CN208013809U - 一种新型铝型材钝化工艺的实时监控系统 - Google Patents

Abstract

目前铝型材钝化工艺大多采用人工检测工艺参数、控制药液注入等工艺流程，费时费力不精确。本实用新型采用PLC、单片机等处理器单元、传感器、继电器、电磁阀、触摸屏和手机所组成的监控系统，实时采集传感器的检测信号，处理器单元智能选择最佳工艺流程，调整电磁阀的动作时序，保证最优钝化效果。在实时监控的同时，采用触摸屏、手机等人机交互方式，让用户掌握工艺状态并能干预钝化过程，提高可操作性和安全性，整个工艺流程的检测结果和控制情况都会被存储起来以备查询。

Description

一种新型铝型材钝化工艺的实时监控系统

技术领域：本实用新型涉及一种铝型材钝化工艺的实时监控系统，是能自动采用最佳工艺流程、具有良好人机界面以及记录工艺过程的系统。

背景技术：

目前铝型材钝化工艺是将铝型材放入不同的槽液中进行脱脂，清洗，钝化等几个步骤来完成。由于每批处理的型材在处理后由于化学反应和离开药液槽时带走部分槽液，造成槽液的酸值和电导率值不断降低，为保证钝化处理所要求的参数，大多采用人工间断性检测工艺参数、人工进行药液注入的工艺流程。在对物件进行脱脂和钝化处理时，需要人工倾倒酸性较强的脱脂剂和钝化液，安全隐患很大，费时费力且对工艺参数不能做连续性的实时监测，会造成钝化处理过程的各项指标与最佳处理指标的要求范围偏差较大，影响钝化效果。

发明内容：

本实用新型由PLC或单片机所组成的处理器单元，PH计，电导率计和液位计所组成的监测单元，以及电磁阀所组成的执行单元三部分所组成，其特征是离心泵通过管道与药液桶和储药罐连接，注药电磁阀的入口通过管道与储药罐连接，出口通过管道与药液槽连接，注药电磁阀的执行机构通过电缆线与处理器单元连接，注水电磁阀的入口通过与管道与储水罐连接，它的出口通过管道与药液槽连接，注水电磁阀的执行机构通过电缆线与离心泵和处理器单元连接，药液槽中的三种传感器PH计，电导率计和液位计分别通过电缆线与处理器单元连接，处理器单元通过网络与手机进行无线信号连接，处理器单元还通过电缆线与触摸屏连接，排液电磁阀的入口通过管道与药液槽连接，它的执行机构通过电缆线与处理器单元连接。整个工艺流程的检测结果和控制情况都会被存储起来以备查询。

本实用新型采用的技术方案为：

钝化工艺实时监控系统采用三个步骤完成钝化工艺的监控：第一步，工艺检测：采用PH 检测计、电导率检测计、液位监测计三种传感器检测钝化处理的各个槽液的酸值，电导率值和液位高度，将检测结果通过串口通讯的方式(如RS485+MODBUS协议)或者变送器，发送给由PLC或单片机组成的处理器单元。第二步，工艺判断：处理器单元将接收到的检测结果与最佳工艺条件的相应数值进行比较从而判断目前的相关数值是否在最佳工艺要求范围内，同时，处理器单元也将实时的工艺参数显示在触摸屏或手机上，操作者可根据触摸屏或手机的显示信息对相关电磁阀进行手动干预以应对特殊情况或突发情况。为了以后相关人员的查询，整个工艺流程的检测结果和各个电磁阀的控制情况可以保存在与触摸屏相连的云上或者手机里。第三步，工艺控制：处理器单元根据数据判断，按照最佳工艺要求，给与注水阀或加药阀相连接的继电器，接触器开关信号，实时保证正常钝化工艺要求的各个槽液的酸值，电导率值以及槽液的液位高度，完成整个钝化工艺的监控。

本实用新型的有益效果是：

钝化工艺过程采用实时监控系统，保证铝型材每批钝化处理都在钝化处理所要求的最佳工艺参数范围内，从而保证钝化质量的优良性和稳定性，整个钝化过程的药液参数自动监控，节约人工，提高安全性，钝化工艺过程实时显示在手机和触摸屏上，便于操作者实时掌控钝化过程情况。

附图说明：

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明

图1，钝化工艺实时监测系统示意图。

图1中，1药液桶，2离心泵，3储药罐，4储水罐，5注药电磁阀，6药液槽，7注水电磁阀，8电导率计，9PH计，10处理器单元，11网络(云技术，4G通讯等方式)，12手机，13液位计，14排液电磁阀，15触摸屏。

具体实施方式：图1中，离心泵2通过管道与药液桶1和储药罐3连接。注药电磁阀5的入口通过管道与储药罐3连接，它的出口通过管道与药液槽6连接，注药电磁阀5的执行机构通过电缆线与处理器单元10连接。注水电磁阀7的入口通过与管道与储水罐4连接，它的出口通过管道与药液槽6连接，注水电磁阀7的执行机构通过电缆线与处理器单元10 连接。插入在药液槽6中的三种传感器PH计9，电导率计8和液位计13分别通过电缆线与处理器单元10连接。处理器单元10通过网络11与手机12进行无线信号连接，处理器单元 10还通过电缆线与触摸屏15连接。排液电磁阀的入口通过管道与药液槽6连接。

插入在药液槽6中的三种传感器PH计8，电导率计9和液位计13将药液槽6的工艺参数PH值，电导率值，和液位高度值的检测结果通过电缆线传送给处理器单元10，传送方式采用串口通讯或变送器。在串口通讯方式中，作为串口通讯的主机的处理器单元10，通过串口通讯(RS485+MODBUS协议)向作为从机的传感器8，9，13发送收集药液槽6中的各项钝化工艺参数数据，从机传感器8，9，13被设置了不同的通讯地址，只有与主机所发出的收集结果命令的通讯地址一致的从机，才能将自己的检测结果信号发送给主机，主机获得这些信号后就可以对各种工艺参数进行判断分析。在变送器传输方式中，将传感器8，9，13检测到的药液槽6中的各项钝化工艺参数数据发送给处理器单元10的非电量信号通过变送器转换成电信号同时放大，处理器单元10就能够对这些电信号进行判断分析。

处理器单元10接收到由传感器8，9，13的检测结果后，立刻与最佳钝化工艺方案相应的工艺参数值比较。如果比较结果数值低于最佳工艺范围所要求的数值时，处理单元10就通过电缆线向由继电器或接触器作为执行机构的注药电磁阀5或注水电磁阀7或排液电磁阀 14发出注药或者注水或者排液的开启指令，注药电磁阀5和注水电磁阀7开启对药液槽6 补药和补水，注药电磁阀5在开启的同时给离心泵2以工作指令，离心泵2将药桶中的药液泵入储药罐6中。当钝化处理的药液槽6的各项工艺参数值达到最佳处工艺参数值所要求的范围内时，处理器单元10就会对上述电磁阀的执行机构发出关闭信号，停止注药或注水的工作。当槽液完全失效时，处理器单元会对排液电磁阀14发出开启指令，排液电磁阀14打开将药液槽6中废液排除。液位计13时刻检测药液槽6的液位高度，在保证药液槽内6 的相关工艺参数在最佳工艺参数所要求的范围内的情况下，液位计13检测到的液位低于正常高度时，处理器单元10同时向注药电磁阀5和注水电磁阀7发出开启指令，按一定比例对药液槽6进行补药补水，当液位计13检测到的药液槽6的液位达到正常值时，处理器单元10就给上述电磁阀一关闭指令，停止补药补水。处理器单元10通过网络11将各传感器 8，9，13检测结果和电磁阀5，7，13的动作情况通过网络11传输给手机12，同时通过电缆线将检测信号传输给触摸屏15，操作者可以实时掌控钝化处理的工艺工程。整个钝化工艺过程中传感器8，9，13的检测结果和电磁阀5，7，14的控制信息也会记录在手机12和触摸屏15 上以供查询。

Claims (1)

1.一种新型铝型材钝化工艺实时监控系统，由PLC或单片机所组成的处理器单元，PH计，电导率计和液位计所组成的监测单元，以及电磁阀所组成的执行单元三部分所组成，其特征是离心泵通过管道与药液桶和储药罐连接，注药电磁阀的入口通过管道与储药罐连接，出口通过管道与药液槽连接，注药电磁阀的执行机构通过电缆线与处理器单元连接，注水电磁阀的入口通过与管道与储水罐连接，它的出口通过管道与药液槽连接，注水电磁阀的执行机构通过电缆线与离心泵和处理器单元连接，药液槽中的三种传感器PH计，电导率计和液位计分别通过电缆线与处理器单元连接，处理器单元通过网络与手机进行无线信号连接，处理器单元还通过电缆线与触摸屏连接，排液电磁阀的入口通过管道与药液槽连接，它的执行机构通过电缆线与处理器单元连接。