēng)為P處理)一段時(shí)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(chēng)為C處理)一段時(shí)間,,接著再進(jìn)行一次C處理(稱(chēng)為C2處理)一段時(shí)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(lái)選擇可有可無(wú),。
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%~100%內(nèi)),;
(7)入槽靜泡時(shí)間:可在10~3000s內(nèi)設(shè)定,;
(8)P處理時(shí)間:可在0~3000s內(nèi)設(shè)定;
(9)P處理與C處理間隔時(shí)間:可在10~3000s內(nèi)設(shè)定,;
(10)C處理時(shí)間:可在0~3000s內(nèi)設(shè)定,;
(11)C處理時(shí)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(shí)正脈沖寬度:20ms(可根據(jù)要求在10ms~100ms范圍內(nèi)修改),;
(13)能滿(mǎn)足二次C處理的要求,;
(14)能滿(mǎn)足補(bǔ)色(即再進(jìn)行C處理)的要求;
(15)有必要的保護(hù)措施,。
3.著色電源系統(tǒng)組成及工作原理簡(jiǎn)介
為實(shí)現(xiàn)上述的輸出波形及滿(mǎn)足工藝要求,,設(shè)計(jì)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(jìn)線(xiàn)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,。
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(shí),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(shí)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(shí),,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(qiáng)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(shí)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(shí)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(qiáng)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(guò)PLC發(fā)出的逆變脈沖來(lái)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(shí)間內(nèi)完成(一般只有幾百個(gè)微秒),,因此PLC的選型和編程設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到整個(gè)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(hào)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(hào)來(lái)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(duì)逆變脈沖再進(jìn)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(shí)現(xiàn)P處理和C處理的波形輸出,。
信號(hào)接口電路主要功能是對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行整理變換,以滿(mǎn)足各個(gè)單元對(duì)信號(hào)的需求,。
可編程邏輯控制器PLC選用西門(mén)子的S7-200CPU226CNDC/DC/DC和一模擬量擴(kuò)展模塊EM235CN組成,。PLC作為本電源系統(tǒng)的核心控制器件,主西門(mén)子CPU1215C中央控制單元要完成下列功能:
(1)開(kāi),、停機(jī)控制,;
(2)運(yùn)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(jì)算;
(8)與觸摸屏通訊,。
PLC輸入輸出定義如表1所示,。