基于PLC的電鍍槽生產(chǎn)線控制設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目: 基于PLC的電鍍槽生產(chǎn)線的控制 專 業(yè): 電氣工程與其自動(dòng)化 姓 名: - 學(xué) 號(hào): - 班 級(jí): = 完 成 期 限： 2013年5月24日指導(dǎo)教師簽名：課程負(fù)責(zé)人簽名：2013年5月14日24 / 28主要容、基本要求、主要參考資料等主要容：利用三菱PLC步進(jìn)指令設(shè)計(jì)一個(gè)電鍍槽生產(chǎn)線的控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)控制完成零件的加工。基本要求：1.利用三菱PLC步進(jìn)指令完成電鍍槽生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。2.利用GX-developer軟件完成設(shè)計(jì)電路和仿真；3.掌握利用步進(jìn)指令完成對(duì)電機(jī)的控制的方法；4.通過(guò)此次設(shè)計(jì)將PLC軟硬件結(jié)合起來(lái)對(duì)程序進(jìn)行編輯、校驗(yàn)，鍛煉實(shí)踐能力和理論

2、聯(lián)系實(shí)際的能力。主要參考資料：1宋伯生主編PLC.編程理論.算法與技巧J.機(jī)械工業(yè)2005年2吳明亮主編可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程M.化學(xué)工業(yè)2005 年 3賈德勝等主編PLC應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)用子程序M.人民郵電2006年4忠華主編可編程控制器與工業(yè)自動(dòng)化M.機(jī)械工業(yè)2005年5程子華主編PLC原理與編程實(shí)例分析M.國(guó)防工業(yè)，2007年課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：基于PLC的電鍍槽生產(chǎn)線的控制姓名： -院（系）：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：-學(xué)號(hào)：-指導(dǎo)教師：-成績(jī)：時(shí)間：2013年5月14日至2013年5月18日摘 要隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電鍍生產(chǎn)對(duì)控制的要求也不斷提高。本文討論了如何利用日本三菱FX系列PLC步進(jìn)指令

3、進(jìn)行自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線控制，重點(diǎn)分析了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)部分，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、PLC控制I/O端分配表以與整體程序流程圖等，實(shí)現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了工作人員的工作環(huán)境質(zhì)量。在本次設(shè)中我們從自動(dòng)控制技術(shù)器件在國(guó)的應(yīng)用前景與電鍍生產(chǎn)線生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境來(lái)考慮，以使該生產(chǎn)線真正具備自動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)行為目的，從而采用在當(dāng)前與以后都應(yīng)用廣泛且能適應(yīng)多種環(huán)境的可編程控制器來(lái)控制整個(gè)工作流程的方案，使該自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)融入到現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中。關(guān)鍵詞 ：PLC 三菱FX 電鍍生產(chǎn) 自動(dòng)控制技術(shù)Abstract With the development of industrial

4、technology, electroplating production also to control requirement enhances unceasingly. This article discussed how to use Japan mitsubishi FX series PLC step by step instructions for automatic electroplating production line control, analyses the system hardware and software design, and gives the sys

5、tem hardware wiring diagram and PLC I/O port distribution table as well as the overall program flow chart, etc., realized the plating production automation, improve the production efficiency, reduces the labor intensity, greatly improve the quality of the staff working environment. In this set from

6、our device, automatic control technology in domestic application prospects and the electroplating production line production on-site environmental consideration, in order to make the product line is really with automatic operation for the purpose, to adopt in current and so on are widely used and ca

7、n be adapted to a variety of environmental programmable controller to control the entire workflow solutions, make the automatic production system into the modern industrial control fields.Keywords: PLC of mitsubishi FX electroplating production automatic control technology。目 錄摘 要1第1章 緒論31.1 控制系統(tǒng)概述與選

8、題背景意義31.1.1 選題背景與意義31.1.2 控制系統(tǒng)的概述31.2 課程設(shè)計(jì)容與要求41.3 PLC簡(jiǎn)介51.3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)51.3.2 PLC的工作原理61.3.3 PLC的特點(diǎn)7第2章 硬件設(shè)計(jì)方案82.1 拖動(dòng)系統(tǒng)82.2 PLC選型92.2.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)選擇92.2.2 I/O點(diǎn)數(shù)的確定92.2.3 存儲(chǔ)器容量的估算102.2.4控制功能的選擇102.3 低壓電器選擇112.3.1 熔斷器選擇112.3.2 開(kāi)關(guān)選擇112.3.3接觸器11第3章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)123.1 I/O地址分配123.2 系統(tǒng)控制流程123.3 行車自動(dòng)工作控制過(guò)程133.4 自動(dòng)控

9、制步進(jìn)指令圖143.5 系統(tǒng)程序梯形圖153.6 PLC調(diào)試20第4章 本設(shè)計(jì)特點(diǎn)21第5章 設(shè)計(jì)體會(huì)21附錄 自動(dòng)控制指令表22參考文獻(xiàn)24第1章 緒論1.1 控制系統(tǒng)概述與選題背景意義1.1.1 選題背景與意義中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的不斷深化，為自動(dòng)化行業(yè)的迅猛發(fā)展提供了廣闊的空間。電鍍行業(yè)是我國(guó)重要的加工行業(yè)，但是大多數(shù)中小企業(yè)仍在使用許多過(guò)時(shí)的技術(shù)和設(shè)備，大量的生產(chǎn)線為半機(jī)械化和半自動(dòng)化控制，一些甚至為手工操作。工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多、生產(chǎn)復(fù)雜，同時(shí)在電鍍中，其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕，對(duì)人的身心健康十分不利，而且人工操作隨機(jī)性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)

10、的方法是使用順序控制器，由于其電路復(fù)雜，接口多，受外界干擾大，工作可靠性差，維護(hù)也困難。采用PLC有較完善的診斷和自保護(hù)能力，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。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)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(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)得到嚴(yán)格的保證，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，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，電鍍生產(chǎn)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。1.1.2 控制系統(tǒng)的概述隨著集成電

11、路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，存儲(chǔ)控制程序逐步替代接線程序控制，成為工業(yè)控制系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。所謂程序控制，就是將控制邏輯程序語(yǔ)言的形式存放在存儲(chǔ)器中，通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的控制要求。這樣的系統(tǒng)稱為存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)。在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不需要改變控制器部的接線，而只需通過(guò)通過(guò)編程器中的某些程序語(yǔ)言容。用PLC輔以變頻器對(duì)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線行車進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)性能可靠和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種很有效的自動(dòng)控制方式，是電鍍生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展的主流方向。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

12、和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，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，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，電鍍生產(chǎn)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。對(duì)于行車的自動(dòng)控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動(dòng)化程度更高。1.2 課程設(shè)計(jì)容與要求電鍍生產(chǎn)線采用專用行車，行車架上裝有可升降的吊鉤，行車和吊鉤各有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。行車的前進(jìn)、后退和吊鉤的上升、下降均由相應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)。生產(chǎn)線上有三個(gè)槽，工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動(dòng)，經(jīng)過(guò)電鍍、鍍液回收、清洗等工序，完成電鍍

13、全過(guò)程。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將代加工的零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，專用行車便提升并自動(dòng)逐段進(jìn)行。按工藝要求在需要停留的槽位停下，并自動(dòng)下降，停留一定時(shí)間（各槽停留時(shí)間按事先工藝要求調(diào)定）后自動(dòng)提升，如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產(chǎn)線的末端自動(dòng)返回原位，卸下處理好的零件，重新裝料發(fā)出信號(hào)進(jìn)入下一加工循環(huán)。電鍍生產(chǎn)線的工藝流程如下圖所示：30s清水槽回收液槽鍍槽5s5s10s12s12s原位SQ6SQ5SQ4SQ3SQ2SQ11-1電鍍工藝流程圖用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)一個(gè)電鍍槽生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)。其控制要求如下：具有手動(dòng)和自動(dòng)控制的功能，手動(dòng)時(shí)，各動(dòng)作功能分別操作；自動(dòng)時(shí)，工件放入電鍍槽中，按下起

14、動(dòng)按鈕后，電鍍提起移至渡槽停放30秒，再放入回收液槽中停放12秒，提起后停5秒，再放入清水槽中，清洗12秒，提起后停5秒，行車返回到原位，鍍件的加工過(guò)程全部結(jié)束。圖中SQ1SQ4為行車進(jìn)退限位開(kāi)關(guān)，SQ5SQ6分別是吊鉤上下纖維開(kāi)關(guān)。1.3 PLC簡(jiǎn)介編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控

15、制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC,PLC自1969年出現(xiàn)，美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。1.3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)可編程控制器作為控制器的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上就是一種用于工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，它既可進(jìn)行開(kāi)關(guān)量的控制，又可實(shí)現(xiàn)模擬量的控制。PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、電源等組成。如圖2-1所示。圖2-1 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC分為箱式和模塊式兩種，但他們的組成是一樣，基本上都由CPU，存儲(chǔ)器，輸入/輸出接口電路，電源模塊等幾部分組成的，下面分別

16、對(duì)幾種單元進(jìn)行介紹。1.CPU CPU是整個(gè)PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用。它按照PLC的系程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中。同時(shí)，診斷電源和PLC部電路的工作狀態(tài)與編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。2 .存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以與對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，容不可更改，斷電

17、不消失。用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。3 輸入/輸出接口電路輸入接口電路工作過(guò)程：當(dāng)開(kāi)關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向部電路輸入信號(hào)。也就是通過(guò)輸入接口電路把外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC部所能接受的數(shù)字信號(hào)。輸出接口工作過(guò)程：當(dāng)部電路輸出數(shù)字信號(hào)，有電流流過(guò)，繼電器線圈有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線圈沒(méi)有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)負(fù)載的電流或電壓。也就是通過(guò)輸出接口電路把部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載

18、動(dòng)作或者不動(dòng)作。1.3.2 PLC的工作原理PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，而PLC則采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中用戶程序按先后順序存放。對(duì)每個(gè)程序，處理器從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)成為一個(gè)掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)短去決定于以下幾個(gè)因素：一是處理器執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令占用的時(shí)間；三是程序中指令條數(shù)的多少。一個(gè)掃描周期大致可分為輸入/輸出刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。1.3.3 PLC的特點(diǎn)1、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的

19、半導(dǎo)體電路來(lái)完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無(wú)法比擬的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在其設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取了一系列硬件或軟件的剛干擾的設(shè)施。 (1)硬件方面的設(shè)施有：隔離PLC的輸入、輸出接口電路一般都采用光點(diǎn)耦合器來(lái)傳遞信號(hào)，這種光電隔離設(shè)施使外部電路與PLC部之間完全避免了點(diǎn)的聯(lián)系，有效地抑制了外部的干擾源對(duì)PLC的影響，還可以防止外部強(qiáng)電穿入部CPU。濾波在PLC電路電源和輸入、輸出(I/O)電路中設(shè)置了多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。在PLC部CPU供點(diǎn)電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等設(shè)施，防止干擾信號(hào)通過(guò)供電源進(jìn)入PLC部，另外各個(gè)輸入輸出（I/O）接口電路

20、的電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的相互干擾；部設(shè)置連鎖、環(huán)境檢測(cè)與診斷等電路，一旦發(fā)生故障就報(bào)警；外部采用密封、防塵、抗震的外殼封裝機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)工作的惡劣的環(huán)境。 （2）在軟件方面的設(shè)施有：設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序，每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障進(jìn)行檢測(cè)診斷，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，立即作自動(dòng)相應(yīng)的措施，如報(bào)警、保護(hù)數(shù)據(jù)和封鎖輸出等。定義用戶程序與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備，以以保證停電后有關(guān)狀態(tài)與信息不會(huì)丟失。2 、編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語(yǔ)言，它既有繼電器電路的清晰直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知

21、識(shí)，因此，易學(xué)易懂，程序改變時(shí)也容易修改。3、功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和模塊化，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等功能。它能根據(jù)實(shí)際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)，即可控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、又可以控制一個(gè)機(jī)群、多點(diǎn)生產(chǎn)線。既可以現(xiàn)場(chǎng)控制，又可以遠(yuǎn)程控制。 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如交流、直流、開(kāi)關(guān)量或模擬量、電流或電壓脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，PLC都有相應(yīng)I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便的進(jìn)行配置，組成使用、緊湊的控制系統(tǒng)。4、

22、使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便PLC的接線極其方便，只需將生產(chǎn)輸入信號(hào)的設(shè)備（如按鈕、開(kāi)關(guān)等）與PLC的輸入端子連接，將接收輸出型號(hào)的被控制設(shè)備（接觸器、電磁閥等）與PLC的輸出端子連接，僅用螺絲刀既可完成全部接線工作。PLC的用戶程序可在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，輸出可以用PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將PLC早現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過(guò)PLC機(jī)上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。5、體積小、重量輕、功耗低 由于PLC采用了半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路，因此正規(guī)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)緊湊、體

23、積小、重量輕、功耗低，所以PLC很容易裝入機(jī)械設(shè)備部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想的控制設(shè)備。第2章 硬件設(shè)計(jì)方案2.1 拖動(dòng)系統(tǒng) 本文采用三相異步電動(dòng)機(jī)控制作為行車和吊鉤的動(dòng)力單元。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜，具有較好的為太和動(dòng)態(tài)特性的有點(diǎn)。下圖為電動(dòng)機(jī)的主電路圖，其中M1為控制行車的電動(dòng)機(jī)，M2為控制吊鉤的電動(dòng)機(jī)。2.2 PLC選型在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，控制任務(wù)和圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸

24、入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng) 。 PLC機(jī)型選擇的基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能要求與保證可靠，維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比，還要考慮控制系統(tǒng)的工藝改進(jìn)后的系統(tǒng)升級(jí)的需要，更要兼顧控制系統(tǒng)的制作成本，選擇是主要考慮以下幾點(diǎn)：2.2.1可編程控制器的結(jié)構(gòu)選擇PLC的基本結(jié)構(gòu)分整體式和模塊式兩種，整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小，一般用于小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便，在I/O點(diǎn)數(shù)輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例，I/O模塊的種類等方面選擇余地大，且維護(hù)方便，

25、一般用于復(fù)雜的控制系統(tǒng)。2.2.2 I/O點(diǎn)數(shù)的確定 一般來(lái)講，可編程控制器控制系統(tǒng)的規(guī)模的大小是用輸入，輸出的點(diǎn)數(shù)來(lái)衡量的。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)，并考慮今后調(diào)整和工藝改進(jìn)的需要，一般為實(shí)際點(diǎn)數(shù)再加上10%20%的備用量。2.2.3 存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)代替。存儲(chǔ)器存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許

26、多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10-15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)位存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按次數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的空間。2.2.4控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專門的只能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。（2）編程功能離線編程方式：PLC和編

27、程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)總線控制，并在一個(gè)掃描周期與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到逐句，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。五種標(biāo)注化編程語(yǔ)言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本

28、語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。過(guò)對(duì)輸入輸出點(diǎn)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)容量選擇、對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇以與輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分析。該控制系統(tǒng)選用三菱公司FX2N系列的PLC。它體積小，重量輕，使用壽命長(zhǎng)，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過(guò)擴(kuò)展模塊，可以增加輸入/輸出點(diǎn)。 綜上所述選擇并根據(jù)課題要求所以所選PLC為三菱FX2N_48MR型號(hào)。如圖：2.3 低壓電器選擇2.3.1 熔斷器選擇對(duì)于頻繁起動(dòng)的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)為了起到短路保護(hù)作用，又保證電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)，在頻繁起動(dòng)時(shí)，熔體不應(yīng)熔斷。即Irn（33.

29、5）In所以選型號(hào)為RL625，熔體為6A。2.3.2 開(kāi)關(guān)選擇根據(jù)控制要求當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕（有信號(hào)）時(shí)程序動(dòng)作，自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)需要手動(dòng)時(shí)，選擇自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要限位和狀態(tài)轉(zhuǎn)換，所以在前進(jìn)和后退過(guò)程中需要限位開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)。2.3.3接觸器根據(jù)要求選額定工作電壓、電流為380V、5A，額定線圈電壓為220V，頻率為600次/h，類別為AC-3，型號(hào)為CJ20-10的三極交流接觸器。第3章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 I/O地址分配 根據(jù)工藝流程與設(shè)計(jì)要求，計(jì)算PLC的IO口數(shù)目，為便于查看，分別繪制輸入、輸出接口功能表如下：表3.1 I/O地址分配表輸入input輸出output分配電氣名

30、稱功能分配功能X0K手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換Y0吊鉤向上X1SQ1右限位開(kāi)關(guān)Y1吊鉤向下X2SQ2第二槽限位開(kāi)關(guān)Y2行車右行X3SQ3第三槽限位開(kāi)關(guān)Y3行車左行X4SQ4左限位開(kāi)關(guān)Y4原點(diǎn)指示燈X5SQ5上限位開(kāi)關(guān)X6SQ6下限位開(kāi)關(guān)X7SB1停止按鈕X10SB2自動(dòng)起動(dòng)按鈕X11SB3手動(dòng)向上X12SB4手動(dòng)向下X13SB5手動(dòng)向右X14SB6手動(dòng)向左3.2 系統(tǒng)控制流程電鍍生產(chǎn)線除裝卸工件外，要求整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程能手動(dòng)和自動(dòng)進(jìn)行，這主要體現(xiàn)在行車控制上，同時(shí)還要求行車和吊鉤的正反向運(yùn)動(dòng)均能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修。電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)工作狀態(tài)流程圖如下：3.3 行車自動(dòng)工作控制過(guò)程行車在原位，

31、吊鉤下降到最下方，限位開(kāi)關(guān)SQ6被壓下，操作人員將要電鍍的工件放在掛具上，即可開(kāi)始電鍍工作。（1）吊鉤上升 按下啟動(dòng)按鈕X10，吊鉤上升，當(dāng)碰到上限開(kāi)關(guān)SQ5后，吊鉤上升停止。（2）行車右行 在吊鉤停止的同時(shí)，行車右進(jìn)。（3）吊鉤下降 行車前進(jìn)至壓右限位開(kāi)關(guān)SQ1，行車停止前進(jìn)；同時(shí)吊鉤下降。（4）定時(shí)電鍍 吊鉤下降至下線開(kāi)關(guān)SQ6時(shí)，停止下降。同時(shí)T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)電鍍30s。（5）吊鉤左行 T0定時(shí)到，吊鉤上升至壓下上限SQ5。T1開(kāi)始計(jì)時(shí)10S，之后左行壓至SQ2，開(kāi)始下行。（6）定時(shí)回收 吊鉤下壓至壓下SQ6時(shí)，吊鉤停止下降，同時(shí)T2開(kāi)始計(jì)時(shí)，工件停留在回收液槽中12s。（7）定時(shí)清洗 T2定時(shí)到，上升到限位T3計(jì)時(shí)5S，左行至限位下降，至限位后T4計(jì)時(shí)12S清洗。（8）返回原位 清洗結(jié)束后上升至限位，T5計(jì)時(shí)5S,吊鉤返回原點(diǎn)。 后面各工序的動(dòng)作過(guò)程，以此類推。3.4 自動(dòng)控制步進(jìn)指令圖3.5 系統(tǒng)程序梯形圖 圖中0至31步為手動(dòng)控制，其后為自動(dòng)控制程序。3.6 PLC調(diào)試 先通過(guò)計(jì)算機(jī)打開(kāi)三菱GX-developer的編程軟件，