摘 要

腐蚀箔是由特制的高纯铝箔经过电化学或化学腐蚀后扩大表面积，再经过电化成作用在表面形成一层氧化膜（三氧化二铝）后的产物。腐蚀箔温度控制系统是控制电解槽中腐蚀反应时腐蚀液温度的控制系统。由于腐蚀液的温度变化时在腐蚀过程中会影响到点腐蚀点位，对的孔径、生长速度均产生影响，最终会影响腐蚀箔的生产质量，实际生产中腐蚀剂的温度存在波动，而腐蚀箔生产工艺要求腐蚀剂的温度能够被精确控制，因此，设计一个腐蚀箔生产线腐蚀液温度控制系统是十分有必要的。

本文简要介绍了腐蚀箔生产工艺，在硬件方面，设计了由Pt100作为温度传感器，汇川H2U-XP型号PLC作为控制器，可控硅TCK-1C、电热丝作为执行器,汇川IT5070T触摸屏作为人机交互界面的控制系统。在软件方面，使用汇川公司Auto Shop软件来编写PLC控制程序，设计了采用PID算法控制温度的PLC程序；使用InoTouch Editor软件来编写HIM界面。在程序完成编写后对系统进行了仿真调试，得到了比较满意的结果。

经过仿真调试，验证了该系统的可靠性，该系统具有响应速度快，稳定性好，可靠性高，控制精确好等特点，能满足腐蚀箔生产的工艺要求，有一定的现实意义。

关键词：腐蚀箔；温度控制；PLC；PID算法

Abstract

When special high-purity aluminum foil was electrochemical or chemical etched and expanded the surface area, and then through electrochemical effect,a stratum oxide film (aluminum oxide) was formed on the surface of aluminum foil, this is what we call Etched foil. Etched foil temperature control system is a control cell corrosion reaction solution temperature control system. Due to temperature changes of the etching solution in the etching process will affect the corrosion point to point on the aperture, the growth-rate impact will ultimately affect the quality of production of etched foil, actual production in the presence of etchant temperature fluctuations, and etched foil production process etchant temperature can be precisely controlled, so that a design etched foil production line solution temperature control system is very necessary.

This paper introduces the etched foil production process, in terms of hardware, designed a control system made up of Pt100 which is temperature sensor, Inovance H2U-XP model PLC which is the controller, SCR TCK-1C and the heating wire which is the actuator, touch screen Inovance IT5070T which is man-machine interface c. On the software side, the use of Inovance Auto Shop software to write PLC control program design using PID algorithm to control the temperature of the PLC program; use InoTouch Editor software to prepare HIM interface. After the completion of the preparation of the program for system simulation debugging, we obtained satisfactory results.

After commissioning the laboratory, to verify the reliability of the system, the system has fast response, good stability, high reliability, precise control and good features, to meet the etched foil production process requirements, there are certain practical significance.

Key words: Compressive Sensing；sub-Nyquist sampling；super-resolution；MCS algorithm

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 国内外腐蚀箔生产现状 2

1.3 国内外温度控制研究现状 3

1.3.1定值开关温度控制法 4

1.3.2 PID线性温度控制法 4

1.3.3 智能温度控制法 5

1.4 本文的主要研究内容 6

第2章 腐蚀箔温控系统整体设计方案 7

2.1 腐蚀箔生产工艺 7

2.2 系统设计要求 7

2.3 腐蚀剂温度控制系统设计 7

2.3.1 可编程控制器的特点 7

2.3.2 系统整体设计方案 8

2.4 系统实现功能 8

2.5 本章小结 9

第3章 系统的硬件设计 10

3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 10

3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 10

3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 10

3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 11

3.2 PLC型号及扩展模块的选择选择 12

3.2.1 PLC型号的选择 12

3.2.2 数模转换模块的选择 12

3.3 温度传感器型号的选择 15

3.4 触摸屏型号的选择 17

3.5 可控硅加热装置 18

3.6 电热丝型号的选择 19

3.7 系统电气接线示意图 19

3.8 本章小结 20

第4章 系统软件设计与仿真调试 21

4.1 PLC程序设计的方法和遵循原则 21

4.1.1 PLC程序设计方法 21

4.1.2 PLC程序设计主要原则 21

4.2编程软件AutoShop概述 22

4.3 Auto Shop与PLC以及PLC与HMI的通信 23

4.3.1 AutoShop与PLC的通信 23

4.3.2 PLC与HMI的通信 24

4.4程序设计 25

4.4.1程序设计思路 25

4.4.2系统PLC程序 25

4.5 系统仿真与结果分析 28

4.6 本章小结 29

第5章 总结与展望 30

5.1全文总结 30

5.2 研究展望 30

参考文献 32

致谢 33

第1章 绪论

1.1 研究的背景和意义

电极箔是一种铝箔,用于建造电解电容器,包含阴极铝箔和阳极铝箔。电极箔经过表面腐蚀和氧化处理后进行缠绕加工,可以做成电解电容器。腐蚀反应进行前的铝箔被称之为光箔,腐蚀后则是腐蚀箔,在这之后经氧化处理后的铝箔称为形成箔或化成箔。

电解电容器是电器产品中不可或缺的部分。铝质电解电容器的性能优异、质量好、工艺完备、价格便宜、加工简单、使用便捷,因此得到了普遍的应用。相关数据表明,铝质电解电容器的产值约占全部类型电容器产值的50%^[1]。电解电容器铝箔工业的发展很快,全世界光箔年制造和使用量已从1995年的接近万吨发展到目前的大概十万吨的现状,在这之中,日本一直是制造和使用的大国。据估计,2003年全世界化成箔的耗损量接近5万吨。由于大量制造业开始向东南亚地图以及中国大陆发展,中国的铝电解电容器产业发展也十分迅速。数据显示,1996年国内铝电解电容器生产数目达到120亿只,1997年则到达了大概150亿只；在2000年，生产数量达到了340亿，这占到了世界总生产数目的33%左右，生产价值大概达到了50多亿元。2002年前九个月国内铝电解电容器制造总量已超过60亿只。据行业协会预测,到2003年时，中国铝电解电容器的生产值可达450500亿元。专家表明，这种发展趋势将持续到2010年。