前言

近年來，隨著國民經濟的發展，國內外對門窗裝飾型材的需求量越來越大，傳統的臥式氧化生產線由于自身槽體形式的原因，無法從本質上提高產能，越來越多的企業開始新增自動化程度高、產量高、效率高的立式氧化生產線。立式氧化生產不僅具有容積大、產量高的優勢，而且由于采用夾具單頭夾料代替了原來的兩頭夾料，也克服了產品兩頭有扎線痕的缺陷，為優質高產創造了條件。

1、分布式供電的整流電源系統

立式氧化生產線槽體容積大，每一槽所加工的型材面積相當于傳統臥式氧化生產線的3-4倍，需要功率較大的整流電源系統對鋁型材進行氧化處理，為了更好的控制每一排工料氧化膜厚的均勻性，多采取每個氧化槽使用6臺氧化電源雙端分布式供電的形式，具體供電方式見下圖1。

圖1 氧化槽分布式供電示意圖

表1 供電形式對比表

表2 氧化效果對比表

此種供電方式要求同一槽供電的所有氧化電源具有較好的一致性，包括輸出特性一致性、與自動化系統對接的一致性，為了實現此種工作方式的要求，如上所述，在氧化槽的兩邊對應每條梁各自擺放三臺額定容量相同的氧化電源，每條梁供電的氧化電源的兩兩之間通過Modbus通訊來實現同步。

分布式供電的整流電源系統使電流在氧化槽里的分布更加均勻，生產出的鋁型材合格率和品質更高。并且大大減少了電纜和導電排的使用，節約了成本，減少了損耗。

2、與生產線控制系統的智能化對接

傳統的氧化生產線通常采用手動或半自動化生產控制方式，此種方式存在自動化程度低、人力成本高、生產效率低、工藝控制不嚴格等缺陷。立式氧化生產線通過全自動的方式，可以完全避免上述缺點。立式氧化生產線采用了目前最先進的表面處理生產技術，使用全電腦自動控制系統，使生產過程減少人為干擾因素，自動化程度的提高有利于產品質量、工藝條件穩定。

自動化生產線可以實現對整條生產線的全自動化控制，從行車控制到溫度控制、從整流電源系統到生產管理系統，通過采用先進的工業自動化產品，把整條生產線日常運行的人力成本降到最低。

整流電源系統通常采用PLC作為核心控制元件，PLC作為標準化的工業自動化產品，具有高處理速度、高可靠性、適應寬范圍環境條件等優勢，并且可以支持主流自動化生產線控制系統對通訊的要求，通過各種網絡通訊接口，實現單機與生產線主控單元的實時通訊控制。

整流電源系統作為全自動立式氧化生產線的重要組成部分，可設計提供生產控制系統所要求的各種網絡通訊接口，包括工業以太網，現場總線，串口通訊等，實現與生產線控制系統的“無縫”對接。所有的生產管理系統還可以與工廠內的ERP系統對接，使得管理者足不出戶，便可全面了解整條生產線的生產情況，及時、準確的跟蹤、管理產品質量。

3、新型水冷全密閉式氧化電源 

隨著氧化電源功率等級的不斷增大，以及全自動鋁型材表面處理生產線對氧化電源提出了更高的要求，新型水冷全密閉式晶閘管整流電源應運而生。

整流電源設備中的硅元件、變壓器、母排等均為水冷卻方式，由此構筑了全密閉式循環水冷卻系統。由于循環水不與大氣直接接觸，其熱交換是通過風—水或水—水換熱系統完成的，而無需借助大功率空調來吸收熱量，既是最節能的冷卻方式，同時也避免了設備內器件受到因空氣交換帶來的腐蝕性氣體的腐蝕。下表3列出了全密閉式循環水冷卻系統與其他冷卻方式的性能指標對比。

表3 全密閉式循環水冷卻系統與其他冷卻方式性能指標對比

新型水冷全密閉式氧化電源通過采用水冷變壓器，明顯改善了變壓器及設備整機的發熱問題，使整機效率及可靠性得到了提高和保證。通過采用水冷輸出鋁母排替代水冷輸出銅母排，減少重量約30%，節省成本更在30%以上，使整機在安裝、運輸、成本各方面都具有優越性。全密閉式冷卻方式在為整機帶來良好散熱效果的同時，也極大避免了設備內器件受到因空氣交換帶來的腐蝕性氣體的腐蝕，保障了設備的長期、良好的運行。

4、現狀及展望 

本文主要介紹國內鋁材立式氧化自動線電源系統的現狀，描述新型電源系統在立式氧化生產線的功用、構成、特點，以及如何實現與各類自動化生產線的智能對接，從而達到高效率、智能化的大規模應用，未來的立式氧化生產線將向幾個方向發展：車間生產全自動化、整流電源大功率化、對色檢驗儀器化、車間管理無紙化、清潔生產環保化。在國內企業的大力推動下，立式氧化生產線用整流電源系統已經完全實現國產化，已形成工業化批量應用，具有運行可靠、節能環保，自動化程度高，操作簡便，維護簡單等特點。諸多事實證明，穩定可靠、節能高效、智能控制、外觀創新的整流電源系統，將成為鋁型材加工企業在日趨激烈的競爭環境中取得先機的最可靠保障。