基于PLC的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計

1、畢業(yè)項目 二一三 年 五 月 二十 日項目類別： 畢業(yè)設(shè)計 項目名稱： 基于plc的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 院 系 ： 機(jī)電工程系 專 業(yè) ： 機(jī)電一體化技術(shù) 姓 名 ： 學(xué) 號 ： 班 級 ： 指導(dǎo)教師： 誠 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)項目報告/論文基于plc的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立研究、寫作的成果。論文中所引用是他人的無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人獨(dú)自承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日 2013屆畢業(yè)項目摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電鍍與精飾的新技術(shù)，新工藝不斷涌現(xiàn)。電鍍生產(chǎn)線實現(xiàn)的是一個復(fù)雜

2、的工藝生產(chǎn)過程，需要控制電鍍時間，電鍍電流，電壓，溶液濃度，溫度，相關(guān)的周邊設(shè)備控制及生產(chǎn)過程自動化。電動行車是現(xiàn)代化工廠中用于物料輸送的重要設(shè)備，傳統(tǒng)的控制方式下，大都采用人工操縱的半自動控制方式。在許多場合，為了提高工作效率、促進(jìn)生產(chǎn)自動化和減輕勞動效率，往往需要實現(xiàn)電動行車的自動化控制。實現(xiàn)自動化控制，可以使行車能夠按照預(yù)定順序和控制要求，自動完成一系列的工作1。關(guān)鍵詞：plc可編程控制器；電鍍生產(chǎn)線；梯形圖目 錄1 緒論11.1電鍍生產(chǎn)線現(xiàn)狀介紹11.1.1電鍍生產(chǎn)線存在的問題11.1.2電鍍行業(yè)的規(guī)模11.1.3電鍍生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物21.2 plc的介紹21.2.1 plc產(chǎn)生和定義

3、21.2.2 plc的基本組成31.2.3 plc的基本工作原理32電鍍車間行車概述42.1電鍍行車的基本組成結(jié)構(gòu)42.2電鍍行車的加工工藝要求42.3電鍍行車的工作過程52.4電鍍行車的運(yùn)行流程框圖53電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計63.1系統(tǒng)保護(hù)的設(shè)計63.2工作方式的設(shè)計63.3信號顯示及報警的設(shè)計63.4行車準(zhǔn)確定位的設(shè)計73.5行車控制流程的設(shè)計73.5.1行車自動控制73.5.2行車手動控制93.6電鍍行車控制系統(tǒng)主電路設(shè)計104控制系統(tǒng)軟件設(shè)計124.1plc選型124.2i/o地址對照表124.3plc外部接線圖134.4plc梯形圖154.5軟件仿真15結(jié)論20參考文獻(xiàn)21致 謝22

4、附錄a 自動程序的梯形圖2329基于plc的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計1 緒論1.1電鍍生產(chǎn)線現(xiàn)狀介紹1.1.1電鍍生產(chǎn)線存在的問題電鍍自動線是大規(guī)模生產(chǎn)和增加品種的必然產(chǎn)物,它對改進(jìn)我國電鍍工業(yè)的落后的面貌起著舉足輕重的作用。然而在現(xiàn)階段我國的電鍍生產(chǎn)線上，在電鍍車間的生產(chǎn)中依然存在著很大的工藝問題。傳統(tǒng)的小型電鍍車間生產(chǎn)線較長，設(shè)備分散，前后聯(lián)鎖，邏輯關(guān)系復(fù)雜。采用傳統(tǒng)的繼電器控制，電氣控制設(shè)備大量使用機(jī)電式有觸點(diǎn)電器。觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換頻繁，觸點(diǎn)競爭機(jī)會和故障可能性大，可靠性低，維護(hù)量大。電鍍生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，是一個高溫、多塵埃、易著火的一級防火單位，觸點(diǎn)因接觸不良而產(chǎn)生的火花和高溫度都是產(chǎn)生火災(zāi)

5、苗子的安全隱患。所以對新設(shè)備的引入的需求是改良電鍍車間的生產(chǎn)狀況的必要之舉?，F(xiàn)階段我國的電鍍生產(chǎn)線，主要應(yīng)該考慮行車運(yùn)行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，設(shè)備耐用，生產(chǎn)效率高，確保電鍍質(zhì)量高，質(zhì)量好?，F(xiàn)在有些企業(yè)在設(shè)計電鍍自動線時，要求一條自動線有多種功能，例如既能鍍鐵零件，還能鍍鋅壓鑄件；既能鍍裝飾鉻鍍層，又能仿鍍金和仿銅鍍層。其實，有些槽子排在內(nèi)線基本上不用，行車在這些不用的槽子上面走來走去，既降低生產(chǎn)效率，又影響產(chǎn)品質(zhì)量。有些電鍍線中安排了許多清洗槽和輔助槽；有些輔助槽過寬，使一條電鍍線排得很長，同樣會降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。總之，我國的電鍍生產(chǎn)線要向國際上最先進(jìn)的方向發(fā)展，但現(xiàn)階段應(yīng)在講究實用、實效的基

6、礎(chǔ)上求先進(jìn)，循序漸進(jìn)，逐步提高我國電鍍生產(chǎn)的先進(jìn)水平。1.1.2電鍍行業(yè)的規(guī)模（1）電鍍企業(yè)的行業(yè)分布：電鍍企業(yè)30分布在機(jī)械制造業(yè)，20分布在輕工業(yè)、20分布在電子工業(yè)，其他分布在航天、航空及儀器儀表等行業(yè)。 （2）電鍍企業(yè)地域分布：從地域分布情況來看，電鍍企業(yè)主要集中在全國各大中工業(yè)城市及其周圍農(nóng)村地區(qū)。經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，制造業(yè)越興旺的地區(qū)，電鍍企業(yè)越多。（3）電鍍行業(yè)的鍍種規(guī)模：從鍍種所占比例看，鍍鋅占4550%，鍍銅、鍍鎳、鍍鉻占30%，轉(zhuǎn)化膜占15%，電子產(chǎn)品鍍鉛、錫、金約占5%。（4）電鍍行業(yè)的化工料消耗規(guī)模：全國電鍍工業(yè)生產(chǎn)每年消耗銅、鋅、鎳等金屬在7萬噸以上，年消耗氰化鈉2萬噸以上，

7、消耗鉻酸酐3.5萬噸以上，消耗酸、堿等化工原料40萬噸以上。（5）電鍍行業(yè)的影響：綜上所述，電鍍行業(yè)受到工業(yè)生產(chǎn)大量需求的推動，已形成了一個龐大的產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)包括屬于大生產(chǎn)的專業(yè)電鍍廠或公司，而更多的是附屬于大生產(chǎn)的電鍍車間和工段。目前，電鍍已成為不可缺少的生產(chǎn)工藝和表面工程科學(xué)的一個重要分支，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的經(jīng)濟(jì)地位。1.1.3電鍍生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物（1）電鍍生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染物鍍件進(jìn)入工藝溶液進(jìn)行表面處理或電鍍，這些溶液附著在鍍件表面，隨鍍件帶入清洗水中。（2）工藝溶液還有可能灑落到地面；或被電極反應(yīng)產(chǎn)生的氣體形成“氣霧”帶出，進(jìn)入排風(fēng)系統(tǒng)；或在鍍液過濾時遺留在濾芯上；或由于鍍槽、管

8、道破損泄漏鍍液。（3）鍍液失效廢棄。（4）生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的清洗水、灑落液，以及氣霧中的酸、堿、氰化物、重金屬物質(zhì)等。1.2 plc的介紹1.2.1 plc產(chǎn)生和定義1968年由美國通用汽車公司（ge）提出，1969年有美國數(shù)字設(shè)備公司（dec）研制成功，有邏輯運(yùn)算、定時、計算功能稱為plc（programmable logic controller）。 80年代，由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，plc采用通用微處理器為核心，功能擴(kuò)展到各種算術(shù)運(yùn)算，plc運(yùn)算過程控制并可與上位機(jī)通訊、實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。被稱為pc（programmable controller）即可編程控制器。國際電工委員會（iec）1987

9、年頒布的可編程邏輯控制器的定義如下： “可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計2。1.2.2 plc的基本組成目前，可編程控制器的產(chǎn)品很多，不同的廠家生產(chǎn)的plc以及同一家生產(chǎn)的不同型號的plc其結(jié)構(gòu)個不相同，但就其工作原理而言，是大致相同的。它們都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實現(xiàn)不僅基于硬件

10、的作用，而更靠軟件的支持。plc的主機(jī)由微處理器（cpu）、存儲器（eprom、rom）、輸入/輸出模塊、外設(shè)i/o接口、通信接口及電源組成。下面分別介紹plc各組成部分及作用3。編程器輸出電路輸入電路中央處理器（cpu）系統(tǒng)程序存儲器用戶程序存儲器電源 圖1.2.2 plc硬件結(jié)構(gòu)組成框圖1.2.3 plc的基本工作原理plc運(yùn)行程序的方式與微型機(jī)算計相比有較大的不同，微型計算機(jī)運(yùn)行程序時，一旦執(zhí)行到end指令，程序運(yùn)行結(jié)束。而plc從0000存儲地址所存放的第一條擁護(hù)指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲地址好遞增的方向順序執(zhí)行擁護(hù)程序，直到end指令結(jié)束。然后再從頭開始，并周而復(fù)始的重

11、復(fù)，直至到停機(jī)或運(yùn)行（run）切換到停止（stop）工作狀態(tài)。我們把plc這種執(zhí)行程序的方式成為掃描工作方式。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個掃描周期。另外，plc對輸出，輸出信號的處理與微型機(jī)算機(jī)不同 。微型機(jī)算機(jī)對輸出、輸出信號實時處理。而plc對輸出、輸出信號是集中批處理。plc掃描工作方式分為三個階段：輸出采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新4。2電鍍車間行車概述2.1電鍍行車的基本組成結(jié)構(gòu)電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計有兩臺行車、三臺行車和四臺行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行。本設(shè)計采用兩臺行車，一臺控制系統(tǒng)的前進(jìn)和后退，一臺控制系統(tǒng)的升、降，從而完成整體系統(tǒng)的傳動。電鍍專用行

12、車設(shè)備是采用遠(yuǎn)距離控制，起吊重量是500kg以下（含電鍍裝具和電鍍件），生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度低的專用自動化起吊設(shè)備。本電鍍生產(chǎn)線電鍍行車的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖中有三個基本的槽位，分別是：清水槽、回收液槽和電鍍槽，工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動，經(jīng)過電鍍、鍍液回收、清洗等工序，完成電鍍?nèi)^程5。sq10sq11sq2sq12sq9sq6sq3sq5sq8sq115s20s260s25s26s鍍槽sq730s回收液槽sq4清洗槽原位2-1 電鍍工藝結(jié)構(gòu)圖2.2電鍍行車的加工工藝要求為了使工件完美電鍍必須按要求進(jìn)行電鍍，即工件放入每個槽的時間要按要求定制。工件在吊籃里，通過設(shè)定好的程序運(yùn)行。整個過

13、程通過吊籃和行車的運(yùn)行完成電鍍。工件放入鍍槽中，電鍍260s后提起，停放26s，讓鍍液從工件上流回鍍槽中，然后放入回收液中浸30s，提起后停25s，接著放入清水槽中清洗20s。最后提起停15s后，行車返回原位，一個工件的電鍍過程結(jié)束。實際生產(chǎn)中根據(jù)加工工藝的不同三槽的定時時間也有所改變。如果在中途斷電，工件將報廢無需在進(jìn)行下面的工序，所以可以通過手動操作返回，取下報廢物品。2.3電鍍行車的工作過程1.在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將待加工的零件裝入吊籃，發(fā)出開始信號后，行車自動上升，并按設(shè)計好的程序逐段進(jìn)行，根據(jù)工藝要求在相應(yīng)槽位停止。2.行車行進(jìn)中被某個槽位接近開關(guān)感應(yīng)到后，自動下降，停留規(guī)定的時間

14、（各槽位停留的時間根據(jù)工藝要求預(yù)先設(shè)定），再自動上升并在槽位上方停留一段時間保證鍍槽溶液完全流回鍍槽。3.如此完成電鍍工藝規(guī)定的各道工藝，直至生產(chǎn)線的末端。然后，自動返回原位，由工人卸下處理好的零件。2.4電鍍行車的系統(tǒng)框圖本電鍍生產(chǎn)線有手動控制和plc自動控制二種控制方式，手動控制主要是由于自動控制出現(xiàn)故障行車無法運(yùn)行而采用的控制方式。手動控制和自動控制行車運(yùn)行工作都有相應(yīng)的指示燈顯示，在自動控制方式下設(shè)有蜂鳴器報警顯示。其行車的系統(tǒng)框圖如圖2-4所示。吊 籃 上 升 下 降行 車 前 進(jìn) 后 退s7-200plc自動控制系統(tǒng)電源手 動 控 制 系 統(tǒng)運(yùn)行顯示蜂鳴器報警圖2-4電鍍行車系統(tǒng)框

15、圖3電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1系統(tǒng)保護(hù)的設(shè)計由于電鍍生產(chǎn)線屬于中型的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)的設(shè)備的造價較高，生產(chǎn)的時候設(shè)備的功率較大，耗電量較大，故而其安全性必須得到考慮，以保證操作人員以及生產(chǎn)設(shè)備的安全，降低危險系數(shù)，系統(tǒng)都必須有相應(yīng)的保護(hù)措施。（1）電機(jī)的保護(hù)：采用熱繼電器用于電動機(jī)的過載、缺相以及電流不平衡的保護(hù)。（2）手動控制電機(jī)m1、m2的正反轉(zhuǎn)，正反轉(zhuǎn)接觸器線圈之路分別串聯(lián)了對方的常閉觸點(diǎn)，在這種線路中，任何一個接觸器接通的條件是另一個接觸器必須處于斷電釋放狀態(tài)，采用互鎖保護(hù)電路。（3）系統(tǒng)設(shè)置急停按鈕保證出現(xiàn)故障時能夠及時斷電，或由于某種原因使控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器同時運(yùn)行時則系統(tǒng)

16、斷電并報警。3.2工作方式的設(shè)計為了適應(yīng)電鍍行車控制系統(tǒng)的調(diào)試、檢查、防止因某些原因?qū)е伦詣涌刂剖ъ`所以使用手動工作方式控制電鍍行車，手動控制電路圖如圖4-2-2所示。同時為了操作方便、行車自動運(yùn)行，還使用自動工作方式控制電鍍行車。綜上，使用旋轉(zhuǎn)開關(guān)對上述二種工作方式自由選擇，同時也避免了在同一時間內(nèi)電鍍行車按兩種工作方式運(yùn)行。當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)選到sa1時為手動控制，選到sa2時為自動控制。3.3信號顯示及報警的設(shè)計（1）信號顯示：因為采用遠(yuǎn)距離控制，為了保證操作人員清晰的了解行車的運(yùn)行狀況使用指示燈就顯得很有必要了。信號顯示設(shè)計內(nèi)容為在任何工作方式下，信號顯示系統(tǒng)都能顯示電鍍行車的全過程。包括旋轉(zhuǎn)

17、開關(guān)的手動和自動工作方式顯示、系統(tǒng)的運(yùn)行和停止顯示、行車的前進(jìn)和后退顯示、吊籃的上升和下降顯示。（2）報警：電鍍行車生產(chǎn)線雖然經(jīng)過嚴(yán)密的檢測和設(shè)計，也難免出現(xiàn)意想不到的故障，發(fā)生故障時需要及時地報警，以提醒操作人員故障的發(fā)生。由于電鍍車間生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，機(jī)械運(yùn)動部件的聲音嘈雜，又是采用遠(yuǎn)距離自動操作，所以報警裝置要有足夠的功率以達(dá)到警鈴的目的?？紤]以上因素，選用bj2型報警器，這是一種高響亮度報警器，接上電源即可發(fā)出聲級大于120db的報警聲。行車在原位時或按下急停按鈕斷電時蜂鳴器會報警。3.4行車準(zhǔn)確定位的設(shè)計為了精確的對吊籃的上下限運(yùn)動進(jìn)行定位，采用行程開關(guān)對其進(jìn)行定位。同時為了防止行車的前

18、進(jìn)后退受慣性影響不能準(zhǔn)確定位，所以采用接近開關(guān)對行車感應(yīng)并定位。選用的開關(guān)在現(xiàn)場進(jìn)行安裝，根據(jù)系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行定位調(diào)試。在選型和安裝硬件以及編程時應(yīng)考慮抗干擾性能。選用的開關(guān)由于要進(jìn)行反復(fù)的使用和承受高強(qiáng)度的負(fù)荷，選用開關(guān)時還要考慮其耐磨損性。3.5行車控制流程的設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求其電鍍行車專用電氣流程圖如圖3-5所示下降故障顯示故障報警運(yùn)行顯示運(yùn)行顯示上升后退前進(jìn)吊籃行車功能預(yù)選停車開車手動自動圖3-5電鍍專用行車電氣系統(tǒng)控制框圖當(dāng)電鍍生產(chǎn)線自動控制時除人工裝卸工件外，要求整個生產(chǎn)過程能自動進(jìn)行，同時還要求行車和吊鉤的正反向運(yùn)動均能實現(xiàn)電動控制，以便對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修。3.5.1行車自動控

19、制電鍍生產(chǎn)線的自動工作狀態(tài)流程圖如圖3.5.1。m0.0m0.1 m0.2m0.3m0.4m0.5m0.6m0.7m1.0m1.1原位指示吊鉤升行車進(jìn)吊鉤降電鍍吊鉤升滴液行車退吊鉤降浸回收液m1.2m1.3m1.4m1.5m1.6m1.7m2.0m2.1m2.2m2.3吊鉤升滴液行車退吊鉤降洗清水吊鉤升滴液行車退吊鉤降復(fù)位啟動sa2定位sq12上限sq2下限sq11t37上限sq10t38定位sq9下限sq8t39下限sq1定位sq3t42上限sq4t41下限sq5定位sq6t40上限sq7圖3.5.1自動工作狀態(tài)流程圖行車自動工作控制過程如下：行車在原位，吊鉤下降到最下方，限位開關(guān)sq1被壓

20、下，操作人員將要電鍍的工件放在掛具上，即可開始電鍍工作。（1）吊鉤上升 按下啟動按鈕sb1，吊鉤上升，當(dāng)碰到上限開關(guān)sq2后，吊鉤上升停止。（2）行車前進(jìn) 在吊鉤停止的同時，接觸器km3接通，行車前進(jìn)。（3） 吊鉤下降 行車前進(jìn)至接近開關(guān)sq12感應(yīng)到，行車停止前進(jìn)；同時接觸器km2接通，吊鉤下降。（4）定時電鍍 吊鉤下降至下限位開關(guān)sq11時，吊鉤停止下降。同時t37開始計時，定時電鍍260s。（5）吊鉤上升 t37定時到，使接觸器km1接通，吊鉤上升。（6）定時滴液 吊鉤上升至壓下上限開關(guān)sq10時，吊鉤停止上升，同時t38開始計時，工件停留26s滴液。（7）行車后退 t38定時到，使接觸

21、器km4接通，行車后退。轉(zhuǎn)入下道工序。后面各工序的動作過程，以此類推。最后行車退到原位上方，吊鉤下放，機(jī)構(gòu)回到原位。如果再按下啟動按鈕sb1，則開始下一個工作循環(huán)。3.5.2行車手動控制l2l1sb4hl9手動后退手動上升手動下降hl6hl4km2km1sq1sb3sb5hl3km1km2sq4sq7sq10sb4sb5km4sq3sb3sb4km4sb5km1sb3km2sb2xa1fu圖3-5-2手動控制電路在自動化普及的今天，手動一般只是在自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障時用來臨時操作。考濾到要排除故障，用于自動運(yùn)行plc就要停止，所以本設(shè)計的手動程序就用外部控制電路來完成。由于是取下報廢物料所以沒有

22、手動控制行車前進(jìn)操作。手動控制電路圖如圖4-2-2所示操作：當(dāng)出現(xiàn)故障時轉(zhuǎn)換開關(guān)選到手動開關(guān)xa1、按下下降按鈕sb4，km2線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車下降同時指示燈hl4亮，當(dāng)壓下行程開關(guān)sq1時斷電吊籃停止下降。按下上升按鈕sb3，km1線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車上升同時指示燈hl3亮，當(dāng)?shù)趸@上升壓下上限行程開關(guān)sq10、sq7或sq4時斷電吊籃停止上升；按下后退按鈕sb5，km4線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車后退同時指示燈hl6亮，當(dāng)行車后退壓下行程開關(guān)sq3時斷電行車停止后退。sb3、sb4和sb5，km1和km2常閉觸點(diǎn)交叉聯(lián)結(jié)以達(dá)到按鈕互

23、鎖和觸點(diǎn)互鎖從而保護(hù)電氣設(shè)備。3.6電鍍行車控制系統(tǒng)主電路設(shè)計（1）主電路采用的是380v三相交流電源為電路供電。（2）在主回路中交流接觸器km1、km2、km3、km4分別控制電動機(jī)m1（起吊），m2（橫行）的正反轉(zhuǎn)功能。（3）由于電動機(jī)m1、m2工作時間較長電流量較大，功率的消耗較大所以需要進(jìn)行過載保護(hù)，分別由熱繼電器fr1、fr2實現(xiàn)過載保護(hù)。（4）選擇自動開關(guān)qf為總電源的開關(guān)，既可以完成主回路的短路保護(hù)，又起到隔離三相交流電源的作用，使用和維護(hù)維修更便捷（5）由fu1、fu2分別實現(xiàn)各個負(fù)載回路的短路保護(hù)電路作用6。所用元器件清單如表3-6所示7序號代號名稱數(shù)量規(guī)格型號備注1hl1h

24、l6指示燈8ad1622gled顯示220v ac2km1km4交流接觸器4cj105/3380v線圈電壓380v ac3xa1xa2轉(zhuǎn)換開關(guān)1hz10-10p3手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)4sb1，sb2啟動、停止按鈕2lay37d2綠色、紅色5sb3sb5手動按鈕3lay37d2黑色6sq1sq2sq4sq5sq7sq8sq10sq11行程開關(guān)8lxw5/l大電流型開關(guān)適用于交流50hz7fu1fu2熔斷器2rc1a10支路插入式熔斷器額定電流10a8fr1fr2熱繼電器2jr2010/31額定電流10a帶斷相保護(hù)9qf自動開關(guān)1hk215/13開啟式負(fù)荷開關(guān)10m1m2電動機(jī)2y系列三相異步交流電

25、機(jī)11bj報警蜂鳴器1bj-2型高響度報警器11sq3、sq6sq9、sq12接近開關(guān)4lp-18n8c/lp-18p8c圓柱形,直徑18mm表3-6元器件清單4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1plc選型plc產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不同。本設(shè)計選用小型plc德國西門子s7-200系列。s7-200將一個微處理器、一個集成的電源和若干數(shù)字量i/o點(diǎn)集成在一個緊湊的封裝中，組成一個功能強(qiáng)大的plc。西門子提供多種類型的cpu，以適應(yīng)各種應(yīng)用的要求。不同類型的cpu具有不同的數(shù)字量i/o點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量等規(guī)格參數(shù)8。為了更好的貼近并服務(wù)于中國用戶，西門子已在中國生產(chǎn)s7-200cn系列，其售價比國外生產(chǎn)

26、的產(chǎn)品顯著降低。根據(jù)專用行車的控制要求其輸入信號15個，均為開關(guān)量。該系統(tǒng)中有輸出信號13個。實際使用時，系統(tǒng)的輸入輸出都為開關(guān)控制量，加上10%15%的余量，并無其他特殊控制模塊的需要，擬選用cpu226cn規(guī)格的plc。4.2i/o地址對照表輸入信號文字符號功 能輸入地址sb1啟動按鈕i0.0sb2停止按鈕i0.1sq1行車原位行程開關(guān)i0.2sq2行車原位上限開關(guān)i0.3sq3行車原位接近開關(guān)i0.4sq4清洗槽上限開關(guān)i0.5sq5清洗槽下限開關(guān)i0.6sq6清洗槽接近開關(guān)i0.7sq7回收液槽上限開關(guān)i1.0sq8回收液槽下限開關(guān)i1.1sq9回收液槽接近開關(guān)i1.2sq10鍍槽上限

27、開關(guān)i1.3sq11鍍槽下線開關(guān)i1.4sq12鍍槽接近開關(guān)i1.5sa2轉(zhuǎn)換開關(guān)自動i1.6輸出信號文字符號功能輸出地址hl1運(yùn)行指示燈q0.0hl2停止指示燈q0.1km1電機(jī)上升線圈q0.2km2電機(jī)下降線圈q0.3km3電機(jī)前進(jìn)線圈q0.4km4電機(jī)后退線圈q0.5hl3電機(jī)上升指示燈q0.6hl4電機(jī)下降指示燈q0.7hl5電機(jī)前進(jìn)指示燈q1.0hl6電機(jī)后退指示燈q1.1bj蜂鳴器q1.2hl7自動運(yùn)行顯示q1.3hl8原位顯示q1.44.3plc外部接線圖s7-200 cpu226cnbjhl8hl7hl6hl5hl4hl3km4km3km2km1hl2hl1220v2l1lq1

28、.4q1.3q1.2q1.1q1.0q0.7q0.6q0.5q0.4q0.3q0.2q0.1q0.02m1mi1.6i1.5i1.4i1.3i1.2i1.1i1.0i0.7i0.6i0.5i0.4i0.3i0.2i0.1i0.024v- +xa2sq12sq11sq10sq9sq8sq7sq6sq5sq4sq3sq2sq1sb2sb14.4plc梯形圖為了保證工作的順序性，系統(tǒng)在軟件設(shè)計上采用了前后動作互鎖功能，使前后動作不能錯位，并且沒有前面的動作后面的動作就不能進(jìn)行。plc中的主程序包含每次plc掃描即按順序執(zhí)行一次的指令。對于本系統(tǒng)，需要以邏輯方式將主程序分為一系列操作步驟，以便反映控制

29、進(jìn)程中的步驟。對于s7-200 系列plc，以邏輯方式將程序分為多個步驟的一種方法是使用scr段。通過使用scr段，可以將程序分為一個連續(xù)步驟流，沒有前一步驟的完成，即使后一個步驟的條件滿足程序也不會執(zhí)行該步驟。這樣有效的實現(xiàn)了動作的互鎖，加強(qiáng)的系統(tǒng)的可靠性。自動程序梯形圖見附錄a。4.5軟件仿真圖5-1圖5-1按下啟動按鈕i0.0、轉(zhuǎn)換開關(guān)sa2（i0.6）接通，同時行程開關(guān)sq1（i0.2）被壓下，這時運(yùn)行顯示（q0.0）、蜂鳴器報警（q1.2）、自動工作方式顯示（q1.3）、原位顯示（q1.4）、吊籃上升（q0.2）同時上升指示燈亮（q0.6）圖5-2圖5-2當(dāng)?shù)趸@上升壓下上限開關(guān)sq2

30、（i0.3），吊籃停止上升，這時行車前進(jìn)（q0.4）同時前進(jìn)指示燈亮（q1.0）。圖5-3圖5-3當(dāng)行車前進(jìn)接近開關(guān)sq12（i1.5）感應(yīng)到，行車停止前進(jìn)，這時吊籃下降（q0.3）同時下降指示燈亮（q0.7）圖5-4圖5-4當(dāng)?shù)趸@下降壓下下限開關(guān)sq11（i1.4）定時260s開始，定時時間到，吊籃上升（q0.2）同時上升指示燈亮（q0.6）。圖5-5圖5-5當(dāng)?shù)趸@上升壓下上限開關(guān)sq10（i1.3）定時26s開始，定時時間到，行車后退（q0.5）同時后退指示燈亮（q1.1）。圖5-6圖5-6當(dāng)行車后退接近開關(guān)sq9（i1.2）感應(yīng)到，行車停止后退，這時吊籃下降（q0.3）同時下降指示燈亮（

31、q0.7）。圖5-7圖5-7當(dāng)?shù)趸@下降壓下下限開關(guān)sq8（i1.1）定時30s開始，定時時間到，吊籃上升（q0.2）同時上升指示燈亮（q0.6）。圖5-8圖5-8當(dāng)?shù)趸@上升壓下上限開關(guān)sq7（i1.0）定時25s開始，定時時間到，行車后退（q0.5）同時后退指示燈亮（q1.1）。圖5-9圖5-9當(dāng)行車后退接近開關(guān)sq6（i0.7）感應(yīng)到，行車停止后退，這時吊籃下降（q0.3）同時下降指示燈亮（q0.7）。圖5-10圖5-10當(dāng)?shù)趸@下降壓下下限開關(guān)sq5（i0.6）定時20s開始，定時時間到，吊籃上升（q0.2）同時上升指示燈亮（q0.6）。圖5-11圖5-11當(dāng)?shù)趸@上升壓下上限行程開關(guān)sq4（i0.5），定時15s開始，定時時間到。行車后退（q0.5），同時后退指示燈亮（q1.1）。圖5-12圖5-12當(dāng)行車后退接近開關(guān)sq3（i0.4）感應(yīng)到，行車停止后退，這時吊籃下降（q0.3）同時下降指示燈亮（q0.7）。圖5-13圖5-13當(dāng)?shù)趸@下降壓下下限開關(guān)sq1(i0.2)時吊籃停止下降，原位顯示（q1.4）、蜂鳴器報警（q1.2）整個行車過程結(jié)束。結(jié)論本設(shè)計完成了電鍍生產(chǎn)中行車的控制功能，主要包括控制器的選擇，功能特征的應(yīng)用。論文采用軟件工程的設(shè)計方法，通過使用plc對行車進(jìn)行控制，提出用工業(yè)自動控制來實現(xiàn)電鍍生