新型铝材立式氧化自动线整流电源系统

　　前言

　　近年来，随着国民经济的发展，国内外对门窗装饰型材的需求量越来越大，传统的卧式氧化生产线由于自身槽体形式的原因，无法从本质上提高产能，越来越多的企业开始新增自动化程度高、产量高、效率高的立式氧化生产线。立式氧化生产不仅具有容积大、产量高的优势，而且由于采用夹具单头夹料代替了原来的两头夹料，也克服了产品两头有扎线痕的缺陷，为优质高产创造了条件。

　　1、分布式供电的整流电源系统

　　立式氧化生产线槽体容积大，每一槽所加工的型材面积相当于传统卧式氧化生产线的3-4倍，需要功率较大的整流电源系统对铝型材进行氧化处理，为了更好的控制每一排工料氧化膜厚的均匀性，多采取每个氧化槽使用6台氧化电源双端分布式供电的形式，具体供电方式见下图1。

　　此种供电方式要求同一槽供电的所有氧化电源具有较好的一致性，包括输出特性一致性、与自动化系统对接的一致性，为了实现此种工作方式的要求，如上所述，在氧化槽的两边对应每条梁各自摆放三台额定容量相同的氧化电源，每条梁供电的氧化电源的两两之间通过Modbus通讯来实现同步。

　　分布式供电的整流电源系统使电流在氧化槽里的分布更加均匀，生产出的铝型材合格率和品质更高。并且大大减少了电缆和导电排的使用，节约了成本，减少了损耗。

　　2、与生产线控制系统的智能化对接

　　传统的氧化生产线通常采用手动或半自动化生产控制方式，此种方式存在自动化程度低、人力成本高、生产效率低、工艺控制不严格等缺陷。立式氧化生产线通过全自动的方式，可以完全避免上述缺点。立式氧化生产线采用了目前最先进的表面处理生产技术，使用全电脑自动控制系统，使生产过程减少人为干扰因素，自动化程度的提高有利于产品质量、工艺条件稳定。

　　自动化生产线可以实现对整条生产线的全自动化控制，从行车控制到温度控制、从整流电源系统到生产管理系统，通过采用先进的工业自动化产品，把整条生产线日常运行的人力成本降到最低。

　　整流电源系统通常采用PLC作为核心控制元件，PLC作为标准化的工业自动化产品，具有高处理速度、高可靠性、适应宽范围环境条件等优势，并且可以支持主流自动化生产线控制系统对通讯的要求，通过各种网络通讯接口，实现单机与生产线主控单元的实时通讯控制。

　　整流电源系统作为全自动立式氧化生产线的重要组成部分，可设计提供生产控制系统所要求的各种网络通讯接口，包括工业以太网，现场总线，串口通讯等，实现与生产线控制系统的“无缝”对接。所有的生产管理系统还可以与工厂内的ERP系统对接，使得管理者足不出户，便可全面了解整条生产线的生产情况，及时、准确的跟踪、管理产品质量。

　　3、新型水冷全密闭式氧化电源

　　随着氧化电源功率等级的不断增大，以及全自动铝型材表面处理生产线对氧化电源提出了更高的要求，新型水冷全密闭式晶闸管整流电源应运而生。

　　整流电源设备中的硅元件、变压器、母排等均为水冷却方式，由此构筑了全密闭式循环水冷却系统。由于循环水不与大气直接接触，其热交换是通过风—水或水—水换热系统完成的，而无需借助大功率空调来吸收热量，既是最节能的冷却方式，同时也避免了设备内器件受到因空气交换带来的腐蚀性气体的腐蚀。下表3列出了全密闭式循环水冷却系统与其他冷却方式的性能指标对比。

　　新型水冷全密闭式氧化电源通过采用水冷变压器，明显改善了变压器及设备整机的发热问题，使整机效率及可靠性得到了提高和保证。通过采用水冷输出铝母排替代水冷输出铜母排，减少重量约30%，节省成本更在30%以上，使整机在安装、运输、成本各方面都具有优越性。全密闭式冷却方式在为整机带来良好散热效果的同时，也极大避免了设备内器件受到因空气交换带来的腐蚀性气体的腐蚀，保障了设备的长期、良好的运行。

　　4、现状及展望

　　未来的立式氧化生产线将向几个方向发展：车间生产全自动化、整流电源大功率化、对色检验仪器化、车间管理无纸化、清洁生产环保化。在国内企业的大力推动下，立式氧化生产线用整流电源系统已经完全实现国产化，已形成工业化批量应用，具有运行可靠、节能环保，自动化程度高，操作简便，维护简单等特点。诸多事实证明，稳定可靠、节能高效、智能控制、外观创新的整流电源系统，将成为铝型材加工企业在日趋激烈的竞争环境中取得先机的最可靠保障。

　　参考文献

　　[1] 吴小源 铝合金型材表面处理技术 冶金工业出版社 2009

　　[2] 朱祖芳 铝合金阳极氧化与表面处理技术 化学工业出版社 2004

　　[3] 汪晋宽 , 马淑华 , 吴雨川 工业网络技术 北京邮电学院出版社 2007

　　[5] 邸倩倩等. 变压器冷却方式的发展[J]. 天津商学院学报，2000

　　[6] 周本省. 工业冷却水系统中金属的腐蚀和防护. 化学工业出版社，1993