原创 [博客大赛] 系统就绪电源 实现 自动精密电镀过程控制

2013-7-4 10:36 1686 22 22 分类: 工业电子 文集: 电源的应用案例

最近拜访参观了一家金属加工企业,在他们的生产线上看到一些依旧非常落后的生产方式。

我们看到操作工人熟练的、重复的做着相同的动作——不断的观察计时器的时间,然后调节整流器(也就是直流电源)的控制旋钮。起初是很好奇,然后,感觉到我们有必要使用更加智能,节能的方式,释放操作工人的自由。

希望通过本文章,让更多的企业管理者转变经营理念:

1. 低成本的设备,不等于低成本运营;

2. 更加智能,自动化才更保证高品质;

3. 更多的将员工释放,带来的是产品的创新,而不是重复机械的劳动;

 

一、电镀应用及电镀流程

1.1电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。

20130704094914786001.jpg

1.2电镀的过程基本如下:

1.把镀上去的金属接在阳极

2.要被电镀的物件接在阴极

3.阴阳极以镀上去的金属的正离子组成的电解质溶液相连

4.通以直流电的电源后,阳极的金属会氧化(失去电子),溶液中的正离子则在阴极还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。

5.电镀后被电镀物件的美观性和电流大小有关系,电流越小,被电镀的物件便会越美观;反之则会出现一些不平整的形状。

1.3电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素,包括:电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。

 

二、安捷伦系统就绪电源在电镀应用上的特点

 2.1 什么是系统就绪电源

系统就绪电源就是针对系统应用要求,设计的电源产品,该电源具有系统电源要求的所有特征: 20130704094918842002.jpg

 

        稳定性高

        精度高

        速度快

        体积小

        支持电压、电流的测量

        能够补偿连接线的压降

        控制接口灵活

        兼容性好

  2.2 安捷伦N5700/N8700系列直流电源

1. 尺寸小,1U满足1500W 2U满足5000W

2. 节能,效率高,满功率输出下,效率可达88%,节省大量后续使用费用;

3. 设置及测量精度高,电压精度可达0.05%,电流精度可达01.%

4. 稳定性好,MTBF(失效最大工作时间)高达40000小时,20年(每天8小时);

5. 可编程,支持各种工业控制接口,包括GPIBUSB及最新的LXI  LAN

6. 系列化产品,共45个型号,支持750W1500W3000W5000W各种功率电镀应用;20130704101113582001.gif

 

 

20130704101052358001.gif

20130704094933446005.jpg

 


 

三、电镀自动控制软件,实现 自动 精密电镀

 3.1 电流控制是电镀是否精密的重要因数

电镀的是否美观或精密,与电镀的电流有直接关系。

1.      大电流下,电镀速度快,但效果会比较粗糙;

2.      小电流下,电镀速度慢,但效果会比较美观;

3.      为了达到美观和速度相结合,需要按照时间动态的电压或电流控制。将电镀过程分为两个阶段,第一阶段:电流或电压逐渐增加或减小;第二阶段:电流或电压保持。如下图:

20130704094938632006.jpg

3.2 系统就绪电源 结合自动 控制软件,自动按照设定完成电镀过程

我们曾经见到有些用户,为了动态实现电镀过程的电压或电流控制,使用手动电源,让操作员工按照一定的时间规律定期手动调节。每个员工只能操作1个或者几个电镀槽,效率非常低、而且员工非常的幸苦,还无法保持每次电镀的一致性!

使用安捷伦系统就绪电源,配合 自动控制软件后,每个员工可以轻松操作多个电镀槽,并能够保证非常好的电镀重复性能。

以下是关于该软件的介绍及安装使用:

3.2.1软件安装及硬件连接

20130704094942646007.jpg

3.2.1.1 N5700支持GPIBLANUSB多种控制接口,以LAN为例。将PCN5700通过LAN连接。

20130704094947277008.jpg

3.2.1.2 修改和设置PC为固定IP地址,如192.168.1.1

20130704094952375009.jpg

3.2.1.3通过“LAN”按键,查看N5700自动分配的IP地址, 192.168.1.5,并使用Ping指令确认Ping 连接成功。

3.2.1.4 安装安捷伦IO Library 接口控制连接库文件,如下:

20130704094957779010.jpg

3.2.1.5 安装N5700 Auto Setting tool 软件。

20130704095001469011.jpg

20130704095006610012.jpg

3.2.1.6 通过 所有程序->Agilent IO Library Suite->Agilent Connection Expert, 添加和确认N5700是否成功控制。

20130704095011126013.jpg

 


 

3.2.2软件设置及使用

3.2.2.1 设置Systemconfig .cfg文件,确保VISA地址与第一步中1.6对应的保持一致。

20130704095015303014.jpg

3.2.2.2 启动软件,用户界面如下:

20130704095020940015.jpg 

设置调整控制参数后(参数详细描述见下文), 点击“连接状态查询”,如果成功会显示连接设备的信息。 随后,点击“开始”进行N5700的自动控制过程。

3.2.2.3 软件参数描述

20130704095024933016.jpg

3.2.2.3.1 控制模式:电压Voltage或电流Current,及控制过程中是电压随时间变化,还是电流随时间变化。如设定电压随时间变化。

 

20130704095029880017.jpg

Start Value初始值:电压或电流变化的初小值, 0V

Stop Value终止值:电压或电流变化的最大值, 10V

Const Value固定值: 电压或电流一直保持不变的参数值,如电压模式时,就是指电流的Limit值。

Change Time变化时间:从初始值变化到终止值设定的变化时间,如30分钟;

Step 1变化调节个数:从初始值变化到终止值设定的变化个数,如10表示从0V10V变化有10个台阶,每个台阶增加1V((10V -0V)/10),持续3分钟(30分钟/10)。

Keeping Time持续时间:在终止值电压或电流设定值保持的时间,如45分钟。

Step 2变化调节个数:保持终止值电压,电流测量个数,如45 即每1分钟(45分钟/45)测量一次电压和电流。

注意:变化时间/Step 1及持续时间/Step2均需要大于0.3秒;

测试完成后,会自动生成测试报告,包括设置电压/电流,测试电压及电流。

20130704095033324018.jpg

: 正常退出情况下,会自动将设置参数保持到配置Systemconfig.cfg文件.

 更多的系统就绪电源信息,可以访问以下网站:http://v.youku.com/v_show/id_XMzYxMjMzNzIw.html?f=17996506

 

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
我要评论
0
22
关闭 站长推荐上一条 /2 下一条