1、 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1、研究的目的及意义

用于制作电解电容器的铝箔简称为电极箔,包括阴极铝箔和阳极铝箔。将铝材加工成箔后需经过表面腐蚀处理及再氧化处理,然后才可以进行缠绕加工,进而制成电容器。腐蚀前、后的铝箔分别称为光箔和腐蚀箔,再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缺少的元件。铝质电解电容器的性能优良、质量可靠、工艺成熟、价格低廉、易于加工、使用方便,因此得到了广泛的应用。据估算,铝质电解电容器的产值约占所有类型电容器产值的50%。电解电容器铝箔工业的发展迅猛,全世界光箔年生产和消费量已从1995年的万吨左右发展到目前的约十万吨的水平,其中日本一直是生产和消费的大国。据估计,203年全世界化成箔的消费量已接近5万吨。随着大量电器生产企业向东南亚地区和中国大陆的转移,我国铝电解电容器的生产发展也非常快。统计显示,1996年国内铝电解电容器产量达到120亿只,1997年约为巧0亿只;而到20(刃年就达到了340亿只,约占世界总产量的三分之一,产值约50多亿元。202年前三个季度国内铝电解电容器生产量已超过60亿只。据中国电子元件行业协会估算,203年中国铝电解电容器的总产值可达450一50亿元。分析表明这种快速增长的势头会维持到2010年。

随着铝电解电容器生产的发展,国内对电解电容器铝箔的需求也迅速增长。目前国内年需求光箔约一万多吨;然而尚有许多高性能箔仍依靠进口。预计未来若干年国内对铝光箔需求大约会以巧%的平均年增幅增长,上升至三万吨以上,而化成箔的年产值将接近百亿元。由此可见,我国已经成为世界铝电解电容器用铝箔的主要生产和消费国之一。

要生产电容器就必须生产腐蚀箔，如何通过提高生产的腐蚀箔的质量进一步提高生产的电容器质量就显得重要。腐蚀化成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。电气控制的要点是通过精确控制腐蚀剂的温度从而达到工艺要求。我们要做的就是如何精确控制化学腐蚀剂的温度，进而提高生产的腐蚀箔的质量。

1.2、国内外生产研究现状

1.2.1日本电极箔生产现状

日本电极箔的产量与技术均居世界前列主要的铝箔制造商有东洋铝业昭和铝业日本制箔三菱铝业东海铝业太阳铝业住轻铝业等表1给出了各铝箔制造商年生产量与市场占有率情况日本的铝箔产量中平均有23%用于电容器用电极箔的生产。日本是亚洲腐蚀箔的主要出口国其腐蚀箔主要供应商有KDK公司和JCC公司KDK公司主要生产高低压铝电解电容器用阳极腐蚀箔阴极腐蚀箔和化成箔JCC公司的业务与KDK公司相似但其占有闪光灯用铝电解电容器的阳极箔市场的70%。

1.2.2欧美及北美电极箔产业状况

欧洲的主要光箔供应商有德国的V.A.W.公司，Lawson Mardon，Singen公司，其中，V.A.W.公司拥有世界上最大的铝箔生产厂Grevenbroich厂，V.A.W.公司也是目前世界上最大的铝电解电容器用铝箔供应商，此外还有法国的Pechiney公司，欧洲腐蚀箔主要供应商有意大利的Becromal公司，法国的Satma公司，其中，Satma公司还同时生产腐蚀联动生产线，我国景德镇4321厂、天津元件一厂、南通电容器厂、江海电容器厂等。在80年代曾从该公司引进了多条腐蚀形成生产线，其中由于Satma，低压腐蚀生产线采用食盐直流硬态箔腐蚀技术，我国引进的生产线先后都调整为交流盐酸腐蚀体系进行生产，此外还有英国的BHC/Aerovox公司，Suzuki Techno公司以及以色列的Acktar Limitied公司表2给出了欧洲各公司电极箔生产设备情况，在北美，电极箔的主要供应商有Ormet Aluminum Mill Products公司Alcoa specialProducts Division公司和Norandal公司。

1.2.3我国电极箔产业现状

我国电极箔工业的技术与装备已达到了较高的水平，可以认为电极箔工业已进入发展阶段，并跻身于世界电极箔大国的行列。但产品的质量、产量、效益等方面还存在一定差距。截止1998年底，我国有大小铝箔企业80余家，但平均产能只有2.34kt/a，不少厂目前还在使用二辊轧机进行生产。长期以来，我国电容器用电子铝箔一直依赖进口，为了改变这种局面国内很多铝箔企业加快了电子铝箔生产技术的开发与引进。到目前为止，国内共有5个专业性的电子铝箔厂，新疆众和电子铝箔厂、北京伟豪铝业有限公司、西南铝加工厂、东北轻合金有限责任公司和江苏南通海门电子铝材厂，全部采用热轧开坯工艺生产，产品质量比较稳定，处中上档水平，总产能为9.2kt/a。其中新疆众和电子铝箔厂的热、冷轧机都配备了国内外先进的厚度自动控制系统，目前的生产能力已达到了3.4kt/a，成为我国阳极光箔的供应基地，北京伟豪铝业有限公司采用意大利制造的1.625mm冷轧机和1.613mm箔轧机进行生产，阴极用光箔已成为公司目前的主营业务，占有国内阴极光箔大部分的市场。

目前我国光箔生产厂商铝箔轧机的装机水平与国际先进水平相比并无太大的差别，一些先进企业的产品质量与技术水平也已接近国际水平。由于管理水平较落后，我国光箔生产厂普遍存在工艺控制水平低、高端产品生产成本高的问题。由于对铝熔体的净化处理不够、轧制油清净度低以及生产现场卫生条件差等问题使我国电子光箔质量与国际先进水平相比差距还很大。除工艺管理水平问题以外，我国铝箔生产企业在基础研究上与国外也有一定差距。电子铝箔的杂质含量与杂质存在形态对其质量起着决定性的作用，目前我国现行国家标准规定的杂质最高含量较大，不适合电子铝箔的要求，因此国内生产厂家一般都按照企标组织生产。但是与国外对电子铝箔杂质含量的要求相比，国产电子铝箔的杂质含量普遍超标，在杂质存在形态上，国产电子铝箔与进口电子铝箔差别也较大，张静等人在对韩国铝箔毛料与国产铝箔毛料的对比研究中发现，国产铝箔毛料Si析出不充分，固溶硅含量偏高是导致国产铝箔质量下降的主要原因。此外我国光箔生产厂家生产能力的利用率普遍低于国际先进水平，据统计1997年我国的生产能力的利用率仅为60%，与日本的91%、德国的92.7%相比差距还很大，使我国电子铝箔的高端产品的产量目前还不能满足国内的市场需求。

2、设计任务和技术方案

设计任务：

基于单片机实施对腐蚀箔生产线中酸液的温度控制，温度波动不超过1℃。

主要内容：

（1）了解腐蚀箔生产工艺，分析对象的特性；

（2）选择合适的控制变量、被控变量、控制方式和控制算法，提出初步的设计方案。

（3）完成系统控制器、温度变送器、执行器等硬件选型，完成电路设计。

（3）搭建基本模型进行仿真实验，对理论结果进行实验验证。

技术方案：

（1） 选择腐蚀液温度作为被控变量，控制器为PLC模块，执行器为电热丝。

（2） 系统简要控制框图如下所示。

简要工作原理如下：温度传感器将腐蚀液温度测得后经A/D转换模块转换后将信号传送给PLC控制模块，PLC将传输来的信号与设定值相比，并产生下一步动作信号，将它输入到继电器，继电器控制电热丝进行加热或者停止加热.

（3） 完成PLC相关控制程序的编写

（4） 实验室现场仿真调试。

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