铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，属于的金属加工的技术领域。系统包括：控制器、PH值调节模块、温度调节模块、定位控制模块、无线通信模块、上位机、报警模块、定时模块和电源模块，控制器与上位机通过无线通信模块双向通信，上位机由操作人员设定工艺参数并发送给控制器；控制器实时采集无铬处理液的PH值、温度数据并发送给上位机，在上位机的控制下进行铝型材表面化学转化处理，实现了铝合金建筑型材表面处理的远程监控和工艺参数自动调节。
【专利说明】
铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，属于金属加工的技术领域。
【背景技术】
[0002]随着建筑业的高速发展，我国铝合金建筑型材的产量快速提高，铝建筑型材表面处理的生产工艺也得到了较快发展。铝合金建筑型材表面处理的生产工艺有电泳涂装、粉末喷涂等。粉末涂装工艺生产的铝合金建筑型材具有优良的耐蚀性、耐候性和装饰性，生产工艺简单、安全环保，生产成本、资源和能源消耗低，获得了广泛应用。铝合金建筑型材在喷涂前需进行表面处理，清除表面粘附的油污、自然氧化膜、灰尘等污染物，并通过化学氧化技术提高涂层与基材的结合力。
[0003]化学氧化技术最常用的是铬酸盐转化处理法，该方法因含有致癌的六价铬离子，废水排放会造成严重的环境和生态污染，并且现有的表面处理工艺自动化程度较低，工人参与生产过程的程度高，劳动强度较高，健康受到极大的潜在危害。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述【背景技术】的不足，提供了铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，实现了铝合金建筑型材表面化学转化的远程监控和工艺参数的自动调节。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案:
[0006]铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，包括:控制器、定位控制模块、定时模块、无线通信模块、上位机、电源模块，所述定位控制模块、定时模块的数据端口分别与控制器I/O端口连接，控制器、定位控制模块、定时模块、无线通信模块的供电端口与电源模块的输出端连接，无线通信模块的串口与控制器的通信端口连接，上位机通过无线网络与无线通信模块通信；
[0007]上位机设定的转化时间经无线通信模块传输至控制器，定位控制模块检测由水平传送链或垂直传送链输送的工件，定位控制模块在检测到工件已由水平传送链输送至水平方向指定位置时发送水平到位信号给控制器，控制器向定位控制模块发送垂直传送指令，定位控制模块停止水平传送链并启动垂直传送链，垂直传送链带动工件浸入无铬处理液，定位控制模块在工件顶部完全浸入无铬处理液时向控制器发送垂直到位信号，控制器向定位控制模块发送停止垂直传送指令，定位控制模块停止垂直传送链，控制器向定时模块发送启动定时指令以及设定的转化时间，定时模块自设定的转化时间开始倒计时，定时模块在倒计时清零时反馈转化完成的指令给控制器，控制器向定位控制模块发送先垂直返回再水平传送的指令，定位控制模块将工件先垂直提升至垂直方向指定位置后再水平输送至下一道工序。
[0008]进一步的，所述监控系统还包括:PH值调节模块、温度调节模块，所述PH值调节模块、温度调节模块的通信端口分别与控制器I/o端口连接，PH值调节模块、温度调节模块的供电端口与电源模块的输出端连接；
[0009]PH值调节模块实时采集并发送无铬处理液PH值数据给控制器，温度调节模块实时采集并发送无铬处理液温度数据给控制器，控制器接收的无铬处理液PH值数据、无铬处理液温度数据经无线通信模块传输至上位机，上位机在无铬处理液PH值数据超出PH值阈值范围时发送开启或关闭PH值调整液进液阀的指令给控制器，控制器发送开启或关闭PH值调整液进液阀的指令给PH值调节模块，上位机在无铬处理液温度数据超出温度阈值范围时发送启动或停止加热器的指令给控制器，控制器发送启动或停止加热器的指令给温度调节模块。
[0010]再进一步的，所述监控系统还包括报警模块，报警模块的数据端口与控制器I/O端口连接，报警模块的供电端口与电源模块的输出端连接，控制器在无铬处理液PH值数据、无铬处理液温度数据中至少一种数据超出该数据阈值范围时经无线通信模块发送包含时间的故障信息给上位机，控制器在发送所述故障信息的同时向报警模块发送报警指令，报警模块发出声光报警。
[0011]作为所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的进一步优化方案，控制器为16位低功耗单片机MSP430F149。
[0012]作为所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的进一步优化方案，定位控制模块为MSE-TS803激光位移传感器。
[0013]作为所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的进一步优化方案，定时模块为SD3088时钟芯片。
[0014]作为所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的进一步优化方案，无线通信模块为ESP8266-10模块。
[0015]作为所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的进一步优化方案，PH值调节模块是型号为PHS-3C的PH计。
[0016]作为所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统的进一步优化方案，温度调节模块为DS18B20测温传感器。
[0017]本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果:
[0018](I)控制器根据上位机设定的处理时间，精确控制铝合金建筑型材工件表面化学转化的时间，提高了表面处理工艺的自动化；
[0019](2)控制器向上位机发送实时采集的处理液PH值、温度数据，上位机发出指令控制PH值调整液进液阀、电加热器工作，使表面化学转化处理设备工作在设定的处理液PH值、温度范围内，实现了表面化学转化工艺参数的即时监控和精确调节；
[0020](3)无线通信模块用于控制器和上位机的双向无线通信，使操作人员远离现场，有效避免职业病危害；
[0021](4)报警模块在现场工艺参数异常时发出声光报警，提示维护人员及时排查故障，提高成品率和生产效率。
【附图说明】
[0022]图1为铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺监控系统的框图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合图1对本实用新型的技术方案进行详细说明。本领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所述技术领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0024]具体实施例一:
[0025]铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，包括:控制器、定位控制模块、无线通信模块、上位机、报警模块、定时模块、电源模块。定位控制模块、定时模块的数据端口分别与控制器I/O端口连接，无线通信模块的串口与控制的通信端口连接，上位机通过无线网络与无线通信模块双向通信。控制器、定位控制模块、定时模块、无线通信模块的供电端口与电源模块的输出端连接，电源模块对市电进行整流、隔离斩波、再整流、稳压处理后供给与其连接的各模块。
[0026]控制器可以采用16位低功耗MSP430F149单片机，无线通信模块为ESP8266-10wifi模块。定位控制模块采用MSE-TS803激光位移传感器，定时模块为SD3088时钟芯片。
[0027]系统启动时，操作人员首先通过上位机设定转化时间。定位控制模块实时检测由传送装置输送的工件，传送装置包括水平传送链和垂直传送链，工件先由水平传送链输送至指定位置后，定位控制模块检测到工件并发送水平到位信号给控制器，控制器接收定位控制模块发送的水平到位信号并向定位控制模块发送垂直传送指令，定位控制模块停止水平传送链并启动垂直传送链，将工件浸入无铬处理液，工件顶部完全浸入无铬处理液时，定位控制模块向控制器发送垂直到位信号，控制器接收定位控制模块发送的垂直到位信号后向定位控制模块发送停止垂直传送指令，控制器在发送停止垂直传送指令的同时向定时模块发送启动定时指令以及设定的转化时间，定位控制模块停止垂直传送链，定时模块自设定的转化时间开始倒计时并在倒计时清零时反馈转化完成的指令给控制器，控制器向定位控制模块发送先垂直返回再水平传送的指令，定位控制模块接收控制器发送的指令后将工件先垂直提升至指定位置再水平输送至下一道工序。
[0028]具体实施例二:
[0029]监控系统在实施例一的基础上，还包括:PH值调节模块和温度调节模块，PH值调节模块、温度调节模块的通信端口分别与控制器I/O端口连接，PH值调节模块、温度调节模块的供电端口与电源模块的输出端连接。PH值调节模块采用型号为PHS-3C的PH计，温度调节模块采用DS18B20测温传感器。系统上电后，通过上位机设置无铬表面处理液PH的阈值范围和温度的阈值范围。PH值调节模块实时检测储液池内的无铬表面处理液PH值后发送给控制器，控制器通过无线通信模块将PH值数据发送给上位机，上位机将接收到的PH值数据储存并与PH值阈值范围比较后向控制器发送开启或关闭PH值调整液进液阀的指令，控制器向PH值调节模块发送接收到的指令以使无铬处理液的PH值处于适宜范围内。温度调节模块实时检测无铬处理液的温度数据后发送给控制器，控制器通过无线通信模块将检测的无铬处理液温度发送给上位机，上位机将接收到的温度数据储存并与温度阈值范围比较后向控制器发送启动或停止加热器的指令给控制器，控制器向温度调节模块发送接收到的指令，温度调节模块启动或停止电加热器以使无铬处理液的温度处于适宜范围内。
[0030]系统运行过程中任一工艺参数(无铬表面处理液PH值、温度)超出设定的阈值值范围时，控制器向上位机发送包含时间的故障信息，上位机存储接收到的包含时间的故障信息，控制器同时向报警模块发送报警指令，报警模块接收控制器的指令并发出声光报警。
[0031]上述实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0032]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0033](I)控制器根据上位机设定的处理时间，精确控制铝合金建筑型材工件表面化学转化的时间，提高了表面处理工艺的自动化；
[0034](2)控制器向上位机发送实时采集的处理液PH值、温度数据，上位机发出指令控制PH值调整液进液阀、电加热器工作，使表面化学转化处理设备工作在设定的处理液PH值、温度范围内，实现了表面化学转化工艺参数的即时监控和精确调节；
[0035](3)无线通信模块用于控制器和上位机的双向无线通信，使操作人员远离现场，有效避免职业病危害；
[0036](4)报警模块在现场工艺参数异常时发出声光报警，提示维护人员及时排查故障，提高成品率和生产效率。
[0037]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，包括:控制器、定位控制模块、定时模块、无线通信模块、上位机、电源模块，所述定位控制模块、定时模块的数据端口分别与控制器I/o端口连接，控制器、定位控制模块、定时模块、无线通信模块的供电端口与电源模块的输出端连接，无线通信模块的串口与控制器的通信端口连接，上位机通过无线网络与无线通信模块通信； 上位机设定的转化时间经无线通信模块传输至控制器，定位控制模块检测由水平传送链或垂直传送链输送的工件，定位控制模块在检测到工件已由水平传送链输送至水平方向指定位置时发送水平到位信号给控制器，控制器向定位控制模块发送垂直传送指令，定位控制模块停止水平传送链并启动垂直传送链，垂直传送链带动工件浸入无铬处理液，定位控制模块在工件顶部完全浸入无铬处理液时向控制器发送垂直到位信号，控制器向定位控制模块发送停止垂直传送指令，定位控制模块停止垂直传送链，控制器向定时模块发送启动定时指令以及设定的转化时间，定时模块自设定的转化时间开始倒计时，定时模块在倒计时清零时反馈转化完成的指令给控制器，控制器向定位控制模块发送先垂直返回再水平传送的指令，定位控制模块将工件先垂直提升至垂直方向指定位置后再水平输送至下一道工序。2.根据权利要求1所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括:PH值调节模块、温度调节模块，所述PH值调节模块、温度调节模块的通信端口分别与控制器I/O端口连接，PH值调节模块、温度调节模块的供电端口与电源模块的输出端连接； PH值调节模块实时采集并发送无铬处理液PH值数据给控制器，温度调节模块实时采集并发送无铬处理液温度数据给控制器，控制器接收的无铬处理液PH值数据、无铬处理液温度数据经无线通信模块传输至上位机，上位机在无铬处理液PH值数据超出PH值阈值范围时发送开启或关闭PH值调整液进液阀的指令给控制器，控制器发送开启或关闭PH值调整液进液阀的指令给PH值调节模块，上位机在无铬处理液温度数据超出温度阈值范围时发送启动或停止加热器的指令给控制器，控制器发送启动或停止加热器的指令给温度调节模块。3.根据权利要求2所述铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括报警模块，报警模块的数据端口与控制器I/O端口连接，报警模块的供电端口与电源模块的输出端连接，控制器在无铬处理液PH值数据、无铬处理液温度数据中至少一种数据超出该数据阈值范围时经无线通信模块发送包含时间的故障信息给上位机，控制器在发送所述故障信息的同时向报警模块发送报警指令，报警模块发出声光报塾目ο4.根据权利要求1所述的铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述控制器为16位低功耗单片机MSP430F149。5.根据权利要求1所述的铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述定位控制模块为MSE-TS803激光位移传感器。6.根据权利要求1所述的铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述定时模块为SD3088时钟芯片。7.根据权利要求1所述的铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述无线通信模块为ESP8266-10模块。8.根据权利要求2所述的铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述PH值调节模块是型号为PHS-3C的PH计。9.根据权利要求2所述的铝合金建筑型材无铬表面化学转化工艺的监控系统，其特征在于，所述温度调节模块为DS18B20测温传感器。
【文档编号】G05B19/418GK205563255SQ201620304111
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】李让峰, 王祥傲, 宫守科, 颜凯, 庞军
【申请人】滁州市玉龙金属制品有限公司