靜電噴涂控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)工業(yè)以太網(wǎng)分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了靜電噴涂控制系統(tǒng)。靜電噴霧控制系統(tǒng)可分為三層：場控制層，通信協(xié)調(diào)層和遠(yuǎn)程監(jiān)測層?，F(xiàn)場控制層由靜電噴霧控制單元和PLC控制單元組成。但時在實(shí)踐的情況中，是有不同尺度、不同形狀的工件會同時被懸掛在同一條輸送鏈上。每個靜電噴霧控制單元由靜電噴霧控制器和靜電噴槍組成。噴槍接口連接到致動器以形成控制回路，從而完成對涂裝烘箱槍電壓，槍電流，流速壓力和霧化壓力的控制。噴涂任務(wù)。 PLC控制系統(tǒng)分為主從PLC控制單元，完成裝配線上涂層工件的運(yùn)動控制，自動噴槍攜帶往復(fù)機(jī)的運(yùn)動控制和噴槍的距離調(diào)節(jié)。同時，主PLC控制單元還需要完成工件形狀和傳動速度的檢測。通過向從涂裝烘箱PLC控制單元發(fā)送運(yùn)動同步信號，將觸發(fā)同步信號發(fā)送到靜電噴涂控制柜，以協(xié)調(diào)噴涂操作的完成。 

涂裝烘箱總體方案設(shè)計(jì)靜電噴涂控制柜結(jié)構(gòu)所示。多個靜電噴霧控制單元和通信協(xié)調(diào)器形成靜電噴霧控制柜，并且可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)線選擇控制器的數(shù)量。涂裝烘箱發(fā)送數(shù)據(jù)包之間的時間間隔是2ms，并且在發(fā)送數(shù)據(jù)之后清除。 RS48_5總線控制網(wǎng)絡(luò)用于靜電噴涂控制器與控制柜中的通信協(xié)調(diào)器之間的通信，通信協(xié)議使用MODBUS通信協(xié)議。由于RS-48_5總線可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)雙向通信，并且根據(jù)基于RS-48_5總線的MODBUS通信協(xié)議編寫通信程序，因此可以以點(diǎn)對多的方式實(shí)現(xiàn)可靠的通信。系統(tǒng)需要利用RS-48_5點(diǎn)對多向通信特性來控制多個靜電噴涂控制器。

涂裝烘箱

由于對涂裝烘箱執(zhí)行器減壓閥的機(jī)械控制沒有極限，因此在軟件中必須設(shè)定安全調(diào)節(jié)范圍：總氣壓的100 7080%。我們需要控制的是速度、壓力和霧化壓力的范圍在總壓力的1007080％之間，并且當(dāng)壓力超過范圍時，調(diào)節(jié)將停止。涂層的厚度與供粉量成正比，噴涂一段時間后，涂層的厚度添加減慢，再增大供粉量時，沉積率減小，使收回粉添加。由原步進(jìn)電機(jī)模塊設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出PWM脈沖頻率有關(guān)。為了保證快速穩(wěn)定的氣壓調(diào)節(jié)，氣壓調(diào)節(jié)是分階段控制的。當(dāng)誤差超過IOKPa時，可以全速調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)；當(dāng)誤差在1--10KPa之間時，可以中速調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)；當(dāng)氣壓穩(wěn)定時，由于氣壓波動需要調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)，則采用慢速調(diào)節(jié)。防止因輕微波動或采樣波動調(diào)整不正確而引起的氣壓嚴(yán)重波動。

涂裝烘箱通信模塊程序設(shè)計(jì)控制主板通過USART1與操作面板進(jìn)行通信。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率，涂裝烘箱采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。同時，為了接收長度未知的數(shù)據(jù)，USART1的空閑可以中斷DART_IT_IDLE，并在空閑中斷處理功能中切換接收緩沖區(qū)，提高數(shù)據(jù)接收容量和速率?？刂浦靼灏l(fā)送的數(shù)據(jù)包有兩種，一種是事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由響應(yīng)面板請求的響應(yīng)參數(shù)組成，另一種是時間觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由定期發(fā)送的廣播參數(shù)組成。手動噴涂作業(yè)完全是依據(jù)操作者的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，操作者的熟練度和操作狀況嚴(yán)重影響噴涂出產(chǎn)質(zhì)量，另外手動噴涂對工人健康影響很大。為了防止發(fā)送數(shù)據(jù)之間的沖突，對各個參數(shù)的優(yōu)先級進(jìn)行了劃分。數(shù)據(jù)在每個模塊中生成，因此封裝參數(shù)也在每個模塊中。當(dāng)生成數(shù)據(jù)時，將調(diào)用數(shù)據(jù)打包子例程來打包數(shù)據(jù)。同時，有效數(shù)據(jù)標(biāo)志的相應(yīng)位置1指示需要發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)USENDATAFFACH不是0時，它表示有數(shù)據(jù)要發(fā)送。涂裝烘箱主程序中調(diào)用發(fā)送程序。發(fā)送程序根據(jù)發(fā)送優(yōu)先級判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有一個，它發(fā)送優(yōu)先級數(shù)據(jù)并清除位?？刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。uSendDataFlag的對應(yīng)優(yōu)先級高于時間觸發(fā)的廣播分組。

涂裝烘箱輸出試驗(yàn)為控制器輸出測試，原本需要使用噴槍配合，但由于實(shí)驗(yàn)室條件的限制，噴槍輸出的靜電高達(dá)上萬伏，測量條件有限。因此，在輸出端連接等效負(fù)載電阻來測試輸出電壓和電流，并驗(yàn)證采樣電路和采樣程序?？諝庠礆庥煽諝鈮嚎s機(jī)供給，并對氣壓傳感電路和氣壓調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行了測試。涂裝烘箱通信模塊程序設(shè)計(jì)控制主板通過USART1與操作面板進(jìn)行通信。涂裝烘箱在電壓控制模式下，輸出電壓設(shè)為SOKV。用萬用表測量輸出電壓為1043V。操作面板顯示為SOKV，噴槍的電流顯示為43UA。由于噴槍放大后輸出電壓達(dá)不到SOKV，輸出電壓應(yīng)由噴槍4762的升壓因子除以，即SoooOV/4762＝1049 V。涂裝烘箱在電流模式下，噴槍的電流設(shè)定為36μA，輸出電壓為8.72 V。d是萬用表，靜電電壓是41KV，靜電電流是36uA，顯示在操作面板上。

由于等效負(fù)載電阻值為5052，輸出電流測量的放大倍數(shù)為_5，計(jì)算電流為3_SuA，基本相同。其結(jié)果是，控制器電路的輸出基本上是正常的。涂裝烘箱從左邊的空氣壓縮機(jī)輸出的總氣壓和由右邊的控制器（右邊的三位數(shù)管）測量和顯示的總氣壓。當(dāng)前設(shè)定的流量壓力400KPa，霧化壓力1_SOKPa，啟動控制器后，壓力輸出如圖6-11所示（右側(cè)數(shù)字管中間的流量壓力，下方的霧化壓力）。經(jīng)測試，控制器的電壓輸出范圍為6×21V，輸出電壓范圍可設(shè)定為30×100kV；輸出電流為0-600毫安，轉(zhuǎn)換為噴槍電流為0-176UA；流量和壓力調(diào)節(jié)范圍為200×700 kPa；霧化壓力調(diào)節(jié)。根據(jù)靜電噴涂的原理，在靜電粉末涂裝時，粉末粒子帶電，借助于庫侖力吸附到工件表面。范圍為70-7000 kPa。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，該控制器完全實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)表2中設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)范圍。