电镀车间专用行车PLC控制系统设计.doc

电气控制技术课程设计说明书

电镀车间专用行车PLC控制系统设计
目录
一、 设计题目……………………………………………………………2
二、设计内容
（一)专用设备基本情况……………………………………………2
（二）系统对电气系统的控制………………………………………3
三、设计任务………………………………………………………………3
四、设计过程
（一)PLC主机选型…………………………………………………3
（二)面板布置示意图………………………………………………4
（三)分配I/O端口地址……………………………………………4
（四）PLC接线图…………………………………………………6
（五）绘制梯形图并测试调控……………………………………8
五、参考文献……………………………………………………………9
一、 设计题目
电镀车间专用行车电气控制设计
二、 设计内容
（一）专用设备基本情况
该电镀自动线是某厂电镀车间为提高工效、促进生产自动化和减轻劳动强度而提出制造的一台专用半自动起吊设备。采用远距离控制，起吊重量在500千克以下，起吊物品是待进行电镀及表面处理的各种产品零件.其结构及工艺流程如图1所示。
图1 电镀自动线示意图
电镀自动线机械结构与普通小型行车结构类似，由小车、大车和吊物提升机构组成。工作时,除具有自动控制的大车移动(前/后）与小车（提升吊物用）上/下运动外,还有调整吊篮位置的小车左右运动。其工作过程为：在电镀自动线的一侧，工人将待加工零件装入吊篮，并发出信号，提升机构便提升并自动逐段前进，按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降，停留一定时间后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至自动线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新发出信号进入下一加工循环.
对于不同零件，其镀层要求和工艺过程是不相同的，则自动线上镀槽的数量也不相同，该控制系统能对不同工艺过程（如镀锌、镀铬、镀镍镉）有程序预选和修改能力。该自动线有5个电镀槽，各槽停留时间由用户根据工艺要求进行整定。
（二）系统对电气控制的要求
1、拖动系统
专用行车的小车、大车和升降运动均采用三相交流异步电动机(Y802—4，0。75kW、2。1A、1390r/min、380V)分散拖动，并采用一级机械减速。
2、 控制要求
（1）控制装置具有程序预选功能（按电镀工艺确定需要停留工位），一旦程序选定,除上、下装卸零件，整个电镀工艺应能自动进行。
（2）前后运动和升降运动要求准确停位，前后、左右、升降运动之间有联锁作用。
（3)采用远距离控制，整机电源及各种动作要有相应指示。
（4）应有极限位置保护和其它必要的电气保护措施.
三、设计任务
（一)根据控制选择plc型号分配I/O端口.
(二）设计I/O电路，选择电器元件，并绘制I/O接线电气原理图。
（三）绘制梯形图，编制用户程序语句表并进行模拟调试。
（四)绘制以下工艺图样
电器元件布置图与接线图、底板加工图；控制面板布置图、接线图、面板加工图;电气图箱与总接线图.
（五）编写设计、使用说明书、设计小结及参考资料目录。
四、设计过程
（一）PLC主机
根据装置介绍及控制要求统计plc的I/O点数选用三菱FX2N—64MC型PLC，输入输出各32点根据该专用行车的控制要求，其输入信号20个，输出信号17个，实际使用时，系统的输入输出都为开关控制量,加上10%－15％的余量,并无其他特殊控制模块的需要，拟采用三菱公司的FX2N-64MR型PLC，如果需要增加一些槽位的时候可以再配用F系列的拓展单元，以满足需要的更多的输入输出点.
（二）面板布置示意图
（三)分配I/O端口
根据plc主机及模块选用，结合面板设计分配I/O端口地址如表3。1所示
表3.1 外部信号与PLC的I/O接点地址编号对照表
输入信号
名 称
功 能
I/O编号
SB1
启动按钮
X000
SQ1
前限指示接近开关
X001
SQ2
原点行程开关
X002
SQ3
下料点指示行程开关
X003
SQ4
后限保护接近开关
X004
SB2
停止按钮
X005
SA1
一槽选择开关
X006
SQ5
一槽接近开关
X007
SQ6
一槽上限开关
X010
SQ7
一槽下限开关
X011
SA2
二槽选择开关
X012
SQ8
二槽接近开关
X013
SQ9
二槽上限开关
X014
SQ10
二槽下限开关
X015
SA3
三槽选择开关
X016
SQ11
三槽接近开关
X017
SQ12
三槽上限开关
X020
SQ13
三槽下限开关
X021
SA4
四槽选择开关
X022
SQ14
四槽接近开关
X023
SQ15
四槽上限开关
X024
SQ16
四槽下限开关
X025
SA5
五槽选择开关
X026
SQ17
五槽接近开关
X027
SQ18
五槽上限开关
X030
SQ19
五槽下限开关
X031
SB3
后调点动按钮
X032
SB4
下行点动按钮
X033
SB5
左调点动按钮
X034
SB6
右调点动按钮
X035
输出信号
名称
功能
I/O编号
HL8
原点指示灯
Y000
HL9
运行指示灯
Y001
KM1
电机前进线圈
Y002
KM2
电机后退线圈
Y003
KM3
电机上行线圈
Y004
KM4
电机下行线圈
Y005
HL1
下料点指示灯
Y006
HL2
下料点声指示
Y007
HL3
一槽位指示灯
Y010
HL4
二槽位指示灯
Y011
HL5
三槽位指示灯
Y012
HL6
四槽位指示灯
Y013
HL7
五槽位指示灯
Y014
KM5
电机左调整
Y015
KM6
电机右调整
Y016
KM7
电机上下行后抱闸制动
Y017
KM8
电机左右平移能耗制动
Y020
（四)PLC接线图
下料点指示灯设为HL1，下料点声音指示设为HL2，一槽位指示灯设为HL3，二槽位指示灯设为HL4,三槽位指示灯设为HL5,四槽位指示灯设为HL6，五槽位指示灯设为HL7，原点指示灯设为HL8，运行指示灯设为HL9.
电机前进线圈设为KM1，电机后退线圈设为KM2，电机上行线圈设为KM3，电机下行线圈设为KM4,电机左调整线圈设为KM5，电机右调整线圈设为KM6，电机上下行后抱闸制动线圈设为KM7,电机左右平移能耗制动线圈设为KM8。
启动按钮设为SB1,前限指示接近开关设为SQ1,原点行程开关设为SQ2，下料点指示行程开关设为SQ3，后限保护接近开关设为SQ4，停止按钮设为SB2,一槽选择开关设为SA1,一槽接近开关设为SQ5，一槽上限开关设为SQ6,一槽下限开关设为SQ7,二槽选择开关设为SA2，二槽接近开关设为SQ8，二槽上限开关设为SQ9，二槽下限开关设为SQ10，三槽选择开关设为SA3，三槽接近开关设为SQ11，三槽上限开关设为SQ12,槽下限开关设为SQ13，四槽选择开关设为SA4,四槽接近开关设为SQ14，四槽上限开关设为SQ15,四槽下限开关设为SQ16五槽选择开关设为SA5,五槽接近开关设为SQ17，五槽上限开关设为SQ18,五槽下限开关设为SQ19左右调整点动按钮设为SB3，上下调整点动按钮设为SB4.
各输出端的负载一侧并联接入220V交流电。
图1 PLC接线图
(五)绘制梯形图并进行测试调控
调试步骤一： 图8为调用子程序时的状态模拟，当行车到达有预置的槽位一的时候调用子程序P1。执行完子程序实现的电镀过程的模拟过程后，返回到第20步程序，准备到达下一个预置槽位,调用相对应的子程序。预置旋动开关X6闭合，并且接近开关X7闭合，既是行车到达了1槽位。调用相对应的子程序，既执行电镀过程。
图2 调试步骤一
调试步骤二:如图9所示，离开第一个预置槽位，到达第二个槽位,自动调用P2子程序，实现自动运行的要求.
图3 调试步骤二
调试步骤三：如图10所示，为电镀过程中子程序实现的电镀模拟过程。X7接近开关到达，执行电机下降，并且制动。当到达下限X11的时候停止制动并且启动电镀定时器,定时器时间到，电机上行,到达上限停止，电磁抱闸制动防止吊篮因为重力而自动掉下.
图4 调试步骤三
参考文献
[1］张振国 方承远。工厂电气与plc控制技术. 机械工业出版社
［2]电气元件符号国家标准
［3] 廖常初.PLC编程及应用。机械工程出版社，2002。9
［4] 钟肇新，范建东。可编程控制器原理及应用.华南理工大学出版社,2003.5
[5] 丁伟. 可编程控制器在工业控制中的应用. 化学工业出版社，2004.7
[6］ 魏璇,陆波.PLC和变频调速器在GRC轻型隔墙板生产线上的应用。天津：
[7］ 赵明.工厂电气控制设备。北京:机械工业出版社，1994
［8］ 田瑞庭。可编程序控制器应用技术.北京:机械工业出版社,1994
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