電氣控制技術(shù)課程設(shè)計-電鍍車間專用行車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

電氣控制技術(shù)課程設(shè)計說明書電鍍車間專用行車PLC控制系統(tǒng)設(shè)計系、部：電氣與信息工程系學生姓名：指導教師：職稱教授專業(yè)：自動化班級：自本0803班完成時間：2011-11-111摘要通過對可編程邏輯器（PLC）進行軟件編程，通過子程序的調(diào)用的方法對電鍍行車關(guān)于不同的槽位進行選擇性行車。從而實現(xiàn)電鍍程序的預選功能。通過設(shè)計電機控制主電路，PLC外部接線等一些必要的硬件電路的設(shè)計，實現(xiàn)電鍍車間專用行車的專用硬件電路。通過軟件和硬件電路的結(jié)合，設(shè)計實現(xiàn)了電鍍車間專用行車系統(tǒng)的設(shè)計。關(guān)鍵詞可編程控制器；電鍍行車；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計ABSTRACTThroughtotheprogrammablelogiccontroller(PLC)softwareprogramming,throughthesubroutinecallsthemethodofdrivingaboutdifferentplatingslotsforselectivedriving.Soastorealizetheelectroplatingprocessprimaryfunction.Throughthedesignofmaincircuitmotorcontrol,PLCexternalconnectionandothers,somenecessaryhardwarecircuitdesign,realizationofelectroplatingworkshopspecialdrivingspecialhardwarecircuit.Throughthecombinationofsoftwareandhardwarecircuit,electroplatingworkshopdesignedspecialdrivingsystemdesign.KeywordsProgrammablecontroller；Electroplatingdriving；Thehardwaredesign；Softwaredesign2目錄1緒論.31.1PLC概述.31.2電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)簡介.31.3可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理.41.4PLC的技術(shù)參數(shù).51.5電鍍車間行車PLC控制的電氣要求.51.5.1拖動系統(tǒng).51.5.2設(shè)計要求.51.5.3設(shè)計任務.61.6電鍍行車PLC控制的優(yōu)勢.62總體方案設(shè)計.72.1行車動作設(shè)計.72.2總體方案選擇.82.2.1拖動方案選擇.82.2.2槽位選擇設(shè)計的方案選擇.82.2.3信號檢測裝置選擇.82.2.4指示顯示方案選擇.82.2.5工作方式方案選擇.92.2.6保護方案選擇.92.3程序設(shè)計.93主電路設(shè)計.103.1控制電機主電路.104PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.114.1PLC的選型.114.2PLC主機資源分配.124.3PLC外部接線圖.134.4控制梯形圖.144.5語句表.184.6測試調(diào)試.215參考文獻.23致謝.2431緒論1.1PLC概述PLC是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調(diào)試與查錯也都很方便。PLC的特點：可靠性高，抗干擾能力強；套齊全，功能完善，適用性強；易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低；PLC的應用領(lǐng)域：目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。PLC的國內(nèi)外狀況：我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器，可以預期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。1.2電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)簡介現(xiàn)有的電鍍生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)輸入十分繁瑣，現(xiàn)場操作人員眾多、勞動強度大，極易造成生產(chǎn)工藝參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)量、掛具匹配錯誤。為了達到提高電鍍生產(chǎn)線的自動化生產(chǎn)水平，實現(xiàn)對電鍍生產(chǎn)的實時監(jiān)控，提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)的安全性，提高產(chǎn)品的性能，在電鍍生產(chǎn)線中引入RFID技術(shù)，即無線射頻技術(shù)對整個電鍍生產(chǎn)流程進行監(jiān)控.目前對于制造業(yè)企業(yè)，特別是對零配件生產(chǎn)能夠大大解決生產(chǎn)問題，市場需求量大41.3可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理PLC種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。用可編程序控制器實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實現(xiàn)，應用于工業(yè)現(xiàn)場。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，它主要是由CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成。PLC的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1PLC單元式結(jié)構(gòu)51.4PLC的技術(shù)參數(shù)一般技術(shù)參數(shù)主要是指PLC產(chǎn)品的工作條件與一般工作環(huán)境的適應程度。PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的，充分考慮了工業(yè)環(huán)境種種惡劣因數(shù)。其技術(shù)指標如表1所示。表1PLC的一般技術(shù)參數(shù)環(huán)境溫度055環(huán)境濕度35%89%RH（不結(jié)露）抗振JISC0911標準1055Hz0.5mm（最大2G）3軸方向各2h抗沖擊JISC0912標準10G3軸方向各3次抗噪聲干擾用噪聲仿真器產(chǎn)生電壓為1000Vp-p,噪聲脈沖寬度為1s,頻率為30100Hz噪聲，在此噪聲干擾下PLC正常工作耐壓AC1500V1min絕緣電阻5M以上，DC500V接地第三種接地，不能接地時，亦可浮空使用環(huán)境禁止腐蝕性氣體，嚴禁塵埃1.5電鍍車間行車PLC控制的電氣要求1.5.1拖動系統(tǒng)專用行車的小車、大車和升降運動均采用三相交流異步電動機（Y802-4，0.75kW、2A、1390r/min、380V）分別拖動，并采用一級機械減速。1.5.2設(shè)計要求（1）控制裝置具有程序預選功能（按電鍍工藝確定需要停留工位），一旦程序選定，除上、下裝卸零件，整個電鍍工藝應能自動進行。（2）前后運動和升降運動要求準確停位，前后、左右、升降運動之間有聯(lián)鎖作用。（3）采用遠距離控制，整機電源及各種動作要有相應指示。（4）應有極限位置保護和其它必要的電氣保護措施。61.5.3設(shè)計任務（1）根據(jù)控制要求設(shè)計程序及必要的硬件系統(tǒng)。（2）PLC選擇及I/O及其它PLC元器件分配。（3）選擇電器元件，編制元件目錄表。（4）繪制梯形圖。（5）用計算機繪制主電路圖、PLC控制電路圖、電器元件布置圖。6編寫設(shè)計說明書及設(shè)計小結(jié)。1.6電鍍行車PLC控制的優(yōu)勢目前市場上面主流的控制方式包括。PLC、單片機、DSP、FPGA、RPC等。其中DSP為精密微控制器，工作環(huán)境要求高，在電鍍車間的復雜環(huán)境中有很大的限制，單片機雖然使用的環(huán)境可以適應服裝的環(huán)境，但是由于起本身的資源限制，不能滿足稍微復雜的控制要求。FPGA是通過硬件語言設(shè)計其控制功能的，因此不容易為其賦予復雜的控制算法，并且也不容易實現(xiàn)一些數(shù)學運算，并且其也是精密的微電子器件，對工作的環(huán)境有很高的要求。PRC工業(yè)控制機，只能對特定的控制系統(tǒng)進行控制，并且成本也很高，需要的外部輔助器件太多。采用PLC對電鍍專用行車進行自動控制，簡化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線，減小了控制器的體積，進步了控制系統(tǒng)的靈活性，同時，PLC有較完善自診斷和自保護能力，可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力，進步系統(tǒng)的可靠性，應用表明，PLC在舊電動行車的自動化改造和新型電動行車的設(shè)計中，有廣泛的應用遠景?？删幊炭刂破魇?0年代以來，計算機迅速發(fā)展在產(chǎn)業(yè)控制領(lǐng)域?qū)樞蚩刂朴兄卮笠饬x的一種新興技術(shù)，由于它編程直接，方便，抗干