PLC電鍍行車自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)基于PLC電鍍行車自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動化201109( 11833568)陳義衡1研究背景1.1國內(nèi)外PLC的最新發(fā)展趨勢長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場， 為各種各樣的自動 化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。 其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣踊刂?應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案， 適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。 另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊， 尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng) 開放性和價(jià)格。PLC 技術(shù)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦

2、點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè)PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC提供一定的市 場份額。在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程 控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場 份額正在逐步得到增長，這些事實(shí)使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性 的變化，他們必須面對現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng)PLC的技

3、術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的 高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是 PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用 戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外， 開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行 業(yè)。PLC制造商已經(jīng)開始注視基于工業(yè) PC控制技術(shù)所帶來的強(qiáng)大沖擊。有專家 甚至認(rèn)為，新商務(wù)活動所帶來的新技術(shù)和開放技術(shù)規(guī)范將會埋葬傳統(tǒng)PLC PLC制造商認(rèn)為，雖然在工業(yè)現(xiàn)場安裝有大量的 PLC控制設(shè)備，但他們?nèi)匀恍枰?lián)合 工控軟件公司，以便開發(fā)他們自己的基于工業(yè) PC的過程控制軟件。1.2基于PLC的電鍍行車的控制系統(tǒng)的概述PLC是一種專

4、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， 它具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用， 深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體 積小，重量輕，能耗低等特點(diǎn)。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)間則是決 定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。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)得到嚴(yán)格的保證， 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(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生產(chǎn) 線上對行車的自動控

5、制則是電鍍生產(chǎn)線自動化控制的關(guān)鍵。因此用PLC來設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是不錯的選擇。2文獻(xiàn)綜述在查閱并參考了一些關(guān)于PLC控制系統(tǒng)和電鍍工藝的文獻(xiàn)資料之后，有不少 內(nèi)容值得我去思考，我對國內(nèi)外的電鍍有了更進(jìn)一步的了解， 同時(shí)也對自己所要 設(shè)計(jì)的PLC電鍍系統(tǒng)有了不少收獲。2.1 現(xiàn)有的電鍍控制方式目前，在我國電鍍行車控制系統(tǒng)中，控制方式有三種：繼電接觸器控制系統(tǒng)、 單片機(jī)控制系統(tǒng)和可編程序控制器控制系統(tǒng)。繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電器問世以來，一直是電氣控制的主流，目前國內(nèi)仍有不少廠家應(yīng)用繼電 接觸器控制系統(tǒng)。其中輸人單元為按鈕開關(guān)等主令電器、邏輯單元是支配控制系 統(tǒng)的“程序”，它是由各種繼電器的觸點(diǎn)通過

6、導(dǎo)線連接，并具有一定的邏輯功能 的控制線路。輸出單元包括各種閥門的控制線圈、各類接觸器控制線圈及信號指 示等執(zhí)行元件。這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：價(jià)格便宜、性能價(jià)格比低。由于存在繼 電器抖動、打弧、吸合不良等現(xiàn)象，因此控制系統(tǒng)壽命短，可靠性差。因?yàn)樗?自動控制功能是靠繼電器的輔助觸點(diǎn)動作來實(shí)現(xiàn)，而觸點(diǎn)動作一次需要幾十毫秒，所以控制速度慢；由于需要改變控制邏輯就要改變各觸點(diǎn)間的連線，故技改難度大，同時(shí)體積大，耗能高。因此繼電接觸器控制方案，適用控制邏輯比較簡單， 所需繼電器數(shù)量較少，程序固定的場合。單片機(jī)控制系統(tǒng)用單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)。有不少控制系統(tǒng)是利用通用PC單片機(jī)或通用計(jì)算機(jī)。大部分

7、都可以用單片機(jī)系統(tǒng)或單片機(jī)加通用機(jī)系統(tǒng)來代替計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測控系統(tǒng)。 單片機(jī)的控制邏輯由軟件組成，同時(shí)軟 件的編寫和修改方便，設(shè)計(jì)安裝接線工作量相對較少，設(shè)計(jì)周期較短，其適應(yīng)性 較強(qiáng)。但其缺點(diǎn)是對工作環(huán)境條件要求較高， 抗干擾能力不強(qiáng)，它適應(yīng)于工作環(huán) 境條件比較好的各種控制領(lǐng)域，如機(jī)械、冶金、紡織、國防、民用等。除通用外 設(shè)（如打印機(jī)、硬盤、磁盤等）外，還有許多外部通信、采集、多路分配管理、 驅(qū)動控制等接口，而這些外設(shè)與接口完全由主機(jī)進(jìn)行管理， 必然造成主機(jī)負(fù)擔(dān)過 重，因而出現(xiàn)了新的控制手段，即可編程序控制器。2.1.3 可編程序控制器控制系統(tǒng)可編程序控制器的特點(diǎn)（1）可靠性

8、高，抗干擾能力強(qiáng)；（2）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活；（3）編程方便，易于使用；（4）功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)；（5）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便；（6）維修方便，維修工作量少；（7）PLC體積小，重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。二、可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的制造成本不斷下降，而功能卻大大加強(qiáng)。 目前，在先進(jìn)工業(yè)國家中PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用的領(lǐng)域已覆蓋了 所有的工業(yè)企業(yè)。概括起來主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：（1）順序控制；（2）運(yùn)動控制；（3）閉環(huán)過程控制；（4）數(shù)據(jù)處理；（5） 通信和聯(lián)網(wǎng)。2.2 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域里，小到一個(gè)簡單的機(jī)

9、電一體化設(shè)備、 大到整個(gè)生產(chǎn) 線，以及大型的工程領(lǐng)域里，都存在PLC空制系統(tǒng)的技術(shù)存在。PLCE不在是局限 在邏輯上，應(yīng)該理解成過程控制器，如西門子全集成自動化 TIA的概念。在整個(gè) 自動化領(lǐng)域，PLC和傳動是組成自動控制的兩個(gè)非常重要的部分。在主流PLC往大型化、集成化、多功能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的同時(shí)，還有很多分 支在并列發(fā)展。我們還有很多單體化、一體化的設(shè)備，現(xiàn)在越來越微型化離散的 控制也在同步進(jìn)行。比如西門子S7-200功能強(qiáng)大，1000多塊一個(gè)，原來是不能想 象的。為滿足自動控制領(lǐng)域各層面的不同要求， 微型機(jī)、小型機(jī)的發(fā)展勢頭也很 猛?，F(xiàn)在，PLC不僅能進(jìn)行邏輯控制，在模擬量的閉環(huán)控制、數(shù)

10、字量的智能控制、 數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、通信聯(lián)網(wǎng)及集散控制方面都得到廣泛的應(yīng)用。如今大、中型、 甚至小型PLC都配有A/D、D/A轉(zhuǎn)換及算術(shù)運(yùn)算功能，有的還具有PID功能。這些功 能使PLC應(yīng)用于模擬量的閉環(huán)控制、運(yùn)動控制、速度控制等具有了硬件基礎(chǔ)；PLC 具有輸出和接收高速脈沖的功能，配合相應(yīng)的傳感器及伺服裝置，PLC可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制；PLCE合可編程終端設(shè)備(如觸摸屏)，可以實(shí)時(shí)顯示采集到 的現(xiàn)場數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，為分析、研究系統(tǒng)提供依據(jù)；利用PLC勺自檢信號可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控；PLC具有較強(qiáng)的通信功能，可與計(jì)算機(jī)或其他智能裝置進(jìn)行通信和 聯(lián)網(wǎng)，從而能方便地實(shí)現(xiàn)集散控制。功能完備的PLC不僅能

11、滿足控制的要求，還能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)管理的需要?？傊疄榱诉M(jìn)一步擴(kuò)大PLC在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，適應(yīng)大、中、小型 企業(yè)擴(kuò)印不同需要，PLC產(chǎn)品大致向以下幾方面發(fā)展：(1) 向小型化方向發(fā)展；(2) 向高速度、大容量和智能化方向發(fā)展；(3) PLCS程工具與編程語言的多樣化、高級化、標(biāo)準(zhǔn)化；(4) 向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；(5) 發(fā)展容錯技術(shù)和故障診斷。2.3 用PLC空制的電鍍系統(tǒng)的優(yōu)越點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)化的電鍍車間中，工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多、生產(chǎn)復(fù)雜，同時(shí)在電鍍 中,其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕。采用 PLC 控制系統(tǒng)控制該電鍍行車，其突出特點(diǎn)表現(xiàn)在：電鍍行車控制系統(tǒng)抗干

12、擾能力大 為提高,其工作的可靠性和穩(wěn)定性度可大大提高。在參考文獻(xiàn)的對比和理解下， 我對電鍍系統(tǒng)的特點(diǎn)和控制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。a、PLC可以很容易地實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制邏輯，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同樣 的功能則需要大量的控制繼電器；b、PLC以弱電控制強(qiáng)電，省去大量控制繼電器，節(jié)省電能，運(yùn)行成本低；c、對于復(fù)雜工藝的控制系統(tǒng)，采用PLC可以簡化控制設(shè)備（箱柜），節(jié)省設(shè) 備投資；d、PLC改變工藝控制簡便易行，傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)難以改變工藝；e、PLC僉修維護(hù)比較方便，需要配備的元器件少，維護(hù)成本低，節(jié)約大量有色金屬；f、PLC空制設(shè)備占地面積小、運(yùn)行噪音小、發(fā)熱少、損壞元件垃圾少，利于 環(huán)境；g、PLC運(yùn)行

13、維護(hù)需要比較高的專業(yè)技術(shù)。3研究路徑/論文（設(shè)計(jì)）框架3.1 論文名稱：基于PLC電鍍行車自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.2 論文的由來：電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸.電鍍能增強(qiáng)金屬的抗腐蝕性（鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬）、增加硬度、防止磨耗、提高 導(dǎo)電性、潤滑性、耐熱性和表面美觀。通過電鍍，可以在機(jī)械制品上獲得裝飾保 護(hù)性和各種功能性的表面層，還可以修復(fù)磨損和加工失誤的工件。隨著社會的發(fā)展，人們的審美觀也有了一定的改變。 各種各樣的裝飾用品也 大量出現(xiàn)在人們的生活和工作中，其中也有不少的金屬制品，為了使這些金屬裝 品既美觀又耐用電鍍就很有必要了。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動化控制

14、不但可以使 電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證， 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(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生產(chǎn) 線上對行車的自動控制則是電鍍生產(chǎn)線自動化控制的關(guān)鍵，因此用PLC來設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是最好的選擇。3.3 研究的目的及意義：電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸.電鍍能增強(qiáng)金屬的抗腐蝕性（鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬）、增加硬度、防止磨耗、提高 導(dǎo)電性、潤滑性、耐熱性和表面美觀。通過電鍍，可以在機(jī)械制品上獲得裝飾保 護(hù)性和各種功能性的表面層，還可以修復(fù)磨損和加工失誤的工件。隨著社會的發(fā)展，人們的審美觀也有了一定的改變。 各種

15、各樣的裝飾用品也 大量出現(xiàn)在人們的生活和工作中，其中也有不少的金屬制品，為了使這些金屬裝 品既美觀又耐用電鍍就很有必要了。3.4 計(jì)劃與步驟：（1）進(jìn)行資料收集、查詢、整理，完成電鍍行車系統(tǒng)相關(guān)文獻(xiàn)綜述；（2）通過資料查詢了解PLC運(yùn)用在電鍍行車系統(tǒng)上的相關(guān)應(yīng)用情況；（3）了解PLC的特點(diǎn)和工作原理以及電鍍行車控制系統(tǒng)，完成設(shè)計(jì)；（4）對查詢和收集的資料進(jìn)行整理分析，完成論文。3.5 研究方法：文獻(xiàn)研究法。3.6 預(yù)期成果：論文。3.7 表達(dá)形式：幻燈展示。4進(jìn)度安排2013年7月25日-2013年8月28日 查閱文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告2013年9月10日-2013年9月19日 進(jìn)行PLC控制

16、系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)、選型等, 完成論文初稿2013年9月27日-2013年10月10日 對論文進(jìn)行分析、修改，形成論文定稿2013年10月28日-2013年11月3日對論文定稿進(jìn)一步分析、修改，形成論文終稿5參考文獻(xiàn)1 王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 1998;2 方承遠(yuǎn)，工廠電氣控制技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2001；3 范國偉，三菱可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用人民郵電出版社，2010;4 王仁祥，常用低壓電器原理及其控制技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2003； 胡傳炘，表面處理技術(shù)手冊北京工業(yè)大學(xué)出版社，1997 ； 陳亞，現(xiàn)代實(shí)用電鍍技術(shù)國防工業(yè)出版社,20038 李建興

17、，可編程序控制器及其應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社，1997；9 吳勤勤，控制儀表及裝置.化學(xué)工業(yè)出版社，1999；10 張?jiān)收\，電鍍手冊國防工業(yè)出版社，201111 周志敏，觸摸屏實(shí)用技術(shù)與工程應(yīng)用人民郵電出版社，201112 高安邦，三菱PLC工程應(yīng)用設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2010版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理。版權(quán)為潘宏亮個(gè)人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal o

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