电镀槽液的槽液自动管理系统

为简化操作，提高生产效率，稳定产品质量，延长溶液调整处理周期，电镀槽液的自动控制是很重要的。
镀槽的自动控制包括电流密度、电流、电压、电流波形转换、温度、pH值、添加剂浓度、主盐离子浓度等控制功能。将电镀生产线的主要镀槽的工艺参数控制在最佳状态，是获得稳定的高质量镀层的有效措施。电镀生产过程工艺参数实现自动控制的程度(占主要镀槽总数的百分比)是衡量企业生产水平的一个重要标志，也是体现生产文明程度的一项指标。
随着新型自动控制电镀电源装置的不断问世，特别是针对某些表面处理工艺设计生产的专用电源装置的出现，对镀槽电流、电压、电流密度和电流波形等电源参数的控制及工作程序的编制已经很方便了，不少电镀电源设备生产厂已能按用户特殊要求生产不同规格和性能的专用电镀电源装置。由于电源装置采用了微机控制，有的厂家已扩散到工作温度等其他电气控制功能，并备有计算机接口，为镀槽的自动控制创造了良好条件。
镀槽的自动控制分为槽液综合控制(或称槽液管理)和各种单一的电镀参数测示控制仪器两类。自动线控制系统还包括全线程序控制。
槽液综合控制装置(系统)主要使用计算机技术。它不仅能对复杂的数据进行处理，而且通过数／模转换器来驱动相应的外围设备，进行控制和补加物料。
日本名古屋市中央制作所生产的CCCS系列电镀自动管理系统分为三种型式。CCCS—P型为吊车运载器的随机控制装置；CCCS—C型为设备及槽液管理装置，主要进行整流器的电流和电压控制，根据订货要求，可进行整流器通电时间控制，整流器输出电流显示、记录与报警，输出电压显示、记录与报警，每槽积算电流值显示、记录与报警，光亮剂自动添加控制，光亮剂添加量积算、显示与记录；CCCS—D型为槽液管理、生产管理与设备管理装置，主要进行整流器输出电流显示、记录与报警，液温显示、记录与报警，镀槽装载次数显示、记录与报警，镀槽总计处理时间显示、记录与报警，生产日期及时间，处理电流，处理时间，加工项目的日报、月报，生产线上挂具数据显示，故障内容显示等，根据订货要求，还可进行整流器输出电压显示、记录与报警，每槽积算电流值显示、记录与报警，光亮剂自动添加控制，光亮剂添加量积算、显示与记录，槽液pH值显示、记录与报警，槽液电导值显示、记录与报警，挂具编号与批量编号，总积算电流值，pH值、电导值、温度等生产记录，生产产品数量、重量、表面积统计及作业管理报表，还可具有日历时间功能和设备修理项目显示等。
中央制作所还生产供应化学镀镍溶液自动管理系统，对化学镀镍溶液进行自动分析和补充，进行工艺参数自动控制。
日本东京都东洋技研工业株式会社与电气化学计器株式会社联合开发的电镀槽液自动管理装置，其程序分析仪器由电气化学计器(株)生产，它包括硫酸盐镀铜液、锡铅合金电镀溶液、焦磷酸盐镀铜溶液和化学镀铜溶液四种分析控制装置。

电镀生产线的总控制系统是将电镀槽液自动管理装置、泵及温度控制装置、整流器控制装置、料仓控制装置、吊运机控制装置等置于主计算机和显示器的管理下。主计算机可与上位计算机联接，对生产进行全面计算机管理。
硫酸盐镀铜槽液自动管理装置由操作控制单元与分析单元组成，分别装在两个独立的箱体内，分析单元的仪器安装在镀槽附近，操作控制单元可以在距分析单元200m范围内分开安装，为生产集中管理提供了可能性。该分析装置-机多能，可进行多槽管理，操作控制单元可利用显示器、功能选择键与操作键进行人机对话。计算机对分析单元各部件的动作随时进行监测，发现分析操作异常时，及时发出报警信号并显示故障所在，滴定泵采用标准化部件，排除故障简便。备有微机接口，可与上位计算机连接。
分析单元取样用电磁阀与镀槽循环过滤机的输出管道相连，采用试剂泵与滴定泵等进行分析输液，经放大器将数据输入操作控制单元的微处理机进行数据处理，操作单元的只读存储器、随机存取存储器和显示器及键盘等装置可按指令对补给泵加以控制，根据需要，通过打印机提出记录材料。
硫酸盐镀铜槽液自动管理装置的控制范围为Cu l5g／L～25g／L，H2S04160g／L～200g／L，Cl-40mg／L～60mg／L；测定精度为Cu±2．5％，H2S04 ±2．5％，Cl-±3．0％；设备精度即采样精度0．1566％，稀释液计量器精度0．462％，滴定液注入泵精度0．548％，补给泵精度±l％。

装置各单元组成及技术规格：
分析单元
输液部分电磁阀 ACl00V，聚四氟乙烯隔膜阀
空气控制电磁阀 ACl00V，多支管式
电位差计 HB-8型，-1400mV～+1400mV
电极 玻璃电极、银电极
比色计 流动室式、光路长30mm，波长600mm
采样计量器 材质为聚四氟乙烯

稀释水计量器 材质为聚氯乙烯
滴定槽 材质为硬质玻璃
滴定泵 步进电机、柱塞式
比色吸引泵 感应电机、柱塞式
试剂添加泵 感应电机、柱塞式
操作控制单元
微机系统
CPU 8085A
P—ROM 2716，2KB×8(max)
RAM 6508。(CMOS)256bit×8
CRT 9英寸，单色，32×16
键盘 功能选择键及操作键
DI／O 输入：DC0～1V、-l400mV～+1400mV．0～14pH
输出：RS232C、DCAmA×2～20mA×2
打印机
采样及加料设备
采样泵、给料泵、加料槽、标准溶液槽、滴定溶液箱、支架及其他。

溶液采样由微管输液泵定时自动通过采样头从过滤机出口端吸取清洁的电镀溶液，分别送到分析单元的氧化还原滴定、pH测定、吸光度测定等仪器，将传感器的数据输入计算机处理后，发出各项指令。显示及记录单元能显示装置操作程序内容，分析数据，分析数据定时打印，药液注入量打印以及药液注入总量累计值打印等。药液注入部件由脉冲信号启动输液泵定量注入药液，计算机的输出是比例控制的。
其微机系统的构成如下：

①CPU Z-80
②存储器 64kbit(max)
C—MOS RAM 2kbit、RAM 4kbit
ROM 58kbitf max)
③I／O 输人8路输出24路
④显示器 发光二极管型
⑤打印机 32行
⑥键盘 功能选择键及操作键
微机系统具有下列功能：
①
传感器、电机、阀的顺序控制功能；
②运算功能
传感器输入的电位浓度变换运算，电机等的流量调整运算，各分析值的积算与药剂输送信号的变换，比例控制输出运算，药剂量等的积算数据处理，控制演示功能。
设备的外形尺寸(长×宽×高)：550mm×550mm×1380mm，质量60kg，电源为ACl00V，60／50Hz。美国EC1和WALCHEM等分析仪器公司近几年也进人中国市场，深圳仪高南仪器有限公司作为其在中国的代理商，为用户提供EC1的电镀溶液分析系统和WALCHEM的WCU系列化学镀铜／微蚀铜溶液浓度自动测控仪、WNl310系列镀镍溶液浓度自动测控仪和QLC-5000-L全自动电镀液分析控制系统。

WALCHEM公司生产的WCU系列化学镀铜／微蚀铜溶液浓度自动测控仪是利用光电原理进行在线分析来测量槽液的浓度变化，以实现药剂补给而达到成分控制的。能显示溶液浓度9／L或oz／gal值，还可以通过LCD显示屏来查看对比显示浓度与预先设定值的差距，当到达最大“金属消耗”时能自动报警并输出电信号，以控制补加药剂。这是该公司的一种经济型产品，内置微处理器以菜单形式控制，通过菜单来切换镀铜或蚀铜模式而不用更换控制器。可同时控制多达4个继电器，每个继电器的输出端都可统计计量泵的总流量或运转时间。
WCU系列化学镀铜／微蚀铜溶液浓度自动测控仪可选用镀槽浸入式传感器或槽外流通式传感器，利用光纤光电技术能提供稳定的重现性好的精确浓度测量，不会受槽液老化、颜色变化或沉淀物突变等因素影响。仪器具有自诊断能力，能自我检测、校准提示，并输出4mA～20mA控制和报警信号。WCU系列化学镀铜／微蚀铜溶液浓度自动测控仪及其传感器的外形如图l2—2—57所示。
WNl310系列镀镍溶液浓度自动测控仪也是利用光电原理进行在线分析来测量槽液的浓度变化，以实现药剂补给而达到成分控制的。能显示溶液浓度g／L或oz／gal值，可以对比显示浓度与预先设定值的差距，当到达最大“金属消耗”时能自动报警并输出电信号，以控制补加药剂。适时自动准确地调节槽液成分，能延长槽液的使用寿命，减少资源浪费。只需一次设置好最佳控制点，就能保持准确的结果，省去多次重复调校的繁忙操作。图l2—2—58为WNl310系列镀镍溶液浓度自动测控仪的外形。

镀镍溶液浓度自动测控仪内置微处理器以菜单形式控制，只有测量镍或附带有pH控制功能两种形式，从而可省去另外添置pH控制仪。自动测控仪带两个独立控制输出，一个用于镍的控制，另一个用于pH值的控制。每个独立控制输出端都可统计计量泵的总运转时间、总添加量或“金属消耗”。操作者还可通过LCD显示屏查看镍的浓度与设定值的差距。
采用槽外流通式传感器能减少占用镀槽空间，光纤光电技术能进行非常稳定的重现性好的精确浓度测量，不会受槽液老化、颜色变化或沉淀物突变等因素影响。仪器具有自诊断能

力，能自我检测、校准提示，并输出4mA～20mA控制和报警信号。
QLC-5000-L型自动在线电镀溶液分析系统是将整个对镀槽的化学测控装置全部集中到一台控制屏内，可同时进行多达4个镀槽的采样与分析测控。使用简便，易于维护。这种快速反应装备对生产过程中溶液成分瞬息万变的化学镀槽的在线自动测控非常重要。它对有机成分采用CVS解析技术、对无机成分采用滴定分析，能提交铜、镍等金属，酸、氯化物、催化剂、抑制剂以及整平剂等成分的有效浓度，对化学镀生产自动线的在线自动测控极为实用。