1 引言

　　“門檻低、規(guī)模小、水平低、污染嚴(yán)重，整個行業(yè)一直飽受詬病?！边@是業(yè)內(nèi)人對電鍍行業(yè)現(xiàn)狀的普遍看法。由于電鍍工藝中使用大量強酸、強堿，尤其是鉻等五大有毒重金屬，這些有毒有害物質(zhì)通過廢氣、廢水和廢渣排入環(huán)境，使電鍍成為一個重污染行業(yè)。一些小電鍍企業(yè)工藝技術(shù)落后，生產(chǎn)效率低， 原材料消耗高，市場競爭激烈，不堪重負(fù)。尤其高投入的環(huán)保設(shè)備設(shè)施無法裝備，即使裝備了也無力運用，導(dǎo)致我國電鍍行業(yè)的污染狀況到了令人擔(dān)憂的地步。

　　權(quán)威部門的數(shù)據(jù)顯示，我國的電鍍行業(yè)承擔(dān)了世界 70% 的電鍍產(chǎn)能，每年帶來4 億噸含重金屬的廢水，5 萬噸固體廢物， 3000 億立方米酸性氣體。目前 70-80% 的電鍍廠建立了污染控制設(shè)施，然而大部分處理設(shè)施已經(jīng)過期而不能正常運轉(zhuǎn)。即使是經(jīng)過處理后能夠達(dá)標(biāo)排放的廢水、廢氣及固廢，每年排放數(shù)量之大，積累起來對環(huán)境造成的污染也十分嚴(yán)重。

　　傳統(tǒng)電鍍工藝在作業(yè)過程中會散發(fā)出大量有毒有害氣體， 如安全管理工作做得不好，極易發(fā)生中毒，灼傷，甚至燃燒爆炸事故，嚴(yán)重危害作業(yè)人員的身體健康。而排出的氣體、液體和固體，如果不經(jīng)處理或處理不當(dāng)，必然會污染周邊環(huán)境，危害周圍群眾身體健康。魚類、牲畜等食用了電鍍廢水，體內(nèi)積累了有毒物質(zhì)，人類若食用了這些肉制品、乳制品，最終也將影響到人類的健康安全。

　　2 電鍍線設(shè)計要求

　　面對國內(nèi)電鍍行業(yè)的環(huán)境，這條電鍍線在設(shè)計之初就定下了 4 條標(biāo)準(zhǔn)：1、全自動零排放;2、高耐蝕鎳鉻連鍍涂層;3、新型環(huán)保鍍層;4、生產(chǎn)過程智能化閉環(huán)控制。對于我們自動控制來說這四條標(biāo)準(zhǔn)提出了很多詳細(xì)的要求，在現(xiàn)場總線方面基本有以下 5 點：

　　1) 電鍍線以全自動流水線方式電鍍。流水線的各個位置都需要布置傳感器，以面對生產(chǎn)中各種情況，如圖 1 所示。

圖 1 電鍍生產(chǎn)線工藝流程

　　2) 電鍍產(chǎn)品質(zhì)量可追溯。在生產(chǎn)過程中各個工序都要把自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫，以便后期查找。

　　3) 由于是初次設(shè)計施工，會有不確定的問題出現(xiàn)，所以要求現(xiàn)場的控制系統(tǒng)擁有擴(kuò)展性。

　　4) 在生產(chǎn)線成熟后，會對外輸出電鍍生產(chǎn)線，所以要在滿足所有控制需要的前提下做到最精簡布線，便于施工。

　　5) 生產(chǎn)線所有工序的工藝配方都是由技術(shù)工程師設(shè)計后存入 ERP 系統(tǒng)的，這就要求生產(chǎn)中通過條形碼得到配方編號后去數(shù)據(jù)庫中獲取各工位參數(shù)。

　　3 電鍍線控制系統(tǒng)

　　如圖 2 所示，電鍍線的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)主體由 CC-Link 和 CC-Link IE Control 這兩部分組成。CC-Link IE Control 負(fù)責(zé)在多個PLC 之間完成配方下載和生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集工作，其中配方上傳、下載占用 272 字，實時采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)占用 800 字，用于各個工位互相協(xié)作的信號38bit。CC-Link 則負(fù)責(zé)現(xiàn)場開關(guān)量信號、模擬量信號、變頻器、遠(yuǎn)程串口接入等設(shè)備連接工作。在整個控制系統(tǒng)中，共有 44 臺三菱變頻器、若干遠(yuǎn)程 IO 模塊和 32 路的遠(yuǎn)程模擬量輸入模塊。

　　圖 2 現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)主體

　　CC-Link & CC-Link IE Control 應(yīng)用在電鍍線上的優(yōu)勢： 一、CC-Link 優(yōu)勢

　　(1)減少配線，提高效率;

　　(2)高速的輸入輸出響應(yīng);

　　(3)距離延長自由自在;

　　(4)豐富的“可靠性，有效性，可維護(hù)性”功能。二、CC-Link IE Control 優(yōu)勢

　　(5) 控制器網(wǎng)絡(luò)具有雙回路光纖，網(wǎng)絡(luò)速度快、可靠性高。

　　(6) 可進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)通信，最大鏈接點數(shù)可達(dá) 128K。

　　4 使用心得

　　4.1 對于 CC-Link 網(wǎng)絡(luò)的使用體會

　　電鍍線的機械設(shè)計人員對 CC-Link 的評價最多的是關(guān)于CC-Link 網(wǎng)絡(luò)強大的擴(kuò)展性。在電鍍線的施工中多次出現(xiàn)增加工位的情況，起初客戶的設(shè)計人員還詢問現(xiàn)場是否還有擴(kuò)展能力，考慮不能擴(kuò)展該怎么設(shè)計工裝，但是在漸漸熟悉 CC-Link 的擴(kuò)展性后，更多的精力投在了完善工裝性能上，不用再花許多時間去考慮位置與信號數(shù)量問題。

　　電鍍線的生產(chǎn)工藝人員對 CC-Link IE Control 的數(shù)據(jù)傳輸量非常滿意。他所需要的任意生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)可以加入到上傳數(shù)據(jù)中，及時準(zhǔn)確的反映到他的面前，讓他真正做到把握電鍍工藝的每個細(xì)節(jié)。工藝人員說“有了這些數(shù)據(jù)，我們的新鍍層實驗都可以直接放在生產(chǎn)線中做了”;同樣當(dāng)質(zhì)量人員看到這些數(shù)據(jù)時也是贊不絕口，鍍件在各工序的數(shù)據(jù)都一目了然，方便他們建立產(chǎn)品檔案，增加了對于質(zhì)量的管控，并且提高了產(chǎn)品在市場上的競爭力。

　　在CC-Link 現(xiàn)場總線保障下，電鍍線已持續(xù)生產(chǎn)一月有余， 至今未在總線方面出現(xiàn)故障。 本電鍍廠設(shè)計是依照工業(yè) 4.0 標(biāo)準(zhǔn)，而電鍍線上引入 CC-Link 是一項非常關(guān)鍵的行動，為下一步 e-factory 的實施提供了堅實的底層支持。

　　4.2 對于 CC-Link 網(wǎng)絡(luò)的更多期待

　　CC-Link 是一種開放式現(xiàn)場總線 , 其數(shù)據(jù)容量大 , 通信速度多級可選擇 , 而且它是一個復(fù)合的、開放的、適應(yīng)性強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) , 能夠適應(yīng)于較高的管理層網(wǎng)絡(luò)到較低的傳感器層網(wǎng)絡(luò)的不同范圍。

　　隨著這些年的發(fā)展越來越多的生產(chǎn)廠家加入到 CC-Link 大家庭中，市場上能購買到的支持 CC-Link 的設(shè)備也越來越多， 但是還有許多的設(shè)備并不支持 CC-Link，比如電鍍線上電鍍用的電源就使用的 Profibus-DP，為此我們專門增加了兩個 DP 模塊，而 DP 在現(xiàn)場的表現(xiàn)并不優(yōu)秀，有兩臺電源因為距離過近所以在布線的時候 DP 線做的比較短，大約 1M 左右，這時候 DP 通訊就感覺不穩(wěn)定了，經(jīng)常出現(xiàn)報警，大約一天有幾千次吧，后來將兩站間連線的長度增加到 2M 以上才解決。

　　真心的期望 CC-Link 家族能夠壯大，能夠有更多支持 CC- Link 通訊的產(chǎn)品可以選擇。