電鍍自動生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計(畢業(yè)論文doc)

1、精品目 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142.7PLC梯形圖指令表173操作面板設(shè)計圖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)計小結(jié)27參考目錄28電鍍自動生產(chǎn)線PLC控制程序設(shè)計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行和保證產(chǎn)品的電鍍時間則是決定電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)的重

2、要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動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。有效的減少廢品率。而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動強度。有這非常好的社會和經(jīng)濟效益。本文主要針對自動控制這一點進行設(shè)計。在該生產(chǎn)線的控制中，采用了高可靠性，高穩(wěn)定性，編程簡單，易于操作。而且廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)線過程控制中的控制器 PLC。設(shè)計中實現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)的單周期運行，連續(xù)運行，和步進運行三種工作方式，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。同時有利于處理故障，有很強的實用性。最后用MCGS軟件對設(shè)計思路進行了組態(tài)仿真，基本實現(xiàn)了電鍍監(jiān)控的全部功能。1.2電鍍生產(chǎn)系電鍍生產(chǎn)作為一

3、種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)自開始以來，幾十年間有了極大的發(fā)展。從早期的手工作坊式生產(chǎn)發(fā)展到今天的半自動化和全自動化，電鍍工業(yè)的進步是長足的 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)品是離不開電鍍技術(shù)，電鍍技術(shù)已發(fā)展成為一個重要的工程領(lǐng)域。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，電鍍產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)的發(fā)展也是突飛猛進的，幾十年前，電鍍一個工件只需要一個渡槽，用兩支電極通上電就完事，漸漸地人們意識到這樣的鍍法不能適應(yīng)復(fù)雜鍍層的要求，于是就開始生產(chǎn)線，引入一兩臺行車掛上工件，用繼電器控制技術(shù)控制行車運動，進而實現(xiàn)不同鍍覆過程的有序進行。按照要求在不同的鍍槽內(nèi)時

4、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，時間的長短由人為控制。因此這種生產(chǎn)線還是半自動生產(chǎn)線。隨著時間的推移和新技術(shù)的發(fā)展，人們漸漸地意識到這種生產(chǎn)線難以提高生產(chǎn)效率，因而在控制上開始考慮生產(chǎn)線的全自動化?？刂频氖侄我胗嬎銠C控制，也就是人們所熟知的工業(yè)控制計算機系統(tǒng)（PIC），用計算機實現(xiàn)對控制過程的參數(shù)預(yù)設(shè)，參數(shù)檢測，數(shù)學(xué)運算等，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)工藝要求實現(xiàn)精確控制，隨著生產(chǎn)工藝要求的進一步提高和生產(chǎn)過程的實際變化，人們覺得這種工控機有則明顯的弱勢，一方面要求生產(chǎn)工人具有一定的文化知識，要熟悉電腦操作，能

5、是實現(xiàn)電腦維護，另一方面工控機雖然為工業(yè)生產(chǎn)而設(shè)計的，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)隨著市場上新的數(shù)字技術(shù)和數(shù)字設(shè)備的發(fā)展，新的工控裝置PLC收到越來越來的青睞，PLC的應(yīng)用場合從早期的控制到后來的模擬控制等設(shè)備的外部控制模塊也有了很大的發(fā)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)有了較大的發(fā)展，近年來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和不同產(chǎn)品工藝的要求，電鍍生產(chǎn)線過程在有些領(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)而在有些地方級引入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工業(yè)以太

6、網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)里比較活躍值得信賴的一種。2.1電鍍生產(chǎn)線基本情況如圖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，專用行車便提升前進，到規(guī)定槽位自動下降，并停留一段時間（各槽停留時間預(yù)先按工藝設(shè)定）后提升，行至下一個電鍍槽，完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序后，自動返回原位，卸下電鍍好的工件重新裝料。進入下一個電鍍環(huán)節(jié)。M1M2吊籃5#槽4#槽1#槽2#槽3#槽SQ0SQ7SQ8SQ9SQ5SQ4SQ3SQ2SQ1SQ6圖2-1 電鍍自動生產(chǎn)線示意圖原位2.2 電鍍生產(chǎn)線控制要求（1） 拖動情況電鍍行車采用兩臺異步電動機分別控制行車的升降和進退。采用機械減速裝置。電動機數(shù)據(jù)：

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

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

9、整流，由接觸器KM5接到電動機的繞組上。2.4控制電路設(shè)計：1、 確定輸入設(shè)備過限保護 SQ7 原位 SQ0槽位選擇S1 1#槽行程開關(guān)SQ1槽位選擇S2 1#槽行程開關(guān)SQ2槽位選擇S3 1#槽行程開關(guān)SQ3槽位選擇S4 1#槽行程開關(guān)SQ4槽位選擇S5 1#槽行程開關(guān)SQ5過限保護 SQ6 上限位 SQ8 下限位 SQ9 手動 單步 連續(xù) 單周停止 前進 后退 上升（起動）下降（暫停）2、 確定輸出設(shè)備指示燈 Y0 Y7 M1電機正反轉(zhuǎn) Y10 Y11 M2電機正反轉(zhuǎn) Y12 Y13 能耗制動Y14分配I/O點:輸入輸出輸入設(shè)備及符號PLC輸入點輸出設(shè)備及符號PLC輸出點過限保護SQ7X0

10、指示燈0Y0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過限保護 SQ6指示燈7Y7上限位 SQ8X6下限位 SQ9X7手動X10前進Y10單步X11后退Y11連續(xù)X12上升Y12單周下降Y13停止 SB0X13制動Y14前進 SB1X14后退 SB2X15上升（起動）SB3X16下降（暫停）SB4X17X0X1X2X3X4X5X6X10X11X12X7X13X14X15X16X17COMSASB0SB1SB2SQ7SB3SB4SQ0SQ1SQ5

11、SQ4SQ3SQ2SQ6SQ8SQ9過限保護3#4#2#1#手動下限位上限位過限保護5#4#前進停止單周連續(xù)單步后退上升（起動）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1、在電鍍行車中，為了防止行車在到達原位和末端時由于限位開關(guān)損壞而越過工作區(qū)，設(shè)置了過限保護SQ6和SQ7。它們分別與原位和5#槽位的限位開關(guān)SQ0、SQ5并聯(lián)，這樣可以節(jié)省

12、輸入點數(shù)。根據(jù)要求對電鍍槽有槽位選擇功能，只需要使用5個槽位選擇開關(guān)S1S5，分別和SQ1SQ5串聯(lián)即可達到槽位選擇的目的。而不必占用輸入點。2、行車控制有4個操作方式，用了三個輸入點，其中單周期控制方式，不用輸入點，可以簡化梯形圖和減少輸入點數(shù)。3、手動操作采用單獨的控制按鈕。停止、前進、后退、上升、下降分別對應(yīng)輸入點X13X17。（2）輸出控制接線的設(shè)計 Y0Y7 用于顯示吊籃所在位置和上下限。 Y10Y13用于進退電機和升降電機的控制和保護。X0X0M8040Y0SETS0X16X7S0X 6Y12S20X16S21X6X5X5PLSM1PLSM2X1M3M1M2M3Y10X2X3X4X

13、5S23X0Y11S22M3X0Y13X7X7S24T0 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）自動控制程序設(shè)計 自動控制程序包括單周，連續(xù)，單步3種控制方式。其中單周為最基本的控制方式。連續(xù)控制方式的程序設(shè)計，如圖單周控制方式設(shè)計:單周控制方式，即為從裝料到各槽位電鍍結(jié)束后退回原位，完成一個工作循環(huán)過程，當(dāng)?shù)趸@在原位時，原位X0及下限位開關(guān)X7動作，信號燈Y0亮，狀態(tài)器S0置位，等待起動命令。按下起動按鈕X16、S20置位，Y12

14、得電，吊籃上升，當(dāng)上升碰到上限位開關(guān)X6時，電路經(jīng)X5常閉接點使S21,Y12得電行車前進行至1號槽X1動作，M2產(chǎn)生一個脈沖使S23置位，Y13得電吊籃下降。同時Y10失電，在公共程序中Y10下降沿接點閉合使Y14閉合得電，對進退電機M進行能耗制動2秒鐘。下降到下限位開關(guān)X7，S23置位，由于這時在1號槽位，X1接點接通定時器T1，在1#槽位停留T1對應(yīng)的設(shè)定時間，停留時間到時，T1接點閉合，返回到S20,Y12得電上升。需要特別注意的的是，此時行車在1#位，X1處于動作狀態(tài)，所以當(dāng)上升到達上限為時，X6動作后S20置位，應(yīng)該Y10 得電，但由于X10接點閉合，使得M2產(chǎn)生一個脈沖跳過S21

15、到S23又下降了，結(jié)果造成反復(fù)上升下降的死循環(huán)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象一般不通過實驗裝置運行驗證，時很難發(fā)現(xiàn)的。這里采用PLSM1指令，其作用是當(dāng)S21置位時，M1常閉接點斷開一個掃描周期，使M2的脈沖不起作用，從而防止了直接跳過S21的現(xiàn)象。電鍍結(jié)束后，在5 #槽位上升到上限位X6時，由于X5接點已經(jīng)閉合，使S22置位，Y11得電行車后退，當(dāng)退到原位時，X0動作，S23置位下降，到下限位X7動作，S24置位。T0得電延時后，經(jīng)X12 常閉接點返回到S0。全部過程結(jié)束，完成一次電鍍過程。（2）連續(xù)控制方式設(shè)計連續(xù)控制方式就是反復(fù)執(zhí)行單周控制方式，如果不按停止按鈕就一直運行下去。將選擇開關(guān)SA打到連續(xù)位置

16、，X12輸入接點閉合，當(dāng)行車完成一次，電鍍過程返回原位時。T0延時后，經(jīng)X12常開接點返回到S20，進入下一步電鍍過程。（3）公共程序設(shè)計公共程序是指不受跳轉(zhuǎn)CJ控制的程序，其中ZRST用于步進指令狀態(tài)器S的全部復(fù)位。已達到停止的目的，ALT用于暫停，按下暫停按鈕X17 M8034=1。停止輸出，全部Y失電。再按下按鈕X17 M8034=0 全部僅恢復(fù)原來的輸出狀態(tài)。MOV用于位置信號燈的顯示。Y14用于進退電機停止時的能耗制動控制。（3）手動控制方式手動控制方式如圖 分別用四個點 動按鈕控制兩臺電機的升降和 進退 其中進退的能耗制動仍由公共程序的Y14制動電路控制。將選擇開關(guān)SA打到手動位置

17、，X10控制跳轉(zhuǎn)指令CJ 將單周 連續(xù)控制跳過去 執(zhí)行手動程序。在手動程序中，應(yīng)考慮各種動作之間的互鎖和運行條件，如必須在上限位時 才能前進后退，進退到兩端必須停止，上升到上限位停止，下降到下限位停止。（4）單步控制方式設(shè)計單步控制方式 就是按一次起動按鈕，行車每次只完成一個規(guī)定動作，例如按起動按鈕吊籃上升，當(dāng)?shù)竭_上限位時并不前進，只有再按一次起動按鈕，才前進。單步操作方式開關(guān)打在單步位置時，X11接點閉合，M8040線圈得電，禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移。如電鍍行車在原位時，狀態(tài)器S0置位，按下起動按鈕X16 S20 置位 Y12得電 吊籃上升，當(dāng)?shù)竭_上限位時，X6動作 滿足轉(zhuǎn)移條件，但由于M8040 線圈

18、得電。禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移。S20仍置位 這時為了防止Y12得電吊籃繼續(xù)上升，要由X6常閉觸點將其斷開，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得電前進到位時，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)計圖操作面板圖如圖所示，其用于對自動生產(chǎn)線遠(yuǎn)距離控制操作。在操作面板上安裝9各信號燈用于電鍍行車在1#5#槽位和原位的顯示，以及上限下限的顯示。PLC電源開關(guān)和電源信號燈接在一起，按下電源開關(guān)時，電源信號燈亮。操作方式采用選擇開關(guān)，在手動方式下。使用停止、前進、后退、上升、下降5個按鈕、在其他控制使用啟動和暫停按鈕（與上升和下降公用）和停止按鈕。槽位選擇開關(guān)S1S5用于槽位選擇。停止下降上升電源前進后退起動暫停槽位選擇S1S5S4S3S2手動連續(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)計出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；再寫出PLC梯形圖，指令表的順序設(shè)計的。在寫論文之前查了大量的資料。程序設(shè)計基本包括了我們所學(xué)的內(nèi)容，里面有順序結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)，判斷結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用，有