电镀参数智能监控系统

2万 · 2019-7-29 14:08

设计了能够智能监控电镀参数的监控系统。介绍了监控系统的结构，阐述了电镀电压、镀
液温度、镀液pH值和镀液液位等主要电镀参数的监控原理。监控系统通过实时采集信号，同时自
动调节控制程序，并配合外部执行机构，实现对电镀参数智能监控。

2万 · 2019-7-29 14:13

电镀参数较多且处于动态变化之中，采取人工
监控或单独监控存在反馈不精准、调控不及时等问
题。对此，设计了能够智能监控电镀参数的监控系
统。本文主要介绍了监控系统的结构，同时阐述了
电镀电压、镀液温度、镀液pH值和镀液液位等主要
电镀参数的监控原理。

2万 · 2019-7-29 14:14

2万 · 2019-7-29 14:15

图1为信号处理模块原理图。通过压频转换，
将模拟信号转换成频率信号，再经过光电隔离传输
至控制器。经此过程，控制系统采集数据的可靠性
得以保证，模拟信号也能够正确采集、稳定传输。

2万 · 2019-7-29 14:15

电镀过程中，电镀电源输出的电压往往存在波
动。许可范围内小幅度的电压波动对电镀过程的稳
定性及镀层性能无明显影响，但异常幅度的电压波
动会造成严重影响川，必要时应当终止电镀过程。
鉴于此，监测电镀电压非常必要，有助于及时发现电
镀电源输出电压异常幅度的波动，确保电镀过程中
电压平稳输出。
图2为电镀电压监测原理图。电镀电压监测模
块利用霍尔传感器实时采集电镀电压信号，依据获
取的采样信号调控电镀电源的输出。获取的电镀电
压采样信号经过信号处理模块处理后，再传输至控
制器。控制器比对实测值与控制系统中的预设值
(以下简称预设值)后作出判断，采取相应的方式控
制电镀电源的状态。若电镀电压存在异常幅度的波
动，控制器控制电镀电源随即停止工作，电镀过程
终止。

2万 · 2019-7-29 14:16

镀液温度控制模块用于实时监测并调控镀液温
度。镀液温度通过影响镀液性能、阴极极化和阴极
极限电流密度，进而影响镀层性能叫。实时监测镀
液温度并加以调控，对于维持电镀过程稳定并保证
镀层性能优良具有重要意义。
镀液温度控制模块由镀液温度信号采集模块和
镀液加热模块构成。镀液温度信号采集模块用于采
集实时的镀液温度信号，镀液加热模块则用于加热
镀液。温度传感器与变送器采用三线制方式连接，
变送器接收到的模拟信号经过信号处理模块处理
后，再传输至控制器。
图3为镀液加热模块的控制原理图。控制器读
取实测值，并与预设值比对后作出判断，向镀液加热
模块发出加热控制信号。加热控制信号经光电隔离
后，控制镀液加热模块的状态。
控制器应用模糊PID算法控制镀液加热模块。
镀液加热模块仅在镀液温度低于预设值的情况下工
作。当镀液温度与预设值持平时，镀液加热模块停
止工作。

2万 · 2019-7-29 14:16

2万 · 2019-7-29 14:17

pH计用于测定镀液pH值，
通过配套变送器直接输出数字信号，由控制器读取。
控制器对比实测值与预设值后作出判断，控制加注
碱液计量泵和加注酸液计量泵的状态。考虑到镀液
pH值调节存在滞后性，应用模糊PID算法，较为及
时有效地调节镀液pH值。
控制器应用模糊PID算法，通过计算得到。一
SV的控制量，并经由模拟输出接口输出。鉴于计
量泵由4一20 mA的电流驱动，须进行信号转换。
图4为信号转换原理图。0}5 V输出信号转换成
驱动信号，控制加注碱液计量泵和加注酸液计量泵
的状态，对应加注碱液或酸液，调节镀液pH值。

2万 · 2019-7-29 14:18

镀液液位监测模块通过实时监测并控制镀液自
动添加，确保镀液液位始终处于许可范围内。
由于镀液的导电性良好川，所以利用电极作为
监测器件。图5为镀液液位监测模块原理图。随着
电镀过程的进行，当镀液液位降至下限电极安放位
置(即许可的液位下限)时，控制器接收下限电极传
输的液位信号(低电平有效)，发出相应的控制信号，
开通加液阀，添加镀液。当镀液液位升至上限电极
安放位置(即许可的液位上限)时，控制器接收上限
电极传输的液位信号(高电平有效)，发出相应的控
制信号，关闭加液阀，停止添加镀液。

2万 · 2019-7-29 14:19

控制器发出相应的控制信号，对电镀电压、镀液温度、镀液pH值和镀液液位等电镀参数进行监控的同时，根据要求发出报警信号，以警示或提醒。比如，警示电镀电压存在异常幅度波动。报警模块指定专用的寄存器存储报警信息，便于查看。报警模块接收报警信号，控制蜂鸣器的状态。待报警解除，蜂鸣器随即停止蜂鸣。

电镀参数智能监控系统

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