專利名稱：一種電鍍數(shù)字自動控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電鍍數(shù)字自動控制裝置及其方法。
背景技術(shù)：
電鍍就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程，是 利用電解作用使金屬或其他材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝，從而防止腐蝕、提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進美觀待作用。隨著現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，電鍍在機械、電子、儀器儀表、輕工、地質(zhì)、交通運輸和國防工業(yè)等生產(chǎn)部門的應(yīng)用日益廣泛，與人們的日常生活也有十分密切的關(guān)系。工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多，生產(chǎn)復(fù)雜，同時在電鍍中，其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有更嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕，對人的身心健康十分不利，而且人工操作隨機性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)代市場競爭日趨激烈，企業(yè)迫切需要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，于是如何提高電鍍生產(chǎn)線的自動控制性能，減少成本具有重要意義。傳統(tǒng)的方法是使用順序控制器，嚴(yán)格按照預(yù)先制定好的工作程序，但是，由于電路復(fù)雜，接口多，受外界干擾大，工作可靠性差，維護也困難，目前最常用的是采用PLC編程技術(shù)。PLC即可編程控制器(Programmable Logic Controller)是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它采用可編制程序的存集器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算待操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。PLC有較完善的診斷和自我保護能力，可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性，但是，目前采用的PLC編程技術(shù)，只適合專門的工程師操作，不具備通用性，而且PLC基本為國外公司生產(chǎn)、掌握其核心技術(shù)，需要專門的維護人員、安裝人員調(diào)試系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種電鍍數(shù)字自動控制裝置及其方法，能夠使得電鍍工藝生產(chǎn)周期縮短，費用得到節(jié)省。為達(dá)此目的，本發(fā)明提出了一種電鍍數(shù)字自動控制裝置，包括CPU:用于根據(jù)位置傳感器所檢測的當(dāng)前行車位置信息和用戶輸入的工作模式來控制行車的運行過程；當(dāng)所述工作模式為手動時，根據(jù)用戶輸入的電機控制命令控制行車的運行；當(dāng)所述工作模式為自動時，根據(jù)存儲器中存儲的SFC(sequential functionchart，時序函數(shù)圖)程序控制行車的運行過程；存儲器用于存儲不同電鍍工藝的SFC程序，用于存儲當(dāng)前的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
位置傳感器用于檢測行車當(dāng)前的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送給CPU ；用戶交互接口 用于接收用戶手動輸入的所述工作模式、電機控制命令，并發(fā)送給CPU，用于向用戶顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)；光電開關(guān)組用于根據(jù)所述電機控制命令控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向；變頻器組用于控制電機的運動速度。進一步地，所述電機控制命令包括，左右電機進、左右電機退、前鉤電機上、前鉤電機下、后鉤電機上和后鉤電機下。進一步地，所述電機控制命令包括，復(fù)位和暫停。進一步地，，所述光電開關(guān)組包括，運行光電開關(guān)輸入、前鉤上光電開關(guān)輸 入、前鉤下光電開關(guān)輸入、后鉤上光電開關(guān)輸入和后鉤下光電開關(guān)輸入。進一步地，所述變頻器組包括，電機類型控制變頻器、慢速控制變頻器、中速控制變頻器、快速控制變頻器、反轉(zhuǎn)控制變頻器和正轉(zhuǎn)控制變頻器。本發(fā)明還提出了一種電鍍數(shù)字自動控制方法，包括獲取設(shè)定的工作模式；如果所述工作模式為手動模式，則S11、接收用戶手動輸入的電機控制命令；S12、根據(jù)所述電機控制命令控制電機執(zhí)行相應(yīng)的運動；S13、所述運動執(zhí)行完成后顯示當(dāng)前的行車狀態(tài)；S14、循環(huán)執(zhí)行步驟S11-S13，直至用戶輸入復(fù)位或暫停命令；如果所述工作模式為自動模式，則S21、CPU從存儲器中讀取預(yù)先存儲的SFC控制程序所包含的運動步驟信息，根據(jù)所述運動步驟信息控制行車的運行過程；//運動電機的類型、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)、速度、以及啟動
與停止；S22、讀取當(dāng)前的行車位置信息，判斷電機是否運動到位，若是則繼續(xù)運動，否則繼續(xù)執(zhí)行S21，直至所述SFC控制程序中的所有控制步驟全部執(zhí)行完畢、或CPU接收到用戶輸入復(fù)位或暫停命令。進一步地，所述控制行車的運行過程具體為光電開關(guān)組根據(jù)所述電機控制命令控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向；變頻器組控制電機的運動速度。進一步地，所述電機控制命令，包括左右電機進、左右電機退、前鉤電機上、前鉤電機下、后鉤電機上、后鉤電機下、復(fù)位、暫停。進一步地，所述光電開關(guān)組包括運行光電開關(guān)輸入、前鉤上光電開關(guān)輸入、前鉤下光電開關(guān)輸入、后鉤上光電開關(guān)輸入、后鉤下光電開關(guān)輸入。進一步地，所述變頻器組包括電機類型控制變頻器、慢速控制變頻器、中速控制變頻器、快速控制變頻器、反轉(zhuǎn)控制變頻器、正轉(zhuǎn)控制變頻器。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是采用模塊化設(shè)計，極大地增強了系統(tǒng)的通用性，只需根據(jù)生產(chǎn)廠家的具體情況和不同的工藝流程要求進行模塊功能組合，即可構(gòu)成合適的控制裝置，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了費用。


圖I是本發(fā)明具體實施例一所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明具體實施例一所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置中CPU數(shù)據(jù)交換示意圖；圖3是本發(fā)明具體實施例二所述的電鍍數(shù)字自動控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實施例一
電鍍生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中關(guān)鍵部分就是行車的控制，行車的動作行為是通過電動機進行的，而且一些輔助設(shè)備也是通過電機實現(xiàn)的，根據(jù)電鍍工藝的行車要求，包括行走電機、前鉤電機和后鉤電機。圖I是本實施例所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所述，本實施例所述電鍍數(shù)字自動控制裝置包括CPU:用于根據(jù)位置傳感器所檢測的當(dāng)前行車位置信息和用戶輸入的工作模式來控制行車的運行過程；當(dāng)所述工作模式為手動時，根據(jù)用戶輸入的電機控制命令控制行車的運行；當(dāng)所述工作模式為自動時，根據(jù)存儲器中存儲的SFC程序控制行車的運行過程；CPU接收用戶交互接口的各類輸入包括按鈕輸入、各類開關(guān)輸入、觸摸屏輸入，交將當(dāng)前工作狀態(tài)顯示在所述觸摸屏上；當(dāng)處于暫停時，CPU將當(dāng)前的工作狀態(tài)記錄在存儲器中，當(dāng)暫?；謴?fù)后將所述工作狀態(tài)讀取出來，繼續(xù)執(zhí)行；各電鍍工藝的SFC程序存儲在存儲器中，當(dāng)行車處于自動工作模式時，CPU從所述存儲器中讀取所述SFC程序；CPU接收行車位置傳感器發(fā)送的行車的位置信息，將所述位置信息與預(yù)設(shè)的位置信息進行比較，判斷電機是否運動到位；CPU根據(jù)電機控制命令，通過光電開關(guān)組控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向等；CPU根據(jù)電機控制命令，通過變頻器組控制電機的運動速度等；所述CPU可采用多種類型，如意法半導(dǎo)體公司的型號為STM32F1032ET的芯片；SFC是一種圖形方式的狀態(tài)語言，是符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的PLC編程語言，SFC是建立在功能基礎(chǔ)上的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法，它的主要組成部分是工步(或狀態(tài))和轉(zhuǎn)換條件，這種工步的劃分方法使得原來輸出之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系被一些簡單的步的轉(zhuǎn)換條件所代替，使得不熟練的設(shè)計人員也易于掌握。用SFC進行編程具有簡單直觀的特點，它使下位機順序控制的實現(xiàn)更加容易，可大大縮短設(shè)計時間，另一方面，在現(xiàn)場調(diào)試過程中，如果控制程序出了問題，用SFC編寫出來的程序比較容易查出出錯的程序段，甚至可以直接定位出錯的語句。存儲器用于存儲不同電鍍工藝的SFC程序，用于存儲當(dāng)前的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；可采用不同型號的內(nèi)存，如32位ARM。位置傳感器用于檢測行車當(dāng)前的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送給CPU ；用戶交互接口 用于接收用戶手動輸入的所述工作模式、電機控制命令，并發(fā)送給CPU，用于向用戶顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)；包括各類按鈕、各類開關(guān)、觸摸屏，具體包括點動開關(guān)、左右電機退按鈕、左右電機進按鈕、前鉤電機上按鈕、前鉤電機下按鈕、后鉤電機上按鈕、后鉤電機下按鈕、確認(rèn)按鈕、菜單按鈕、液晶觸摸顯示屏。光電開關(guān)組用于根據(jù)所述電機控制命令控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向；變頻器組用于控制電機的運動速度。圖2是本實施例一所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置中CPU數(shù)據(jù)交換示意圖，如圖2所述，CPU工作流程為如果當(dāng)前是在執(zhí)行左右移動時，則CPU讀取行走電機左右走動時標(biāo)識位置的開關(guān)量，當(dāng)讀到的位置和設(shè)定位置相同時，則執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的下一步動作，反之則繼續(xù)運動，直 到到達(dá)設(shè)定位置。如果當(dāng)前執(zhí)行的是前鉤電機的上下移動時，則CPU讀取前鉤電機標(biāo)識上或下移動到位的位置開關(guān)量，如果到位了，則關(guān)閉電機，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的下一步動作，反之則繼續(xù)運動，直到到達(dá)設(shè)定位置。如果當(dāng)前執(zhí)行的是后鉤電機的上下移動時，則CPU讀取后鉤電機標(biāo)識上或下移動到位的位置開關(guān)量，如果到位了，則關(guān)閉電機，執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的下一步動作，反之則繼續(xù)運動，直到到達(dá)設(shè)定位置。以上是各個位置信息的輸入，都是由電鍍流水線的三個電機在運動過程中提供的，這三個電機分別是左右移動的行走電機，提供一路開關(guān)量；前鉤電機提供向上到達(dá)頂部位置的開關(guān)量和向下到達(dá)底部位置的開關(guān)量；后鉤電機提供向上到達(dá)頂部位置的開關(guān)量和向下到達(dá)底部位置的開關(guān)量?？偣参迓烽_關(guān)量信號。執(zhí)行動作包括CPU在檢測到了電機到達(dá)信息后，確認(rèn)這一步已經(jīng)完成，讀取預(yù)先已經(jīng)設(shè)定的下一步的運行信息情況，然后根據(jù)該步驟的運動情況控制相應(yīng)的電機運動。分以下三動作，同時完成I、如果該步驟是左右移動的，則輸出一個信號，控制打開行走電機的電源；如果該步驟是前鉤電機運動的，則輸出一個信號，控制打開前鉤電機的電源； 如果該步驟是后鉤電機運動的，則輸出一個信號，控制打開后鉤電機的電源。以上三個信號分別由CPU輸出的三個量來控制，同時只能有一個有效，也就是同時只能一個電機在運動。2、根據(jù)預(yù)先設(shè)定控制變頻器輸出正轉(zhuǎn)電壓或反轉(zhuǎn)電壓。電機是向右運動，或前鉤電機向下運動或后鉤電機向下運動，對應(yīng)的是正轉(zhuǎn)。反之，在電機是向左運動，或前鉤電機向上運動或后鉤電機向上運動時,對應(yīng)的是反轉(zhuǎn)。以上二個信號分別由CPU輸出的二個量來控制，同時只能有一個有效，也就是同時電機只能做正轉(zhuǎn)運動或反轉(zhuǎn)運動。3、根據(jù)預(yù)先設(shè)定控制變頻器輸出速度可分快速、中速、慢速三種速度，分別由CPU輸出的三個量來控制，同時只能有一個有效，也就是電機運動只能是快速、中速、慢速三個速度之一。實施例二
圖3是本實施例所述的電鍍數(shù)字自動控制方法流程圖，如圖3所示，本實施例所述電鍍數(shù)字自動控制方法流程如下S301、判斷工作模式是否為手動模式，若是則執(zhí)行步驟S302，否則執(zhí)行步驟S308 ；S302、 是否接收到用戶輸入的復(fù)位或暫停命令，若是則執(zhí)行步驟S303，否則執(zhí)行步驟 S304 ；S303、執(zhí)行復(fù)位或暫停命令；S304、判斷SFC控制程序是否全部執(zhí)行完畢，若是則結(jié)束，否則執(zhí)行步驟S305 ；S305、讀取預(yù)先存儲的SFC控制程序所包含的運動步驟信息；S306、根據(jù)運動步驟信息控制行車的運行過程；S307、判斷電機是否運動到位，若是則執(zhí)行步驟S302，否則返回步驟S306 ；S308、判斷是否接收到用戶輸入的復(fù)位或暫停命令，若是則執(zhí)行步驟S303，否則執(zhí)行步驟S309 ；S309、接收用戶手動輸入的電機控制命令；S310、根據(jù)電機控制命令控制電機執(zhí)行相應(yīng)的運動；S311、運動執(zhí)行完成后顯示當(dāng)前的行車狀態(tài)，返回步驟S308。本發(fā)明實施例一所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置和實施例二所述的電鍍數(shù)字自動控制方法能增強系統(tǒng)的通用性，只需根據(jù)生產(chǎn)廠家的具體情況和不同的工藝流程要求進行模塊功能組合，即可構(gòu)成合適的控制裝置，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了費用。以上實施例提供的技術(shù)方案中的全部或部分內(nèi)容可以通過軟件編程實現(xiàn)，其軟件程序存儲在可讀取的存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)例如計算機中的硬盤、光盤或軟盤。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電鍍數(shù)字自動控制裝置，其特征在于，包括 CPU:用于根據(jù)位置傳感器所檢測的當(dāng)前行車位置信息和用戶輸入的工作模式來控制行車的運行過程； 當(dāng)所述工作模式為手動時，根據(jù)用戶輸入的電機控制命令控制行車的運行； 當(dāng)所述工作模式為自動時，根據(jù)存儲器中存儲的SFC程序控制行車的運行過程； 存儲器用于存儲不同電鍍工藝的SFC程序，用于存儲當(dāng)前的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)； 位置傳感器用于檢測行車當(dāng)前的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送給CPU ； 用戶交互接口 用于接收用戶手動輸入的所述工作模式、電機控制命令，并發(fā)送給CPU，用于向用戶顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)； 光電開關(guān)組用于根據(jù)所述電機控制命令控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向； 變頻器組用于控制電機的運動速度。
2.如權(quán)利要求I所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置，其特征在于，所述電機控制命令包括，左右電機進、左右電機退、前鉤電機上、前鉤電機下、后鉤電機上和后鉤電機下。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置，其特征在于，所述電機控制命令包括，復(fù)位和暫停。
4.如權(quán)利要求3所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置，其特征在于，所述光電開關(guān)組包括，運行光電開關(guān)輸入、前鉤上光電開關(guān)輸入、前鉤下光電開關(guān)輸入、后鉤上光電開關(guān)輸入和后鉤下光電開關(guān)輸入。
5.如權(quán)利要求4所述的電鍍數(shù)字自動控制裝置，其特征在于，所述變頻器組包括，電機類型控制變頻器、慢速控制變頻器、中速控制變頻器、快速控制變頻器、反轉(zhuǎn)控制變頻器和正轉(zhuǎn)控制變頻器。
6.一種電鍍數(shù)字自動控制方法，其特征在于，包括 獲取設(shè)定的工作模式； 如果所述工作模式為手動模式，則 511、接收用戶手動輸入的電機控制命令； 512、根據(jù)所述電機控制命令控制電機執(zhí)行相應(yīng)的運動； 513、所述運動執(zhí)行完成后顯示當(dāng)前的行車狀態(tài)； 514、循環(huán)執(zhí)行步驟S11-S13，直至用戶輸入復(fù)位或暫停命令；如果所述工作模式為自動模式，則 521、CPU從存儲器中讀取預(yù)先存儲的SFC控制程序所包含的運動步驟信息，根據(jù)所述運動步驟信息控制行車的運行過程； 522、讀取當(dāng)前的行車位置信息，判斷電機是否運動到位，若是則繼續(xù)運動，否則繼續(xù)執(zhí)行S21，直至所述SFC控制程序中的所有控制步驟全部執(zhí)行完畢、或CPU接收到用戶輸入復(fù)位或暫停命令。
7.如權(quán)利要求6所述的電鍍數(shù)字自動控制方法，其特征在于，所述控制行車的運行過程具體為 光電開關(guān)組根據(jù)所述電機控制命令控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向； 變頻器組控制電機的運動速度。
8.如權(quán)利要求7所述的電鍍數(shù)字自動控制方法，其特征在于所述電機控制命令，包括左右電機進、左右電機退、前鉤電機上、前鉤電機下、后鉤電機上、后鉤電機下、復(fù)位、暫停。
9.如權(quán)利要求7或8所述的電鍍數(shù)字自動控制方法，其特征在于，所述光電開關(guān)組包括運行光電開關(guān)輸入、前鉤上光電開關(guān)輸入、前鉤下光電開關(guān)輸入、后鉤上光電開關(guān)輸入、后鉤下光電開關(guān)輸入。
10.如權(quán)利要求9所述的電鍍數(shù)字自動控制方法，其特征在于，所述變頻器組包括電機類型控制變頻器、慢速控制變頻器、中速控制變頻器、快速控制變頻器、反轉(zhuǎn)控制變頻器、正轉(zhuǎn)控制變頻器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電鍍數(shù)字自動控制裝置及其方法，裝置包括CPU，用于根據(jù)位置傳感器所檢測的當(dāng)前行車位置信息和用戶輸入的工作模式來控制行車的運行過程；存儲器，用于存儲不同電鍍工藝的SFC程序，用于存儲當(dāng)前的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；位置傳感器，用于檢測行車當(dāng)前的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送給CPU；用戶交互接口，用于接收用戶手動輸入的所述工作模式、電機控制命令，并發(fā)送給CPU，用于向用戶顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)；光電開關(guān)組，用于根據(jù)所述電機控制命令控制相應(yīng)電機的開關(guān)、運行方向；變頻器組，用于控制電機的運動速度。本發(fā)明能增強系統(tǒng)的通用性，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省費用。
文檔編號C25D21/12GK102864484SQ20121032585
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者丁曉榮 申請人:無錫惠嶸環(huán)?？萍加邢薰?br>