汽車涂裝線PLC控制自動(dòng)化行車設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：汽車涂裝線PLC控制自動(dòng)化行車設(shè)計(jì)摘 要本文對汽車廠重型載貨汽車車架涂裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)做出了一個(gè)系統(tǒng)的論述，指出了本課題需要對涂裝電控方案的設(shè)計(jì)研究，前處理電泳漆線生產(chǎn)方式的設(shè)計(jì)、輸送行車方案的設(shè)計(jì)是擺在本課題項(xiàng)目組面前的關(guān)鍵技術(shù)難題。通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)能、投資、質(zhì)量要求、工藝平面布置、工藝方案對比等方面的分析研究，應(yīng)用電動(dòng)機(jī)行車輸送系統(tǒng)確定了前處理電泳漆線采用PLC控制方式控制系統(tǒng)流程從而解決了多種的噴涂難題。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下本人和電氣控制總負(fù)責(zé)人承擔(dān)了項(xiàng)目可行性報(bào)告的編寫、項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告的編寫、確認(rèn)工藝平面方案及工藝布置圖和設(shè)備布置總圖、負(fù)責(zé)制定電氣總體布置及總體控制方案、

2、負(fù)責(zé)項(xiàng)目進(jìn)度協(xié)調(diào)及推進(jìn)工作、負(fù)責(zé)電氣設(shè)計(jì)的審定、設(shè)計(jì)、調(diào)試的指揮，并指導(dǎo)項(xiàng)目組完成了項(xiàng)目的調(diào)研、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、制作、安裝、調(diào)試工作。課題項(xiàng)目實(shí)施后取得了理想成果: 利用PLC控制汽車涂裝車間，比起前的人工控制節(jié)省了時(shí)間提高了工作效率，產(chǎn)品產(chǎn)量得到極大提高，而且利用自動(dòng)控制設(shè)備完成的噴涂工作噴涂質(zhì)量好，延長了使用壽命。關(guān)鍵詞：電泳，PLC控制，涂裝 。 ABSTRACTIn this paper, heavy-duty truck chassis car factory coating production line design and make a systematic exposition,

3、 pointed out the need to paint this issue in the design of electronic control, pre-treatment electrophoresis paint line production design, delivery driving program is designed to be placed in front of this issue the project team the key technical problems. By the the product mix, productivity, inves

4、tment, quality requirements, process layout, process plan and contrast aspects of analysis and research on application of electric motors driving conveyor system to determine the pre-treatment electrophoresis paint line control system using PLC control solves all kinds of spray problemes.Under the g

5、uidance of instructors and electrical control I assumed overall responsibility for the preparation of feasibility reports, project reports prepared by project, program and process to confirm process graphic layout and equipment, general layout plan, is responsible for the overall layout of electrica

6、l and overall control scheme responsible for coordinating and promoting the progress of the project, responsible for electrical design validation, design, debug command, and guide the project team completed the project research, testing, design, production, installation and commissioning.After the i

7、mplementation of research project yielded the desired results: The PLC control car painting workshop, the manual control than before to save more time and improve efficientily, product yields have been greatly improved, and automatic control equipment used to complete the spray coating of good quali

8、ty work to extend the service life.Key words: coating, PLC control, automobile frame15目錄目錄01 緒論11.1汽車涂裝在生產(chǎn)的重要應(yīng)用11.2汽車涂裝線的發(fā)展11.3目前涂裝線存在的問題11.4研究的目的和意義21.5本文的主要研究內(nèi)容和工作22 汽車涂裝線的組成32.1 電泳技術(shù)32.2 汽車涂裝技術(shù)要求42.3 涂裝線基本組成部分的作用42.4對涂裝線自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求43 涂裝線自動(dòng)化行車63.1自動(dòng)化行車基本運(yùn)行情況63.2自動(dòng)化行車的設(shè)計(jì)要求73.3繼電接觸控制自動(dòng)化行車74 PLC控制自動(dòng)化行車

9、84.1可編程控制器技術(shù)8.1可編程序控制器的工作原理和分類8.2可編程序控制器的特點(diǎn)94.2 PLC控制自動(dòng)化行車104.3 PLC控制設(shè)計(jì)104.3.1生產(chǎn)工藝流程104.3.2 電氣原理圖114.3.3程序編寫135 結(jié)束155.1 結(jié)論與展望155.2 PLC的工業(yè)自動(dòng)化151 緒論1.1汽車涂裝在生產(chǎn)的重要應(yīng)用涂裝對于汽車制造來說有兩個(gè)重要作用：1、增強(qiáng)汽車的防腐蝕能力。2、增加汽車的外觀美。據(jù)資料表明，國內(nèi)外每年因金屬銹蝕造成的損失相當(dāng)驚人。由世界銀行提供資料表明，1996年美國國民總產(chǎn)值為74335億美元，因金屬腐蝕損失約為2000億美元，約占國民生產(chǎn)總值的2.7%。而汽車是以鋼

10、材金屬為主的工業(yè)制品，若不能很好解決金屬腐蝕問題，將嚴(yán)重影響汽車的使用壽命和外觀，因此汽車自問世，就與涂裝結(jié)下了不解之緣。1.2汽車涂裝線的發(fā)展國內(nèi)汽車涂裝業(yè)主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：1、五十年代到六十年代中期，國內(nèi)只有長春第一汽車廠一個(gè)專業(yè)制造汽車的廠家，汽車涂裝主要是引進(jìn)前蘇聯(lián)的汽車車身涂裝生產(chǎn)線，操作方式均為手工操作，噴漆室為簡易的側(cè)抽風(fēng)水幕式，輸送方式采用普通懸掛鏈，涂裝工藝水平不高。2、六十年代中期到八十年代中期，隨著國外汽車的發(fā)展以及國內(nèi)二汽和上汽的建成投產(chǎn)，汽車涂裝技術(shù)有了一個(gè)大的提高，開發(fā)并采用了陽極電泳涂裝以及濕碰濕面漆涂裝工藝，表面活性劑清洗、輻射烘干和靜電噴涂等涂裝技術(shù)。3

11、、八十年代中期到九十年代中期，隨著轎車生產(chǎn)線的引進(jìn)，國內(nèi)汽車涂裝技術(shù)也進(jìn)入了前處理磷化處理、陰極電泳涂裝和面漆自行靜電噴涂等先進(jìn)涂裝技術(shù)。4、九十年代中期到現(xiàn)在，隨著歐美日不同系統(tǒng)的轎車車型的不斷引進(jìn)，我國轎車進(jìn)入規(guī)?；?、現(xiàn)代化的生產(chǎn)階段，汽車涂裝技術(shù)水平也跨入了世界較先進(jìn)行列，機(jī)器人自動(dòng)靜電噴涂技術(shù)、全浸式磷化處理、陰極電泳涂裝技術(shù)、滑撬輸送系統(tǒng)、集中送排風(fēng)的大型上送風(fēng)下抽風(fēng)噴漆室、帶廢氣處理的燃燒爐(TAR)烘干爐系統(tǒng)、中央控制技術(shù)等國際先進(jìn)的汽車涂裝技術(shù)和裝備在轎車涂裝行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。由于國內(nèi)重型載貨汽車行業(yè)都是國內(nèi)廠家自主研制的產(chǎn)品，生產(chǎn)設(shè)備要求不高，自動(dòng)化程度不高，沒有采

12、用機(jī)器人自動(dòng)靜電噴涂，沒有在前處理電泳底漆線采用雙工位生產(chǎn)方式，多品種柔性化生產(chǎn)情況，重型載貨汽車涂裝線技術(shù)還處在一個(gè)比較低的技術(shù)水平。1.3目前涂裝線存在的問題目前涂裝線系統(tǒng)主要采用由繼電器接點(diǎn)控制系統(tǒng)，其缺點(diǎn)：由于采用固定接線形式?jīng)]有靈活性和通用性，在工藝要求提出后才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化生產(chǎn)，并且采用觸點(diǎn)開關(guān)動(dòng)作，動(dòng)作有延時(shí)并伴有電弧產(chǎn)生，造成觸點(diǎn)損壞，以致動(dòng)作不可靠維護(hù)不方便。而且浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力資源，不利于工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。1.4研究的目的和意義工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)在和未來工業(yè)發(fā)展的必然之路。對于涂裝線生產(chǎn),涂裝設(shè)備的發(fā)展很快,不斷有新技術(shù)現(xiàn),不可能大量更新裝備,舊的裝備還需要在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮其潛

13、力,這就需要在舊裝備上進(jìn)行一定的改造。在電泳涂裝生產(chǎn)線中引入PLC工業(yè)控制技術(shù),使原有設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性得到改善,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為今后電泳涂裝生產(chǎn)線的改造提供了參考。1.5本文的主要研究內(nèi)容和工作本文主要通過對目前汽車行業(yè)涂裝線存在的一些不方便進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，引入現(xiàn)在常用的PLC來控制涂裝過程，比起以前的人工控制節(jié)省了時(shí)間提高了工作效率，產(chǎn)品產(chǎn)量得到極大提高，而且利用自動(dòng)控制設(shè)備完成的噴涂工作噴涂質(zhì)量好，延長了使用壽命。第一章主要介紹了汽車涂裝在汽車生產(chǎn)中的重要性，以及目前汽車行業(yè)涂裝線的組成及其存在的一些缺點(diǎn)。第二章系統(tǒng)介紹汽車涂裝線的組成，包括技術(shù)要求、參數(shù)設(shè)定和一些

14、基本概念，是引進(jìn)PLC控制的前提。第三章著重闡述涂裝線中自動(dòng)化行車的運(yùn)行原理和工作職能，并且在目前涂裝線中引入自動(dòng)化行車的現(xiàn)實(shí)意義，是本文的重要部分。第四章重點(diǎn)介紹使用PLC控制自動(dòng)化行車，其中有PLC的設(shè)計(jì)編程、控制布線、工藝設(shè)計(jì)等，是整篇文章的重中之重。第五章主要對PLC在以后的自動(dòng)化控制中做一個(gè)瞻望，以及對本設(shè)計(jì)的一個(gè)總結(jié)。2 汽車涂裝線的組成汽車涂裝車間的控制系統(tǒng)主要分為三個(gè)層次：監(jiān)控層，控制層和設(shè)備層。每個(gè)層次使用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的軟硬件配置，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。（本文只討論控制層的設(shè)計(jì)，不涉及其他層的開發(fā)研究。）控制層主要采用PLC控制單元以及現(xiàn)場總線接受來的現(xiàn)場數(shù)據(jù)（數(shù)字信號(hào)或

15、模擬信號(hào)），經(jīng)過PLC內(nèi)的存儲(chǔ)的控制程序的運(yùn)算和處理后，發(fā)出相應(yīng)的指令（輸出信號(hào)）對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。涂裝線主要由以下部分組成。（1）前處理電泳線：包括前處理、電泳、電泳后沖洗、電泳烘干室及強(qiáng)冷室等。（2）PVC線：包括粗細(xì)密封照明工位、PVC噴膠室、PVC烘干室及強(qiáng)冷室等。（3） 中涂線：包括底漆打磨室、中涂擦凈噴漆室、晾干間、中涂烘干室等。（4）面漆線：包括鈑金修理、中涂打磨間、面漆擦凈噴漆室、晾干間、面漆干室及強(qiáng)冷等。（5）修飾噴蠟點(diǎn)修補(bǔ)線：包括面漆修飾工位、噴蠟間、點(diǎn)修補(bǔ)。涂裝流程如圖2.1所示。白車身前處理電泳烘干底涂中涂晾干烘干面漆底色晾干晾干烘干清漆檢查晾干烘干檢查圖 2.1 涂

16、裝流程2.1 電泳技術(shù)電泳就是溶液中帶電粒子（離子）在電場中移動(dòng)的現(xiàn)象。利用帶電粒子在電場中移動(dòng)速度不同而達(dá)到分離的技術(shù)稱為電泳技術(shù)。1937 年瑞典學(xué)者 A.W.K.蒂塞利烏斯設(shè)計(jì)制造了移動(dòng)界面電泳儀 ，分離了馬血清白蛋白的3種球蛋白，創(chuàng)建了電泳技術(shù)。在確定的條件下，帶電粒子在單位電場強(qiáng)度作用下，單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離（即遷移率）為常數(shù)，是該帶電粒子的物化特征性常數(shù)。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質(zhì)比不同，在同一電場中電泳，經(jīng)一定時(shí)間后，由于移動(dòng)距離不同而相互分離。分開的距離與外加電場的電壓與電泳時(shí)間成正比。按分離原理的不同，電泳分為 4類：移動(dòng)界面電泳、區(qū)帶電泳、等電聚焦電

17、泳和等速電泳。本文所研究的涂裝生產(chǎn)就是利用電泳技術(shù)完成對工件的涂裝。2.2 汽車涂裝技術(shù)要求生產(chǎn)方式：空中積放鏈工件類型：車身電泳方式：陰極電泳工序：如表2.1所示。表 2.1 生產(chǎn)工序序號(hào)工序名稱處理方式處理時(shí)間（min）溫度（）1電泳前處理常溫2電泳前噴濕噴常溫3陰極電泳浸328324電泳出槽噴淋噴5UF1噴洗噴0.6常溫6UF2浸洗浸浸入即出常溫7純水浸洗浸浸入即出常溫8新鮮純水噴淋噴9后處理2.3 涂裝線基本組成部分的作用（1）前處理：車件用鑄鋼制造而成，由于在制造過程中的現(xiàn)場工藝，以及鋼鐵本身的特點(diǎn)極易造成車件生銹沾染油污，電泳前必須做除銹、除油、除酸、脫脂等處理。（2）電泳：將前處

18、理后的車件放入電泳液中電泳，使車件完成涂漆工作。（3）烘干：將電泳完的車件送入烘干爐做烘干處理。（4）滑橇：傳動(dòng)設(shè)備，作用于前處理、電泳和烘干的整個(gè)過程，與各個(gè)過程配合完成整個(gè)車件涂裝工作。2.4對涂裝線自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求（1）電泳槽液的溫度控制。按照設(shè)定值進(jìn)行溫度自動(dòng)控制，保證槽液溫度范圍在2931之間。（2）出槽噴淋。在純水洗、電泳、UF1 水洗、UF2 水洗工位，當(dāng)工件出槽時(shí)，根據(jù)工藝要求自動(dòng)識(shí)別工位，進(jìn)行相應(yīng)的新鮮純水或超濾水槽上噴淋，提高和改善涂膜表面質(zhì)量，減輕二次流痕。（3）電泳。按照定長時(shí)間分兩段通不同的電壓值，使槽液中的成膜物質(zhì)泳涂到工件表面上。（4）極液電導(dǎo)率控制。按照設(shè)定值

19、850s/cm自動(dòng)控制。（5）槽液液位控制。通過液位計(jì)、電磁閥實(shí)現(xiàn)PLC 對電泳槽、極液槽的液位控制。（6）各電動(dòng)機(jī)的手動(dòng)、自動(dòng)起動(dòng)和停機(jī)。（7）實(shí)施監(jiān)測并顯示各設(shè)備的運(yùn)行情況，可實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線幾個(gè)故障信息的自動(dòng)聲光報(bào)警。3 涂裝線自動(dòng)化行車自動(dòng)化行車具有自動(dòng)化程度高、承載大、運(yùn)行可靠、輸送工件體積大、工件垂直升降、節(jié)省空間、適用多種工況等諸多優(yōu)點(diǎn)，在許多自動(dòng)化生產(chǎn)線得到推廣和應(yīng)用，如大型客車的車身、汽車的車架前處理自動(dòng)化生產(chǎn)線，大規(guī)格型材表面處理自動(dòng)化生產(chǎn)線、大型工件表面處理自動(dòng)化生產(chǎn)線等，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，徹底解決了在這些惡劣生產(chǎn)線環(huán)境下工作時(shí)，存在的生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、對操作人員產(chǎn)生

20、身體傷害等問題。自動(dòng)化程控行車由機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)和自動(dòng)化控制兩部分組成。其中機(jī)械作業(yè)系統(tǒng)包含有垂直升降機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、安全裝置、結(jié)構(gòu)件等部分；自動(dòng)化控制部分包含有上位監(jiān)控機(jī)、PLC、變頻器、檢測元件等硬件部分以及管理程序、控制程序、故障檢測程序等軟件部分。3.1自動(dòng)化行車基本運(yùn)行情況電鍍車間自動(dòng)化行車是涂裝車間專門為提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提出制造的一種專用自動(dòng)起吊設(shè)備。它采用遠(yuǎn)距離控制，起吊重量可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的電動(dòng)機(jī)。起吊物品是待進(jìn)行電鍍及表面處理的各種工件。其具體流程圖如圖3.1所示。圖3.1 自動(dòng)化行車流程示意圖電鍍車間有多個(gè)電鍍槽，其作用各部相同，本系統(tǒng)只考慮五

21、個(gè)電泳槽作用，分別為脫脂、酸洗、電泳、水洗。實(shí)際情況是根據(jù)生產(chǎn)方需要具體設(shè)定。本文設(shè)計(jì)五個(gè)電泳槽，分別標(biāo)記為1槽、2槽5槽。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將待電鍍零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)化行車便提升，到一定高度后自動(dòng)逐段前進(jìn)。按工藝要求在需要停留的的槽位停止，然后自動(dòng)下降，停留一段時(shí)間后再自動(dòng)提升，再前進(jìn)。如此反復(fù)，完成電鍍工藝規(guī)定的每一個(gè)工序，直到生產(chǎn)線末端，自動(dòng)返回原位。設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通小型車身結(jié)構(gòu)相似，跨度較小，但要求準(zhǔn)確停穩(wěn)，以便吊籃能準(zhǔn)確進(jìn)入電鍍槽。工作時(shí)，自動(dòng)化行車除了能前進(jìn)/后退與吊籃提升/下降運(yùn)動(dòng)外，還能調(diào)整吊籃小車的左右移動(dòng)。3.2自動(dòng)化行車的設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)由三臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制

22、完成，而且每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)功能，分別由KM1、KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)，由KM3、KM4和KM5、KM6分別控制前進(jìn)后退電動(dòng)機(jī)M2和升降電動(dòng)機(jī)M3的正反轉(zhuǎn)。左右行電動(dòng)機(jī)M1為短時(shí)點(diǎn)動(dòng)工作，故不需要設(shè)過載保護(hù)，而M2、M3則有相應(yīng)的熱繼電器保護(hù)主電路有隔離開關(guān)QF控制。為保證準(zhǔn)確停位，M2與M3不會(huì)同時(shí)工作，有互鎖作用，并且可以用同一直流電源實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)?？紤]到升降運(yùn)動(dòng)有一定的重量，在行車平移中需設(shè)置電磁閥抱閘制動(dòng)。3.3繼電接觸控制自動(dòng)化行車?yán)^電接觸控制可以較好地完成設(shè)計(jì)工藝要求，而且成本比較低、易操作，在一些要求不高的生產(chǎn)線中得到了廣泛的應(yīng)用。常用的繼電接觸電器主要有接觸器、繼電

23、器、熔斷器、斷路器和隔離器等等。由于繼電器順序邏輯控制系統(tǒng)有大量的活動(dòng)觸點(diǎn)和元器件，只要其中任一部件或觸點(diǎn)故障，將造成系統(tǒng)的故障。另外，它的體積和重量較大，維修的工作量也較大。因此在某些自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)系統(tǒng)中繼電接觸控制就不再滿足要求，PLC控制就隨之而產(chǎn)生。4 PLC控制自動(dòng)化行車4.1可編程控制器技術(shù)可編程序控制器(PLC，ProgrammableLogicController)是由早期繼電器控制系統(tǒng)與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的，它是以微處理器為主的一種工業(yè)控制儀表，它融計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)于一體，集順序控制、過程控制和數(shù)據(jù)處理于一身，可靠性高、功能強(qiáng)大、控制靈活、操作維護(hù)

24、簡單。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國國際電工委員會(huì)于1952年頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案，1985年提交了第二版，1987年的第三版對可編程序控制器作了如下的定義：“可編程序控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按照易于與控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”總之，可編程控制器也是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入

25、/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍。在初期邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)上，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)等功能模塊，形成了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)調(diào)節(jié)。尤其是PLC把專用的數(shù)據(jù)高速公路(HIGHWAY)改成通用的網(wǎng)絡(luò)，并逐步對各PLC生產(chǎn)廠家之間的通信規(guī)約規(guī)范化，使得PLC有條件和其它各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)集成，以組成大型的控制系統(tǒng)，也使PLC系統(tǒng)具備了DCS的形態(tài)，使得PLC的應(yīng)用拓展到連續(xù)過程控制

26、領(lǐng)域，基于PLC的DCS系統(tǒng)目前在國內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。.1可編程序控制器的工作原理和分類當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。(1)輸入采樣檢查各輸入的開關(guān)狀態(tài)，將這些狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來為下一階段使用。(2)執(zhí)行程序然后PLC按用戶程序中的指令逐條執(zhí)行，但是把執(zhí)行結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)起來。(3)刷新輸出按第一階段的輸入狀態(tài)，在第二階段執(zhí)行程序，在本階段將確定的結(jié)果輸出予以刷新。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。PLC對信號(hào)的輸入、數(shù)據(jù)的處理和控制信號(hào)的輸出分別在一個(gè)掃描周期的不

27、同時(shí)間進(jìn)行的方式有助于排除系統(tǒng)受到的干擾?？删幊炭刂破鞯脑O(shè)計(jì)思想是盡可能地利用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)去滿足用戶的需要，PLC與繼電器接觸器控制電路的一個(gè)本質(zhì)區(qū)別就是除了必要的與外部物理世界的接口(即I/0點(diǎn))外，其它的邏輯功能均在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。這些邏輯功能不僅可以取代，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過諸如中間繼電器、時(shí)間繼電器等硬件邏輯所能達(dá)到的功能，從而為PLC在可靠性和便利性上形成特色奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)PLC的功能可分類如下:(l)邏輯控制。(2)定時(shí)控制。(3)計(jì)數(shù)控制。(4)步進(jìn)(順序)控制。(5)PID控制。(6)數(shù)據(jù)控制:PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。(7)通信和聯(lián)網(wǎng)。(8)其它:PLC還有許多特殊功能模塊，適用

28、于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。.2可編程序控制器的特點(diǎn)PLC的主要特點(diǎn)可概括如下:1、高可靠性(1)所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。(2)各輸入端均采用濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。(3)各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。(4)采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。(5)對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。(6)良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障造成的損失擴(kuò)大。(7)大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或者三個(gè)CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步提高。2、采用模塊化結(jié)

29、構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PL均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。3、豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)，如開關(guān)量或模擬量、交流或直流、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，都有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備等直接連接，如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等。另外，為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。4、編程簡單易學(xué)PLC的編程

30、大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5、安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接即可。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用了模塊化結(jié)構(gòu)，一旦系統(tǒng)中某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。4.2 PLC控制自動(dòng)化行車PLC要完成自動(dòng)化行車控制系統(tǒng)的功能(1)開關(guān)量輸入：如電動(dòng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)控制信號(hào)、電動(dòng)機(jī)過載信號(hào)、工件到位信號(hào)、外圍設(shè)備運(yùn)行/故障信號(hào)、電磁閥手動(dòng)信

31、號(hào)、液位信號(hào)等通過24V 電壓與PLC 輸入端相聯(lián)。(2)模擬量輸入：分別通過熱電阻、電導(dǎo)率變送器對槽液溫度、極液電導(dǎo)率等信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀的輸出繼電器輸出開關(guān)量信號(hào)，送入PLC輸入端構(gòu)成閉環(huán)控制回路，使溫度和電導(dǎo)率自動(dòng)地穩(wěn)定在符合工藝要求的設(shè)定值上。(3)開關(guān)量輸出：控制設(shè)備的起動(dòng)或停止、開或關(guān)，如噴淋電磁閥、冷卻電磁閥、液位控制電磁閥、分段整流信號(hào)、循環(huán)泵、送排風(fēng)機(jī)起停、外圍設(shè)備運(yùn)行/故障指示及聲光報(bào)警等。(4)自動(dòng)化任務(wù)：能夠根據(jù)工藝要求完成各種操作。自動(dòng)化程序能快捷無誤地進(jìn)行，而且在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)能有自動(dòng)報(bào)警、糾錯(cuò)和記憶功能，能完成對錯(cuò)誤的改正、阻止。每次任務(wù)能有自動(dòng)和手動(dòng)

32、兩種方式。4.3 PLC控制設(shè)計(jì)4.3.1生產(chǎn)工藝流程本系統(tǒng)有5個(gè)槽，在槽1處為裝料位，工人將車架裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)化行車便提升并逐段前進(jìn)。按工藝要求在每個(gè)槽停止，并自動(dòng)下降，停留一段時(shí)間后自動(dòng)上升，如此完成每道工序。最后繼續(xù)前進(jìn)到槽5，結(jié)束任務(wù)，并發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)返回。如圖4.1所示。圖4.1 工藝流程圖4.3.2 電氣原理圖（1）主電路圖圖4.2 電氣主接線圖(2)電氣安裝板元件布置示意圖圖4.3 安裝布置圖地址元器件作用I0.0SQ1限位開關(guān)（常開）：1槽I0.1SQ2限位開關(guān)（常開）：2槽I0.2SQ3限位開關(guān)（常開）：3槽I0.3SQ4限位開關(guān)（常開）：4槽I0.4SQ5限位開

33、關(guān)（常開）：5槽I0.5SQ6限位開關(guān)（常開）：提升I0.6SQ7限位開關(guān)（常開）：提升I0.7SQ8限位開關(guān)（常開）：前移I1.0SQ9限位開關(guān)（常開）：前移I1.1SA1轉(zhuǎn)換I1.2SB1啟動(dòng)I1.3SB2停止I1.5SA2-1M1控制I1.6SA2-2M1控制I1.7SA3-1M2控制I1.8SA3-2M2控制I1.9SA4-1M3控制I1.10SA4-2M3控制Q0.0HL1手動(dòng)/自動(dòng)模式指示Q0.1HL2手動(dòng)/自動(dòng)模式指示Q0.2KM1左移Q0.3KM2右移Q0.4HL3運(yùn)行Q0.5KM3前移Q0.6KM4后移Q0.7KM7M2能耗制動(dòng)Q1.0KM8M3能耗制動(dòng)Q1.1KM5上升Q1

34、.2KM6下降Q1.3HL31槽指示Q1.4HL42槽指示Q1.5HL53槽指示Q1.6HL64槽指示Q1.7HL75槽指示（3）控制電路表表4.1 PLC輸入/輸出地址分配表4.3.3程序編寫本文只對其中幾個(gè)重要的典型的程序編寫討論（1）自動(dòng)手動(dòng)控制Network 1 LD I1.0A I0.0A I0.6O M0.0A I1.1= M0.0Network 2 LD M0.0CALL SBR0（2）左右行電機(jī)能耗制動(dòng)Network 1 / LDN Q0.5ON Q0.6TOF T47, 100Network 2 LDN Q0.5AN Q0.6A T47= Q0.7（3）槽3的運(yùn)行控制Netw

35、ork 1 LD I0.2= M1.0Network 2LD M1.0AN Q0.5AN Q0.6AN Q1.1= Q1.2Network 3 LD I0.6= M1.1Network 4 LDN M1.1TOF T37, 1200= Q0.5= Q0.6Network 5 LDN Q0.5AN Q0.6AN Q1.2A T375 結(jié)束5.1 結(jié)論與展望工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)在和未來工業(yè)發(fā)展的必然之路。對于涂裝線生產(chǎn),涂裝設(shè)備的發(fā)展很快,不斷有新技術(shù)出現(xiàn),不可能大量更新裝備,舊的裝備還需要在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮其潛力,這就需要在舊裝備上進(jìn)行一定的改造。在電泳涂裝生產(chǎn)線中引入PLC工業(yè)控制技術(shù),使原有設(shè)備可靠

36、性、穩(wěn)定性得到改善,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為今后電泳涂裝生產(chǎn)線的改造提供了參考。用PLC對電鍍生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制,簡化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線,提高了控制系統(tǒng)的靈活性、可靠性,增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力,使系統(tǒng)功能完善、操作簡單、安全穩(wěn)定、維護(hù)量小. 經(jīng)模擬調(diào)試,手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)四種工作方式均可正?？煽窟\(yùn)行.傳統(tǒng)PLC用戶程序都是放在一個(gè)統(tǒng)一的程序單元中，現(xiàn)在可以進(jìn)行多模塊組織，把程序分解成不同的、功能較單一的小程序、函數(shù)或功能塊，以塊為單位設(shè)計(jì)及調(diào)試，然后再按照需要用主程序去調(diào)用這些塊，以期達(dá)到以下目標(biāo)：（1）程序邏輯清晰，可讀性強(qiáng)；（2）程序便于更改，可改性好；（3）程序標(biāo)準(zhǔn)化，可移植性強(qiáng)；（4）實(shí)現(xiàn)多人參與編程，提高編程的速度。5.2 PLC的工業(yè)自動(dòng)化整個(gè)涂裝車間的輸入/輸出信息形式多樣(包括圖