陈泳麟

摘 要：本文首先简要阐述了电泳涂装的过程，发展现状及研究意义，然后对电泳涂装生产线自动控制系统的组成加以研究，并对某企业的应用实例加以介绍。

关键词：电泳涂装；生产线；自动控制系统

中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）13-0033-02

在生活中，金属腐蚀是一种常见现象，但这一现象却会造成巨大的危害和经济损失，而涂装技术的出现大大改善了这一问题。除了可以防腐蚀外，涂装还具有较高的装饰性。电泳涂装作为一种新型的涂装方式，以其先进的表面处理工艺被广泛应用于众多大、中型企业的涂膜工艺中，具有良好的发展前景。

1 电泳涂装概述

1.1 电泳涂装过程

电泳涂装通常包括电泳、电解、电沉积及电渗四个过程，这四个过程是同时进行的。电泳又称泳动，是指在直流电场的作用下，正带电胶体粒子向负方向运动，而负带电胶体粒子向正方向运动。电解是指在阴极和阳极上发生氧化还原反应的现象。电沉积是指带负电的胶体粒子移至阳极附近时在阳极表体放出电子，结晶析出，由此而形成漆膜。电渗是指在电场作用下，固相不动，液相移动，使得漆膜内水分减少，最终形成含水率极低的致密漆膜。

1.2 电泳涂装生产线的发展现状及研究意义

早在1976年，PPG公司首先研制出了阴极电泳漆液，随后发现阴极电泳漆膜比阳极电泳漆膜的耐腐蚀性强。由此，阴极电泳涂装工艺逐渐代替阳极电泳涂装工艺，成为主流。我国涂料工业先后从日本和奥地利引进阴极电泳漆制造及涂装技术，随后我国对阴极电泳涂装工艺及整个控制系统不断研究，使得阴极电泳涂装在我国得到广泛应用。

对电泳涂装生产线的自动控制系统加以研究具有十分重要的意义。与传统涂装方式相比，电泳涂装具有操作简便，成本低，安全环保，涂膜质量好等优点。这使得电泳涂装技术正在逐步代替传统的涂装方式。而电泳涂装生产线自动控制系统的优良与否，将直接影响到产品的质量和系统的生产效率。因此，制定合理的电泳涂装生产线自动控制系统，对于提高企业的经济效益具有十分重要的意义。

2 电泳涂装生产线自动控制系统组成

先进的电泳涂装自动控制系统不仅要有较高的工业水准和自动化程度，还应该节能环保，能源高效，有效控制运营成本，维护方便。一般情况下一条电泳涂装生产线会有成千上万个I/O点，网络结构复杂，对网络结构进行合理划分，可以使生产线的控制变得更加方便可靠。根据生产工艺和流水线结构，电泳涂装生产线自动控制系统可分为前处理电泳控制系统、喷漆控制系统、烘干控制系统和机械化输送控制系统四个组成部分。

2.1 前处理电泳控制系统

电泳涂装首先要对金属进行表面处理，即前处理技术，主要包括清除金属表面的油污、尘土、铁锈、涂料等，通过化学反应使金属表面产生一层防腐蚀的化学物质薄膜，改善金属表面的状态，确保金属具有良好的防腐性和美观性能。

由于前处理中为了保证电泳质量，需要严格的控制槽液中的水温，所以需要一台冷却循环水系统对槽液制冷和一台锅炉热循环水系统对槽液加热。冷却循环水系统主要包括冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵，冷却水泵主要将压缩机产生的热量传送到冷却塔中，降低水温；冷冻水泵主要是将冷冻水传送到电泳槽液，将热交换的水传送回压缩机。锅炉热循环水系统主要包括循环水泵和加热器，将加热的循环水传送到需要热交换的地方，对水循环系统进行加热。

2.2 喷漆控制系统

喷漆控制系统采用静电喷漆方式，接地的车身作为阳极（正极），喷漆枪或者雾化漆作为阴极（负极），使车身均匀的产生一层极薄的底漆。底漆是直接将漆涂饰在车身表面上的第一层漆，喷涂底漆后进入面漆室进行喷漆，通常面漆进行两次喷漆。

喷漆控制系统应安装空调送风装置，系统工作中的新风通过送风口传送到喷漆室的顶端，排风口安装在喷漆室的底端，使喷漆室形成自上而下的气流，减少漆雾飞溅，将多余的漆雾颗粒带走，然后车身进入烘干室烘干。

2.3 烘干控制系统

烘干控制系统是将漆膜干燥和固化，固化的质量直接影响涂装的质量。涂料在高温的环境下，由液态转化成固态，车身表面形成致密的漆膜，这种过程称之为烘干。烘干控制系统是将空气加热，热空气将温度传递给车身，使之温度身高，热空气与在烘干室进行内循环，如此反复循环，将车身加热到所需温度。

烘干控制系统的燃烧器采用点火控制器，在助燃风机启动后，点火控制器开始工作，点火棒通过变压器产生的高压下开始点火，当检测到有稳定的火焰时，打开主火电磁阀开时大火燃烧，点火完成后，系统进入温控过程。

2.4 机械化输送控制系统

机械化输送控制系统贯穿于整个电泳涂装生产全过程，主要作用是保证从装焊车间运输过来的车身在涂装车间完成前处理、电泳、电泳烘干、密封胶、喷漆、漆面烘干、检查补修等工序，并将涂装合格的车身运输到总装车间，系统的主要设备包括输送链、升降机、移载设备、定位机构等，按照机械输送机位置划分，分为地面输送机系统和空中输送机系统。

空中输送机控制系统主要有：悬挂式输送机主要用于连续生产线，由驱动装置、回转装置、轨道、链条、吊具等设备组成，导轨的工字钢大小确定输送机的承载大小；推杆式输送机是一种单链式的输送装置，安装在前处理和电泳设備上方，其轨道结构分为上下两层，上层安装牵引轨道，下层安装承载轨道。

3 电泳涂装生产线自动控制系统应用实例

以某汽车企业电泳涂装生产线为例，图1为其自动控制系统结构示意图。该控制系统采用PLC控制系统为主要控制方式，选用西门子SIMATIC S7系列PLC，该系列PLC运行速度快，处理指令时间短，使用灵活方便。PLC既能实现与上位机PC的通讯，将系统信息反馈给上位机并执行上位机下达的指令，同时还可以对现场设备进行控制，收集并储存现场设备的运行状态等信息并作出反馈，对现场设备传输指令，控制其现场作业。现场设备与PLC之间以PROFIBUS总线协议来实现信息的传输与反馈。该总线协议是国标规定的现场总线协议之一，使用屏蔽双绞电缆，传输速率快，只对物理层、数据连接层及用户接口进行定义。

4 结语

综上所述，电泳涂装是金属制品表面涂装的重要方法，涂层质量好。未来电泳涂装生产线的自动控制系统将朝着自动化水平高、生产效率高、电泳液利用率高、成本低的方向发展。对电泳涂装生产线的自动控制系统加以研究，提升其自动化水平，在保证质量的同时提高效率，对国家和企业都具有十分重要的意义。

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