前言

近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)外對門窗裝飾型材的需求量越來越大，傳統(tǒng)的臥式氧化生產(chǎn)線由于自身槽體形式的原因，無法從本質(zhì)上提高產(chǎn)能，越來越多的企業(yè)開始新增自動化程度高、產(chǎn)量高、效率高的立式氧化生產(chǎn)線。立式氧化生產(chǎn)不僅具有容積大、產(chǎn)量高的優(yōu)勢，而且由于采用夾具單頭夾料代替了原來的兩頭夾料，也克服了產(chǎn)品兩頭有扎線痕的缺陷，為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

1、分布式供電的整流電源系統(tǒng)

立式氧化生產(chǎn)線槽體容積大，每一槽所加工的型材面積相當于傳統(tǒng)臥式氧化生產(chǎn)線的3-4倍，需要功率較大的整流電源系統(tǒng)對鋁型材進行氧化處理，為了更好的控制每一排工料氧化膜厚的均勻性，多采取每個氧化槽使用6臺氧化電源雙端分布式供電的形式，具體供電方式見下圖1。

圖1 氧化槽分布式供電示意圖

表1 供電形式對比表

表2 氧化效果對比表

此種供電方式要求同一槽供電的所有氧化電源具有較好的一致性，包括輸出特性一致性、與自動化系統(tǒng)對接的一致性，為了實現(xiàn)此種工作方式的要求，如上所述，在氧化槽的兩邊對應每條梁各自擺放三臺額定容量相同的氧化電源，每條梁供電的氧化電源的兩兩之間通過Modbus通訊來實現(xiàn)同步。

分布式供電的整流電源系統(tǒng)使電流在氧化槽里的分布更加均勻，生產(chǎn)出的鋁型材合格率和品質(zhì)更高。并且大大減少了電纜和導電排的使用，節(jié)約了成本，減少了損耗。

2、與生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的智能化對接

傳統(tǒng)的氧化生產(chǎn)線通常采用手動或半自動化生產(chǎn)控制方式，此種方式存在自動化程度低、人力成本高、生產(chǎn)效率低、工藝控制不嚴格等缺陷。立式氧化生產(chǎn)線通過全自動的方式，可以完全避免上述缺點。立式氧化生產(chǎn)線采用了目前最先進的表面處理生產(chǎn)技術，使用全電腦自動控制系統(tǒng)，使生產(chǎn)過程減少人為干擾因素，自動化程度的提高有利于產(chǎn)品質(zhì)量、工藝條件穩(wěn)定。

自動化生產(chǎn)線可以實現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的全自動化控制，從行車控制到溫度控制、從整流電源系統(tǒng)到生產(chǎn)管理系統(tǒng)，通過采用先進的工業(yè)自動化產(chǎn)品，把整條生產(chǎn)線日常運行的人力成本降到最低。

整流電源系統(tǒng)通常采用PLC作為核心控制元件，PLC作為標準化的工業(yè)自動化產(chǎn)品，具有高處理速度、高可靠性、適應寬范圍環(huán)境條件等優(yōu)勢，并且可以支持主流自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)對通訊的要求，通過各種網(wǎng)絡通訊接口，實現(xiàn)單機與生產(chǎn)線主控單元的實時通訊控制。

整流電源系統(tǒng)作為全自動立式氧化生產(chǎn)線的重要組成部分，可設計提供生產(chǎn)控制系統(tǒng)所要求的各種網(wǎng)絡通訊接口，包括工業(yè)以太網(wǎng)，現(xiàn)場總線，串口通訊等，實現(xiàn)與生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的“無縫”對接。所有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)還可以與工廠內(nèi)的ERP系統(tǒng)對接，使得管理者足不出戶，便可全面了解整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，及時、準確的跟蹤、管理產(chǎn)品質(zhì)量。

3、新型水冷全密閉式氧化電源 

隨著氧化電源功率等級的不斷增大，以及全自動鋁型材表面處理生產(chǎn)線對氧化電源提出了更高的要求，新型水冷全密閉式晶閘管整流電源應運而生。

整流電源設備中的硅元件、變壓器、母排等均為水冷卻方式，由此構筑了全密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。由于循環(huán)水不與大氣直接接觸，其熱交換是通過風—水或水—水換熱系統(tǒng)完成的，而無需借助大功率空調(diào)來吸收熱量，既是最節(jié)能的冷卻方式，同時也避免了設備內(nèi)器件受到因空氣交換帶來的腐蝕性氣體的腐蝕。下表3列出了全密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)與其他冷卻方式的性能指標對比。

表3 全密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)與其他冷卻方式性能指標對比

新型水冷全密閉式氧化電源通過采用水冷變壓器，明顯改善了變壓器及設備整機的發(fā)熱問題，使整機效率及可靠性得到了提高和保證。通過采用水冷輸出鋁母排替代水冷輸出銅母排，減少重量約30%，節(jié)省成本更在30%以上，使整機在安裝、運輸、成本各方面都具有優(yōu)越性。全密閉式冷卻方式在為整機帶來良好散熱效果的同時，也極大避免了設備內(nèi)器件受到因空氣交換帶來的腐蝕性氣體的腐蝕，保障了設備的長期、良好的運行。

4、現(xiàn)狀及展望 

本文主要介紹國內(nèi)鋁材立式氧化自動線電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀，描述新型電源系統(tǒng)在立式氧化生產(chǎn)線的功用、構成、特點，以及如何實現(xiàn)與各類自動化生產(chǎn)線的智能對接，從而達到高效率、智能化的大規(guī)模應用，未來的立式氧化生產(chǎn)線將向幾個方向發(fā)展：車間生產(chǎn)全自動化、整流電源大功率化、對色檢驗儀器化、車間管理無紙化、清潔生產(chǎn)環(huán)保化。在國內(nèi)企業(yè)的大力推動下，立式氧化生產(chǎn)線用整流電源系統(tǒng)已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，已形成工業(yè)化批量應用，具有運行可靠、節(jié)能環(huán)保，自動化程度高，操作簡便，維護簡單等特點。諸多事實證明，穩(wěn)定可靠、節(jié)能高效、智能控制、外觀創(chuàng)新的整流電源系統(tǒng)，將成為鋁型材加工企業(yè)在日趨激烈的競爭環(huán)境中取得先機的最可靠保障。