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

1、目錄1概述21.1 電鍍工藝21.2電鍍生產(chǎn)線21.3 PLC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32.3 I/O地址分配42.4 PLC系統(tǒng)I/O 口接線圖52.5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖112.6 PLC 控制梯形圖設(shè)計(jì)142.7 PLC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)間則是

2、決定電鍍產(chǎn)品的質(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)行設(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)行了組態(tài)仿真，基本 實(shí)現(xiàn)了

3、電鍍監(jiān)控的全部功能。1.2 電鍍生產(chǎn)系 電鍍生產(chǎn)作為一種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)自開(kāi)始以來(lái)，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(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)已發(fā)展成為一個(gè)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(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)始生產(chǎn)線，引入 一兩臺(tái)行車掛上工件，用繼電器控制技術(shù)

4、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)行。按照要求在不同的鍍槽內(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)的發(fā)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)始考慮生產(chǎn)線的全 自動(dòng)化。控制的手段引入計(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)精確控制，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

5、們覺(jué)得這種工控機(jī)有則明顯 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)備的發(fā)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(lái)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(guò)程在

6、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)，工業(yè)以太網(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(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)。OM2口QSQ6 SQ5SQ4SQ3SQ2SQ1SQ7SQ85#槽4#槽3#槽2#槽1#槽SQ0吊籃原位r°

7、nSQ9圖2-1電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線示意圖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)：型號(hào) Y802-4 P n=0.75KW I n=2A n=1390r/minUn=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：?jiǎn)沃芷冢浩饎?dòng)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(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

8、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)。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 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)QSFU1L1L2L3

9、FR1KM1KM2KM3KMT1FU2FU2-KM5M1接 plcFR2h=M20YBM3 廣 I.,.13.2主電路分析：電源幵關(guān)QS為普通閘刀幵關(guān)或組合幵關(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KM1 KM4 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#槽行程幵關(guān)SQ1槽位選擇S2 1#槽行程幵關(guān)SQ2槽位選擇S3 1#槽行程幵關(guān)SQ3槽位選擇S4 1#槽行程幵關(guān)SQ4槽位選擇S5 1#槽行程幵關(guān)SQ5過(guò)限保

10、護(hù)SQ6 上限位SQ8下限位SQ9 手動(dòng)單步連續(xù)單周 停止 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Y0Y7 M1電機(jī)正反轉(zhuǎn) Y10 Y11M2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)備與付號(hào)PLC輸入點(diǎn)輸出設(shè)備與付號(hào)PLC輸出點(diǎn)過(guò)限保護(hù)SQ7X0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(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)X1

11、2上升Y12單周下降Y13停止 SB0X13制動(dòng)Y14前進(jìn) SB1X14后退 SB2X15上升（起動(dòng)）SB3X16下降（暫停）SB4X17過(guò)限保護(hù)SQ7可1#2#4#3#4#5#過(guò)限保護(hù)上限位下限位手動(dòng)單步連續(xù)單周停止前進(jìn)后退上升（起動(dòng)）下降（暫停）SQO S1SQ1S2SQ6SQ5SQ2 S3SQ3 sQ?S5bSQ8SQ9SA比SB0比 SB1 dj SB2SB3SB4X0X1X2Y0Y1X3Y2X4Y3X5Y4Y5X6Y6X7Y7X10X11Y10X12Y11Y12X13Y13X14Y14X15X16COM1COM2X17COM3COM4COMKM2KM1KM44.KM3HLO4HKM1

12、KM2KM3NTKM4電源指示O Q /220 V QS圖2-4 PLC接線圖（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)由于限位幵關(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)電鍍槽有槽位選擇功能，只需要使用 5 個(gè)槽位選擇開(kāi)關(guān) S1 S5，分別和SQ1 SQ5串聯(lián)即可達(dá)到槽位選擇的目的。 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

13、鈕。停止、前進(jìn)、后退、上升、下降 分別對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn) X13 X17。2）輸出控制接線的設(shè)計(jì)Y0 Y7 用于顯示吊籃所在位置和上下限。Y10 Y13 用于進(jìn)退電機(jī)和升降電機(jī)的控制和保護(hù)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1：1;313541)1-14R梯形圖1010TL1017T卜S30KV00QYQ11-III_1010T卜1011MlbW)?0O'00(.SJIQ16fHFS300憂S2156STLX001T卜miT卜1005N1Hd="I"ISOHlHJ007KOOOT卜85X001T卜TPK003T卜TP1C1PLSMJS23<YQ13S24K1W<WKILO <ri

14、K120KUO<T3KHQ (T1K150<T5o-118-nnPO1191010ion11 -X'l1015 n m “noHII(yon1311016 W VDPHIM(yoia1017 W： YD12"IR寸電路分析:指令表:LDORZRSTLDALTP11 LD12 MOV17 LDF19 ORF21 OR22 ANI23 OUT24 OUT27LD28CJ801245673中各424牛4LAOLAOSSLSSLOLX013XO1CS20X017M8034M8000K2X000Y010 YOUY014T6Y014T6XO1CPOX011X016M8040

15、xoooX007 YOOCSOSO X016S20S20 xooe Y012X006S24K2Y000K20S21MlY010X001X002X003X004X00521233322MMMMMMSSL s T s I tludrrrrld SPOLOOOOPL67901234575556666666K100K110K120K130K140X007Y013X007S24S24X000 TOX001T1X002T2X003T3X004T4X005T T T TUDUDUDUDOLOLOLOL8 9 0 12 4 56 6 7 7 7 7 767801256903478177788888899999

16、0LDTOAMDY012105106107108109110111112114115116118119120121124125126127128129130131132133134135136137138139140141142RRRRRUDMUEODJDOOOOOOLAORPLCLANDANIANIOUT LDANDANIAMIOUT LDANIANIOUTLDAMIAMI OUTENDT1T2T3T4T5S20TOY012SOX010P63X014X006X005YOUY010X015XOO6XOOOY010YOUX016X006Y013Y012X017X007Y012Y013控制程序分析

17、（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 基本的控制方式。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結(jié)束后退回原位， 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 與下限位開(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)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)行至 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

18、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)行能耗制動(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)

19、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。電鍍結(jié)束后，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)程結(jié)束，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，如果不按停止按鈕就一直 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)

20、閉合，當(dāng)行車完 成一次，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。已達(dá)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?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)停止時(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

21、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)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(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)。單步操作方式幵關(guān)打在單步位置時(shí)，X11接點(diǎn)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(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，

22、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。禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移。 S20 仍置位 這時(shí)為了防止 Y12 得電吊籃繼續(xù)上升，要由 X6常閉觸點(diǎn)將其斷幵，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)圖操作面板圖如圖所示，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 與上限下限的顯示。PLC電源幵關(guān)和電源信號(hào)燈接在一起，按下電源幵關(guān) 時(shí)，電源信號(hào)燈亮。操作方式采用選擇幵關(guān)，在手動(dòng)方式下。使用停止、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） 和停止按鈕。槽位選擇幵關(guān) S1 S5用于槽位選擇。下限上限5#槽4#槽3#槽2#槽1#槽原位S500S4S3S2S1槽位選擇起動(dòng)暫停單周設(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(huà)出 PLC 系統(tǒng)接線圖；設(shè)計(jì)出狀態(tài)轉(zhuǎn)