電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計(jì)(論文doc)

1、 .wd.目 錄 1概述21.1電鍍工藝21.2電鍍生產(chǎn)線21.3PLC和電鍍生產(chǎn)32電鍍生產(chǎn)線程序設(shè)計(jì)32.1輸入設(shè)備32.2輸出設(shè)備32.3I/O地址分配42.4PLC系統(tǒng)I/O口接線圖52.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖112.6PLC控制梯形圖設(shè)計(jì)142.7PLC梯形圖指令表173操作面板設(shè)計(jì)圖253.1主控板安裝接線圖253.2控制板安裝接線圖263.3安裝調(diào)試273.4設(shè)計(jì)小結(jié)27參考目錄28電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計(jì)1、概述1.1 電鍍工藝一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外。如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間那么是決定電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和

2、品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到保證。有效的減少?gòu)U品率。而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。有這非常好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。本文主要針對(duì)自動(dòng)控制這一點(diǎn)進(jìn)展設(shè)計(jì)。在該生產(chǎn)線的控制中，采用了高可靠性，高穩(wěn)定性，編程簡(jiǎn)單，易于操作。而且廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)線過(guò)程控制中的控制器 PLC。設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)的單周期運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行，和步進(jìn)運(yùn)行三種工作方式，在工業(yè)生產(chǎn)中有很重要的應(yīng)用。它可以給操作工人更多的選擇。同時(shí)有利于處理故障，有很強(qiáng)的實(shí)用性。最后用MCGS軟件對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)展了組態(tài)仿真，根本實(shí)現(xiàn)了電鍍監(jiān)控的全部功能。1.2電鍍生產(chǎn)系電鍍生

3、產(chǎn)作為一種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)自開(kāi)場(chǎng)以來(lái)，幾十年間有了極大的開(kāi)展。從早期的手工作坊式生產(chǎn)開(kāi)展到今天的半自動(dòng)化和全自動(dòng)化，電鍍工業(yè)的進(jìn)步是長(zhǎng)足的 巨大的，電鍍產(chǎn)品的種類和電鍍工藝的復(fù)雜程度也發(fā)生了巨大的變化，大到汽車，飛機(jī)小到生活用品金銀首飾，各式各樣的工業(yè)產(chǎn)品是離不開(kāi)電鍍技術(shù)，電鍍技術(shù)已開(kāi)展成為一個(gè)重要的工程領(lǐng)域。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的開(kāi)展，電鍍產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)的開(kāi)展也是突飛猛進(jìn)的，幾十年前，電鍍一個(gè)工件只需要一個(gè)渡槽，用兩支電極通上電就完事，漸漸地人們意識(shí)到這樣的鍍法不能適應(yīng)復(fù)雜鍍層的要求，于是就開(kāi)場(chǎng)生產(chǎn)線，引入一兩臺(tái)行車掛上工件，用繼電器控制技術(shù)控制行車運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同鍍覆過(guò)程的有序進(jìn)展。按照要求在不同的

4、鍍槽內(nèi)時(shí)間是不同的，鍍覆電流也是有所區(qū)別的，電流的大小事先設(shè)定，時(shí)間的長(zhǎng)短由人為控制。因此這種生產(chǎn)線還是半自動(dòng)生產(chǎn)線。隨著時(shí)間的推移和新技術(shù)的開(kāi)展，人們漸漸地意識(shí)到這種生產(chǎn)線難以提高生產(chǎn)效率，因而在控制上開(kāi)場(chǎng)考慮生產(chǎn)線的全自動(dòng)化?？刂频氖侄我胗?jì)算機(jī)控制，也就是人們所熟知的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)PIC，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制過(guò)程的參數(shù)預(yù)設(shè)，參數(shù)檢測(cè)，數(shù)學(xué)運(yùn)算等，在電流控制方面，采用晶閘管變流技術(shù)，變頻器，高頻開(kāi)關(guān)電源新技術(shù)，使得電流控制能按照生產(chǎn)工藝要求實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，隨著生產(chǎn)工藝要求的進(jìn)一步提高和生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際變化，人們覺(jué)得這種工控機(jī)有那么明顯的弱勢(shì)，一方面要求生產(chǎn)工人具有一定的文化知識(shí)，要熟悉電腦操

5、作，能是實(shí)現(xiàn)電腦維護(hù)，另一方面工控機(jī)雖然為工業(yè)生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，但其可靠性和抗干擾能力等措施顯得有些不夠。1.3 PLC和電鍍生產(chǎn)隨著市場(chǎng)上新的數(shù)字技術(shù)和數(shù)字設(shè)備的開(kāi)展，新的工控裝置PLC收到越來(lái)越來(lái)的青睞，PLC的應(yīng)用場(chǎng)合從早期的控制到后來(lái)的模擬控制等設(shè)備的外部控制模塊也有了很大的開(kāi)展，出現(xiàn)了很多特殊功能模塊，這極大的豐富了PLC的功能，也極大了拓展了PLC的應(yīng)用空間。PLC技術(shù)引入電鍍產(chǎn)業(yè)以后，電鍍產(chǎn)業(yè)有了較大的開(kāi)展，近年來(lái)隨著生產(chǎn)的開(kāi)展和不同產(chǎn)品工藝的要求，電鍍生產(chǎn)線過(guò)程在有些領(lǐng)域顯得相當(dāng)復(fù)雜，有許多線生產(chǎn)線構(gòu)成一條完整的生產(chǎn)線。這就要求各生產(chǎn)線之間能互聯(lián)，應(yīng)而在有些地方級(jí)引入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工

6、業(yè)以太網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)里比擬活潑值得信賴的一種。2.1電鍍生產(chǎn)線根本情況如圖2-1 所示，在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)原位將待加工的零件裝入吊籃，發(fā)出信號(hào)，專用行車便提升前進(jìn)，到規(guī)定槽位自動(dòng)下降，并停留一段時(shí)間各槽停留時(shí)間預(yù)先按工藝設(shè)定后提升，行至下一個(gè)電鍍槽，完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序后，自動(dòng)返回原位，卸下電鍍好的工件重新裝料。進(jìn)入下一個(gè)電鍍環(huán)節(jié)。M1M2吊籃5#槽4#槽1#槽2#槽3#槽SQ0SQ7SQ8SQ9SQ5SQ4SQ3SQ2SQ1SQ6圖2-1 電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線示意圖原位2.2 電鍍生產(chǎn)線控制要求（1） 拖動(dòng)情況電鍍行車采用兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)分別控制行車的升降和進(jìn)退。采用機(jī)械減速裝置。電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)：型

7、號(hào)Y802-4 PN=0.75KW IN=2A n=1390r/min UN=380V (2)拖動(dòng)控制要求1、電鍍生產(chǎn)工藝應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下4種操作方式： 單周期：起動(dòng)后，完成一次電鍍工作回到原位停頓，等待。 連續(xù)循環(huán)：起動(dòng)后，完成一次電鍍工作回到原位再連續(xù)工作。 單步操作：沒(méi)按一次按鈕，執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作。 手動(dòng)操作：用上升、下降、前進(jìn)、后退四個(gè)按鈕手動(dòng)操作電鍍生產(chǎn)線的上升、下降、前進(jìn)和后退。2、前后運(yùn)行和升降運(yùn)行應(yīng)能準(zhǔn)確停位，前后、升降運(yùn)行之間有互鎖作用。3、該裝置采用原距離操作臺(tái)控制行車運(yùn)動(dòng)，要求有暫停功能。4、行車運(yùn)行采用行車開(kāi)關(guān)控制，并要求在1#和5#槽位有過(guò)限保護(hù)。5、主電路應(yīng)有短路和過(guò)載保護(hù)

8、。行車升降電動(dòng)機(jī)采用單項(xiàng)電磁閥制動(dòng)，升降電動(dòng)機(jī)和單項(xiàng)電磁閥并相接線。不需要單獨(dú)控制。由于每個(gè)槽位之間的跨度較小。行車在前后運(yùn)行停車時(shí)要采用能耗制動(dòng)。以保證能準(zhǔn)確停位。進(jìn)退電機(jī)的制動(dòng)時(shí)間時(shí)2秒。1#到5#槽的停留時(shí)間分別是11s 12s 13s 14s 15s 原位裝卸時(shí)間是為10秒。6、對(duì)于不同的鍍件工藝不同，要求對(duì)電鍍槽位有選擇功能。7、用信號(hào)燈顯示電鍍吊籃所在槽位和上下限位。3.1主電路設(shè)計(jì)3.2主電路分析：電源開(kāi)關(guān)QS為普通閘刀開(kāi)關(guān)或組合開(kāi)關(guān)，用熔斷器FU作短路保護(hù)，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均采用熱繼電器FR作為過(guò)載保護(hù)，正反轉(zhuǎn)接觸器KM1KM4控制。進(jìn)退電機(jī)M1的能耗制動(dòng)電源由控制變壓器TC降壓后整

9、流，由接觸器KM5接到電動(dòng)機(jī)的繞組上。2.4控制電路設(shè)計(jì)：1、 確定輸入設(shè)備過(guò)限保護(hù) SQ7 原位 SQ0槽位選擇S1 1#槽行程開(kāi)關(guān)SQ1槽位選擇S2 1#槽行程開(kāi)關(guān)SQ2槽位選擇S3 1#槽行程開(kāi)關(guān)SQ3槽位選擇S4 1#槽行程開(kāi)關(guān)SQ4槽位選擇S5 1#槽行程開(kāi)關(guān)SQ5過(guò)限保護(hù) SQ6 上限位 SQ8 下限位 SQ9 手動(dòng) 單步 連續(xù) 單周停頓 前進(jìn) 后退 上升起動(dòng)下降暫停2、 確定輸出設(shè)備指示燈 Y0 Y7 M1電機(jī)正反轉(zhuǎn) Y10 Y11 M2電機(jī)正反轉(zhuǎn) Y12 Y13 能耗制動(dòng)Y14分配I/O點(diǎn):輸入輸出輸入設(shè)備及符號(hào)PLC輸入點(diǎn)輸出設(shè)備及符號(hào)PLC輸出點(diǎn)過(guò)限保護(hù)SQ7X0指示燈0Y

10、0原位 SQ0指示燈1Y11# SQ1 S1X1指示燈2Y22# SQ2 S2X2指示燈3Y33# SQ3 S3X3指示燈4Y44# SQ4 S4X4指示燈5Y55# SQ5 S5X5指示燈6Y6過(guò)限保護(hù) SQ6指示燈7Y7上限位 SQ8X6下限位 SQ9X7手動(dòng)X10前進(jìn)Y10單步X11后退Y11連續(xù)X12上升Y12單周下降Y13停頓 SB0X13制動(dòng)Y14前進(jìn) SB1X14后退 SB2X15上升起動(dòng)SB3X16下降暫停SB4X17X0X1X2X3X4X5X6X10X11X12X7X13X14X15X16X17COMSASB0SB1SB2SQ7SB3SB4SQ0SQ1SQ5SQ4SQ3SQ2

11、SQ6SQ8SQ9過(guò)限保護(hù)3#4#2#1#手動(dòng)下限位上限位過(guò)限保護(hù)5#4#前進(jìn)停頓單周連續(xù)單步后退上升起動(dòng)下降暫停S1S3S2S4S5圖2-4 PLC接線圖Y0Y1Y5Y2Y3Y7Y4Y6Y10Y11Y12Y13Y14COM2MCOM3COM4COM10電源指示KM2KM1KM2KM1KM4KM3KM3KM4220 VHL0HL1HL2HL3HL4HL5HL6HL7QS（1） PLC輸入接線的設(shè)計(jì)1、在電鍍行車中，為了防止行車在到達(dá)原位和末端時(shí)由于限位開(kāi)關(guān)損壞而越過(guò)工作區(qū)，設(shè)置了過(guò)限保護(hù)SQ6和SQ7。它們分別與原位和5#槽位的限位開(kāi)關(guān)SQ0、SQ5并聯(lián)，這樣可以節(jié)省輸入點(diǎn)數(shù)。根據(jù)要求對(duì)電鍍槽

12、有槽位選擇功能，只需要使用5個(gè)槽位選擇開(kāi)關(guān)S1S5，分別和SQ1SQ5串聯(lián)即可到達(dá)槽位選擇的目的。而不必占用輸入點(diǎn)。2、行車控制有4個(gè)操作方式，用了三個(gè)輸入點(diǎn)，其中單周期控制方式，不用輸入點(diǎn)，可以簡(jiǎn)化梯形圖和減少輸入點(diǎn)數(shù)。3、手動(dòng)操作采用單獨(dú)的控制按鈕。停頓、前進(jìn)、后退、上升、下降分別對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)X13X17。2輸出控制接線的設(shè)計(jì) Y0Y7 用于顯示吊籃所在位置和上下限。 Y10Y13用于進(jìn)退電機(jī)和升降電機(jī)的控制和保護(hù)。X0X0M8040Y0SETS0X16X7S0X 6Y12S20X16S21X6X5X5PLSM1PLSM2X1M3M1M2M3Y10X2X3X4X5S23X0Y11S22M3X

13、0Y13X7X7S24T0 K100T1 K110T2 K120T3 K130T4 K140T5 K150T0T1T2T3T4T5T0X12X12狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖X0X1X2X3X4X0X5梯形圖控制電路分析：指令表：控制程序分析1自動(dòng)控制程序設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制程序包括單周，連續(xù)，單步3種控制方式。其中單周為最根本的控制方式。連續(xù)控制方式的程序設(shè)計(jì)，如圖單周控制方式設(shè)計(jì):單周控制方式，即為從裝料到各槽位電鍍完畢后退回原位，完成一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程，當(dāng)?shù)趸@在原位時(shí)，原位X0及下限位開(kāi)關(guān)X7動(dòng)作，信號(hào)燈Y0亮，狀態(tài)器S0置位，等待起動(dòng)命令。按下起動(dòng)按鈕X16、S20置位，Y12得電，吊籃上升，當(dāng)上升碰到上限位開(kāi)

14、關(guān)X6時(shí)，電路經(jīng)X5常閉接點(diǎn)使S21,Y12得電行車前進(jìn)展至1號(hào)槽X1動(dòng)作，M2產(chǎn)生一個(gè)脈沖使S23置位，Y13得電吊籃下降。同時(shí)Y10失電，在公共程序中Y10下降沿接點(diǎn)閉合使Y14閉合得電，對(duì)進(jìn)退電機(jī)M進(jìn)展能耗制動(dòng)2秒鐘。下降到下限位開(kāi)關(guān)X7，S23置位，由于這時(shí)在1號(hào)槽位，X1接點(diǎn)接通定時(shí)器T1，在1#槽位停留T1對(duì)應(yīng)的設(shè)定時(shí)間，停留時(shí)間到時(shí)，T1接點(diǎn)閉合，返回到S20,Y12得電上升。需要特別注意的的是，此時(shí)行車在1#位，X1處于動(dòng)作狀態(tài)，所以當(dāng)上升到達(dá)上限為時(shí)，X6動(dòng)作后S20置位，應(yīng)該Y10 得電，但由于X10接點(diǎn)閉合，使得M2產(chǎn)生一個(gè)脈沖跳過(guò)S21到S23又下降了，結(jié)果造成反復(fù)上升

15、下降的死循環(huán)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象一般不通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行驗(yàn)證，時(shí)很難發(fā)現(xiàn)的。這里采用PLSM1指令，其作用是當(dāng)S21置位時(shí)，M1常閉接點(diǎn)斷開(kāi)一個(gè)掃描周期，使M2的脈沖不起作用，從而防止了直接跳過(guò)S21的現(xiàn)象。電鍍完畢后，在5 #槽位上升到上限位X6時(shí)，由于X5接點(diǎn)已經(jīng)閉合，使S22置位，Y11得電行車后退，當(dāng)退到原位時(shí)，X0動(dòng)作，S23置位下降，到下限位X7動(dòng)作，S24置位。T0得電延時(shí)后，經(jīng)X12 常閉接點(diǎn)返回到S0。全部過(guò)程完畢，完成一次電鍍過(guò)程。2連續(xù)控制方式設(shè)計(jì)連續(xù)控制方式就是反復(fù)執(zhí)行單周控制方式，如果不按停頓按鈕就一直運(yùn)行下去。將選擇開(kāi)關(guān)SA打到連續(xù)位置，X12輸入接點(diǎn)閉合，當(dāng)行車完成一次，

16、電鍍過(guò)程返回原位時(shí)。T0延時(shí)后，經(jīng)X12常開(kāi)接點(diǎn)返回到S20，進(jìn)入下一步電鍍過(guò)程。3公共程序設(shè)計(jì)公共程序是指不受跳轉(zhuǎn)CJ控制的程序，其中ZRST用于步進(jìn)指令狀態(tài)器S的全部復(fù)位。已到達(dá)停頓的目的，ALT用于暫停，按下暫停按鈕X17 M8034=1。停頓輸出，全部Y失電。再按下按鈕X17 M8034=0 全部?jī)H恢復(fù)原來(lái)的輸出狀態(tài)。MOV用于位置信號(hào)燈的顯示。Y14用于進(jìn)退電機(jī)停頓時(shí)的能耗制動(dòng)控制。3手動(dòng)控制方式手動(dòng)控制方式如圖 分別用四個(gè)點(diǎn) 動(dòng)按鈕控制兩臺(tái)電機(jī)的升降和 進(jìn)退 其中進(jìn)退的能耗制動(dòng)仍由公共程序的Y14制動(dòng)電路控制。將選擇開(kāi)關(guān)SA打到手動(dòng)位置，X10控制跳轉(zhuǎn)指令CJ 將單周 連續(xù)控制跳過(guò)

17、去 執(zhí)行手動(dòng)程序。在手動(dòng)程序中，應(yīng)考慮各種動(dòng)作之間的互鎖和運(yùn)行條件，如必須在上限位時(shí) 才能前進(jìn)后退，進(jìn)退到兩端必須停頓，上升到上限位停頓，下降到下限位停頓。4單步控制方式設(shè)計(jì)單步控制方式 就是按一次起動(dòng)按鈕，行車每次只完成一個(gè)規(guī)定動(dòng)作，例如按起動(dòng)按鈕吊籃上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)上限位時(shí)并不前進(jìn)，只有再按一次起動(dòng)按鈕，才前進(jìn)。單步操作方式開(kāi)關(guān)打在單步位置時(shí)，X11接點(diǎn)閉合，M8040線圈得電，制止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移。如電鍍行車在原位時(shí)，狀態(tài)器S0置位，按下起動(dòng)按鈕X16 S20 置位 Y12得電 吊籃上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)上限位時(shí)，X6動(dòng)作 滿足轉(zhuǎn)移條件，但由于M8040 線圈得電。制止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移。S20仍置位 這時(shí)為了防止Y1

18、2得電吊籃繼續(xù)上升，要由X6常閉觸點(diǎn)將其斷開(kāi)，其他狀態(tài)器S的輸出線圈也應(yīng)該如此。在S21狀態(tài)步中，當(dāng)Y10得電前進(jìn)到位時(shí)，防止死循環(huán)和單步控制要求，在電路中增加M3線圈回路。操作面板設(shè)計(jì)圖操作面板圖如下圖，其用于對(duì)自動(dòng)生產(chǎn)線遠(yuǎn)距離控制操作。在操作面板上安裝9各信號(hào)燈用于電鍍行車在1#5#槽位和原位的顯示，以及上限下限的顯示。PLC電源開(kāi)關(guān)和電源信號(hào)燈接在一起，按下電源開(kāi)關(guān)時(shí)，電源信號(hào)燈亮。操作方式采用選擇開(kāi)關(guān)，在手動(dòng)方式下。使用停頓、前進(jìn)、后退、上升、下降5個(gè)按鈕、在其他控制使用啟動(dòng)和暫停按鈕與上升和下降公用和停頓按鈕。槽位選擇開(kāi)關(guān)S1S5用于槽位選擇。停頓下降上升電源前進(jìn)后退起動(dòng)暫停槽位選擇S1S5S4S3S2手動(dòng)連續(xù)單步單周下限上限5#槽4#槽3#槽2#槽1#槽原位設(shè)計(jì)小結(jié)：電鍍生產(chǎn)線按照確定PLC輸入、輸出設(shè)備；分配I/O地址；畫出PLC系統(tǒng)接線圖；設(shè)計(jì)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；再寫出PLC梯形圖，指令表的順序設(shè)計(jì)的。在寫論文之前查了大量的資料。程序設(shè)計(jì)根本包括了我們所學(xué)的內(nèi)容，里面有順序構(gòu)造，循環(huán)構(gòu)造，判斷構(gòu)造的綜合應(yīng)用，有自動(dòng)程