本发明属于电气控制，涉及一种轴筒类零件电镀参数监测装置及控制方法。
背景技术：
1、现有技术中对轴筒类零件内孔表面电镀控制方法，存在作业环境恶劣、质量一致性差和控制精度低的技术问题。轴筒类零件电镀过程中会产生大量的有毒物质，并在作业空间内形成大范围的铬雾，严重危害操作人员的身体健康。同时，电镀过程中的电流和电压由数字仪表显示，镀槽中电流值、镀液温度、镀液液位、电镀行程、电镀时间运行参数需要操作人员手动设置，设备运行情况由操作人员自行判断，电镀质量受操作人员影响大，质量一致性差，导致轴筒类零件内孔表面镀层外观色泽不一致，镀层均匀性差，电镀生产效率低。
2、镀液温度控制存在滞后性、时变性和非线性特点，同时缺少加热设备间的联动控制，致使温度控制存在较大偏差，难以较好的满足控制要求；电镀行程控制通过人工调节变频器的频率来改变制动电机运转速度，没有反馈调节，制动电机虽然响应速度较快，但是速度跟踪效果差，导致电镀行进过程中惯性和滞后较大，电镀行程累计误差大，操作人员必须每隔一段时间，进行人工干预，保证电镀行程的精度。
3、为提高轴筒类零件的电镀效率和质量一致性，保证操作人员身体健康，设计轴筒类零件电镀控制方法及监测装置十分重要。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：轴筒类零件的电镀效率和质量一致性难以保证的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
3、一种轴筒类零件电镀参数监测装置，包括集控台1、plc2、控制面板3、电磁阀驱动4、变频器5、电阻式加热器6、制动电机7、热介质电磁阀8、冷介质电磁阀9、浮球式液位传感器10、温度传感器11、编码器12、动力电缆13、信号电缆14；
4、plc2、控制面板3、电磁阀驱动4、变频器5集成设置在集控台1上；集控台1设有急停复位装置；传递电阻式加热器6、制动电机7、热介质电磁阀8以及冷介质电磁阀9与plc2连接；
5、控制面板3上设有触摸屏、按钮和指示灯，用于对plc2发出控制指令；plc2与触摸屏通过以太网通讯，进行数据交换；plc2用于将镀槽中电流信号、镀液温度信号、电镀行程信号、电镀时间这些运行参数传递给触摸屏存储并实时显示上述运行参数；触摸屏并用于对上述运行参数进行设置录入；
6、集控台1的箱体内设有动力电缆接口、信号电缆接口，动力电缆13接口与集控台1中的电气元件连接；集控台1动力电缆接口通过动力电缆13与外接电源连接；
7、浮球式液位传感器10设在镀液槽内，温度传感器11设在镀液槽内，编码器12设在行走装置上；集控台1信号电缆接口通过信号电缆14与电磁阀驱动4、变频器5、浮球式液位传感器10、温度传感器11、编码器12连接
8、其中，浮球式液位传感器模拟信号输出4ma～20ma，与实际镀液槽的液位值成比例。
9、其中，温度传感器模拟信号输出±10v，与实际镀液槽的镀液温度值成比例。
10、本发明还提供了一种轴筒类零件电镀参数控制方法，本方法基于上述的轴筒类零件电镀参数监测装置实现，具体包括如下步骤：
11、s1、镀液温度控制：
12、s1.1、plc通过读取温度传感器实时采集镀液温度信息，经过a/d转换和运算处理后，输出实测值c(t)1，将实测值c(t)1与预设值sp(t)1进行对比，得到温度偏差e1和偏差变化ec1；plc通过控制电阻式加热器和热介质电磁阀，使镀液温度上升，plc通过控制冷介质电磁阀，使镀液温度下降，实现镀液恒温控制，温度偏差不超过3℃；
13、s1.2、电阻式加热器加热由plc中pid程序块控制，传递pwm信号，并确定比例增益kp1、积分增益ki1、微分增益kd1的设定值；
14、s1.3、热介质和冷介质在渡槽内共用一个输入管道，通过热介质电磁阀8和冷介质电磁阀9的开闭，进行热介质和冷介质的自动切换，快速加热和降温；
15、s1.4、在环境条件一致的情况下，将镀液温度升温至70℃；
16、s2、电镀行程控制：
17、s2.1、plc通过变频器5控制制动电机7的转速，通过读取编码器12，实时获取制动电机7位置信息，对电机运行状态进行监测；编码器12实时采集制动电机7的动态位置值，经过a/d转换和运算处理后，输出实测值c(t)2，将实测值c(t)2与预设值sp(t)2进行对比，得到行程偏差e2和偏差变化ec2；
18、s2.2、电镀过程中，选择语言变量{-3、-2、-1、0、+1、+2、+3}表示模糊pid控制器输入输出参数状态以及不同变化趋势；
19、控制规则为：
20、如果e2＝-3且ec2＝-3，则u＝+3；
21、如果e2＝-2且ec2＝-2，则u＝+3；
22、如果e2＝-1且ec2＝-1，则u＝+1；
23、如果e2＝0且ec2＝0，则u＝0；
24、如果e2＝+3且ec2＝+3，则u＝-3；
25、如果e2＝+2且ec2＝+2，则u＝-3；
26、如果e2＝+1且ec2＝+1，则u＝-1；
27、s2.3、比例增益kp2、积分增益ki2、微分增益kd2的设定值分别为0.05、0.01、0.02；
28、模糊pid控制器依据行程偏差e2、偏差变化ec2不同状态值和控制规则制定模糊命题，对kp2、ki2、kd2数值进行相应的调整，确定制动电机7的控制指令，输出制动电机7速度u，进而完成对电镀行程的闭环控制。
29、进一步，在s1.2中：
30、当温度偏差e1∈[4，∞]时，kp1＝0.08、kd1＝0.25，ki1＝0；
31、当温度偏差e1∈[2，4]时，kp1＝0.02，kd1＝0.5；
32、当温度偏差e1∈[0，2]时，kp1＝0.08、ki1＝0.15，kd1＝0.5；
33、当温度偏差变化ec1∈[3，∞]时，kd1＝0.2；
34、当温度偏差变化ec1∈[0，3]时，kd1＝0.8。
35、进一步，在s1.3.1中：
36、当e1＝c(t)1-sp(t)1＞3℃时，渡槽中的镀液实际温度大于设定值，且温差大于3℃，此时的热介质输入量应最大，plc发出控制指令关闭热介质电磁阀，打开冷介质电磁阀，加快镀液升温速率；
37、当e1＝c(t)1-sp(t)1＜-3℃时，渡槽中的镀液实际温度小于设定值，且温差大于3℃，此时的冷介质输入量应最大，plc发出控制指令关闭冷介质电磁阀，打开热介质电磁阀，加快镀液降温速率；
38、当-3℃＜e1＝c(t)1-sp(t)1＜3℃时，渡槽中的镀液实际温度和设定值温差小于3℃，plc发出控制指令关闭热介质电磁阀和冷介质电磁阀。
39、本发明具有以下优点：
40、(1)本发明采用plc作为主控制器，电镀设备运行稳定，响应速度快，控制精度高，影响镀液温度和电镀行程因素得到了有效的实时控制，提高了电镀生产的效益和效率。
41、(2)本发明设计了状态监测、镀液温度控制、电镀行程控制，实现了轴筒类零件电镀过程中电流数据、镀液温度数据、行程数据动作参数的动态监控，运行参数自动检测和自动调节，减少人工干预，减少操作人员处于电镀作业环境时间。
42、(3)本发明以太网传输运行数据，实时显示镀液温度、电镀行程运行参数动态曲线图，电镀作业过程实现可视化操作、故障诊断和在线监控，方便操作人员日常维护。
43、(4)本发明镀液温度控制在工艺范围内，消除了温度控制的动态误差，实现了镀液恒温精确控制，电镀行程动作平稳且时间准确，减少了修正行程的时间。
1.一种轴筒类零件电镀参数监测装置，其特征在于，包括集控台(1)、plc2、控制面板(3)、电磁阀驱动(4)、变频器(5)、电阻式加热器(6)、制动电机(7)、热介质电磁阀(8)、冷介质电磁阀(9)、浮球式液位传感器(10)、温度传感器(11)、编码器(12)、动力电缆(13)、信号电缆(14)；
2.根据权利要求1所述的轴筒类零件电镀参数监测装置，其特征在于，浮球式液位传感器模拟信号输出4ma～20ma，与实际镀液槽的液位值成比例。
3.根据权利要求2所述的轴筒类零件电镀参数监测装置，其特征在于，温度传感器模拟信号输出±10v，与实际镀液槽的镀液温度值成比例。
4.一种轴筒类零件电镀参数控制方法，其特征在于，根据权利要求3所述的轴筒类零件电镀参数监测装置实现，具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的轴筒类零件电镀参数控制方法，其特征在于，在s1.2中：
6.根据权利要求4所述的轴筒类零件电镀参数控制方法，其特征在于，在s1.3.1中：
