去年接了个电镀厂的项目，要给他们的镀锌生产线做行车自动移载。说白了就是原来人工开行车吊着工件在各道工序的槽子之间来回跑，现在要改成全自动——行车自己定位、自己升降、自己跑，工人只需要在触摸屏上选产品型号就完事。
听起来简单？做起来才发现，电镀车间这环境，真他妈是设备的坟场。
腐蚀环境把我第一套方案干废了
电镀车间常年弥漫着酸雾，空气中盐酸和硫酸的浓度高得吓人。我第一版方案用了普通的限位开关做位置检测——就那种机械滚轮式的行程开关，装在轨道两端和中间那几个槽位。
结果装上还没跑三天，行程开关的金属触点就长了一层绿锈，接触电阻大得离谱，行车要么撞到限位才停，要么提前几米就停了。换了不锈钢触点的，多撑了一周，照样完蛋。
被腐蚀的不只是行程开关。编码器的接头、变频器的散热风扇、接线端子排，只要金属件暴露在车间空气里，基本就是计时报废。我用的是增量式编码器（欧姆龙E6B2系列，1000脉冲/转），装在行走电机尾部，第一周数据还准，第二周就开始丢脉冲，第三周直接罢工。
第二套方案：非接触式定位
限位开关和编码器的教训让我彻底放弃接触式方案。第二版改成了接近开关+磁条的方式。
在行车轨道旁边贴了一根磁条，上面按照各个镀槽的位置标好了记号。行车上装四个接近开关（每个对应一个减速、停止、极限、低速爬行信号），车跑过去的时候接近开关感应到磁条信号就知道到站了。
好处是完全不接触，没有机械磨损和触点腐蚀。坏处是定位精度不够。磁条的磁场边缘不是一刀切的，接近开关的感应距离因为温度、湿度变化会有几毫米的漂移。电镀行车停在槽子正上方偏差个三五毫米还行，偏差十毫米以上工件就可能撞到槽壁。
实际跑下来，偏差最大到了±15mm。这不行，容易把挂具撞变形。
第三套方案：激光测距+编码器双备份
最终方案用了激光测距仪加编码器的冗余定位。
在行车轨道的一端装了一个激光测距传感器（SICK DT50系列，量程50米，精度±3mm），行车顶端装了一块反射板。激光测距仪实时测量行车离轨道端头的绝对距离，走哪停哪，精度3毫米以内。
编码器作为冗余信号。激光万一被酸雾或者水汽弄脏了（虽然有个吹气清洁装置），编码器的脉冲计数还能顶一阵。PLC程序里写了个逻辑：激光信号正常时以激光为准，激光丢了就切换到编码器位置推算，同时报警让人去擦镜头。
具体的PLC参数我贴一下：
// 激光测距——西门子S7-1200程序片段（LAD转SCL）
// DB6——行车位置控制数据块
// 激光信号有效判断
#laser_valid := #laser_distance > 0 AND #laser_distance < 50000;
// 位置选择：激光优先，编码器备份
IF #laser_valid THEN
#actual_position := #laser_distance;
#encoder_enable := FALSE;
ELSE
#actual_position := #encoder_pulses * 0.196; // ∮200mm走轮，每脉冲0.196mm
#encoder_enable := TRUE;
// 触发激光清洁报警
#laser_clean_alarm := TRUE;
END_IF;
// 多段速减速控制
// 目标位置前2000mm——减速到20Hz
IF (#target_position - #actual_position) < 2000 THEN
#speed_setpoint := 20.0;
END_IF;
// 目标位置前500mm——减速到5Hz（爬行速度）
IF (#target_position - #actual_position) < 500 THEN
#speed_setpoint := 5.0;
END_IF;
// 目标位置前15mm——停车
IF (#target_position - #actual_position) < 15 THEN
#speed_setpoint := 0.0;
#position_reached := TRUE;
END_IF;
这套三速减速的逻辑看起来很土，但实际效果很好。行车从高速（50Hz，差不多60米/分钟）降到中速（20Hz），再降到爬行速度（5Hz），最后停在±3mm以内，不会因为惯性冲过头。关键是加减速时间要设好，变频器我设的加速10秒、减速8秒，太短了车上的工件挂具晃得厉害，镀液甩得到处都是。
用的啥硬件、花了多少钱
也给兄弟们看看最终方案的硬件清单：
- PLC：西门子S7-1214C DC/DC/DC，一块1214FC安全型（后来改的，因为行车的安全等级要求），加SB 1231模拟量输入模块
- 变频器：三台丹佛斯FC302，5.5kW（走行电机）+两台1.5kW（升降电机）
- 编码器：西克DFS60，1024脉冲/转，不锈钢壳体版本
- 激光测距：SICK DT50-P1113，Profinet接口
- 触摸屏：威纶通MT8121iE，12寸
- 通讯：PLC和变频器之间跑Profinet，PLC和触摸屏之间跑以太网
- 电气柜：不锈钢304板材，带正压通风（防止酸雾进入柜内）
整个系统硬件成本大概四万多，含人工调试收了八万。做了两套（两条生产线），一共十六万。从方案设计到最终验收，前后折腾了两个月。
干了这么多年，这次教训最大
这个项目给我最大的教训就一句话：选型的时候一定先看看现场环境。
我接到项目的时候光看了工艺流程图和布局图，觉得技术难度不大——行车定位嘛，成熟的方案。到现场一看才傻眼，酸雾浓度高得连呼吸都难受，常规的编码器、行程开关放这环境里就是送人头。
如果一开始就想到腐蚀问题，直接上激光测距+不锈钢编码器+正压柜，一个月就能搞完。结果第一套方案废了，第二套方案精度不够，硬是多花了一个月时间。
再一个，防爆等级和防护等级在化工类的项目里一定要写到合同里。电镀厂虽然不是易燃易爆场所，但腐蚀性气体对电气设备的破坏力丝毫不比爆炸小。我给电气柜加了正压通风之后，故障率降了八成。
项目验收那天，厂长看了行车自动跑了个循环，从镀锌槽到钝化槽再到烘干，定位、升降、停留时间全部自动，精度稳稳的±3mm以内。厂长递了根烟过来，说了句”早该找你做了”。八万块，值了。
