PLC--电镀流水线.doc
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1、摘 要 电镀生产线自动化结合其他行业自动控制技术的应用情况,提出了基于PLC的电镀行车自动生产线的设计,并通过应用机械、可编程序控制器(PLC)等多项专门技术开发的自动生产系统。本文首先分析和制定了该生产线的整体设计思想和方案。为了确保了该生产线系统具备真正的自动化生产能力且结构简单,本文采用可编程序控制器对某电镀行车的工作过程进行控制的方法,简化了控制系统的接线,克服了电磁继电器动作时间长、触点抖动的缺点,提高了系统的可靠性和灵活性。本文以镀镍电镀自动生产线控制系统设计为研究对象,利用可编程序控制器实现对电镀生产线的系统的顺序控制,使用理论研究的方法,设计了一套基于可编程控制器的电镀车间专用
2、行车自动控制系统。本文采用S7-300型号的PLC来进行控制,使系统具有很强的适应能力,可方便完成自动,手动拉制和相互之间的切换;整个程序采用结构化的设计方法,具有调试方便,维护简单,移植性好的优点。为适应现代传统的工业控制系统,我们还采用了基于力控组态软件的系统作为上位机,配合下位机PLC完成了系统的监控功能,更好的来实现控制系统的功能。关键词:电镀行车,可编程控制器,顺序控制,组态软件Abstract Application of electroplating production line automatic automatic control technology in combina
3、tion with other industries, made plated vehicular line design based on PLC and by applying mechanical, programmable logic controllers (PLC), a number of specialized technology to develop automated production system. This paper first analyses and developed the overall design of the production line an
4、d the programme. In order to ensure that the production system with real automation production capacity and the structure is simple, the paper of using programmable logic controller in an electroplating process control methods simplifies the control system wiring, to overcome the electromagnetic rel
5、ay disadvantages of long hours, contact jitter, improved system reliability and flexibility.Design of control system of automatic production line of nickel plating, this paper studies, electroplating production line by using programmable logic controller system for sequence control, using the method
6、 of theoretical research, devised a plating plant based on PLC automatic control system of dedicated traffic lanes. PLC for control of the S7-300 model used in this paper, the system has a strong ability to adapt, can be easily completed automatically, manually drawn and switch between each other th
7、roughout the program uses a structured design methodology, debugging, maintenance, advantages of Xenografts. To adapt to the modern tradition of industrial control systems, we have also adopted a system based on force control configuration software as PC, combined with lower computer PLC completed a
8、 system monitoring capabilities, the better to achieve the control function of the system.Key words: electroplated Lane, programmable controller, sequence control, configuration software目 录第1章 绪论1.1 电镀行业的简介.1.2 电镀行车控制系统的种类1.3 电镀行车控制系统的发展与现状第2章 电镀流水线控制系统的总体方案2.1 电镀流水线概述2.2 对电镀流水线控制系统的设计要求第3章 控制系统硬件设计
9、3.1 电气控制线路的设计 3.2 PLC控制系统硬件部分的设计第4章 控制系统软件设计及实现结 束 语参 考 文 献致 谢附录A 基于PLC的电镀行车控制系统的设计图纸附录B 电镀行车电气控制系统PLC指令表第1章 绪论1.1电镀行业的简介电镀是对机体表面进行装饰、防护以及获得某些特殊性能的一种表面工程技术,是一种电化学过程,也是一种氧化还原反应,是获得金属保护层的有效防范。在这个过程中,金属离子获得电子被还原成金属原子,金属原子按照一定的规律排列形成金属镀层。电镀过程又称为电沉积,其基本原理就是直流电场的作用下,在电解质溶液(镀液)中有阳极和阴极构成回路,是溶液中金属离子沉积到阴极镀件表面
10、上,以形成良好的金属的过程。电镀工业是我国重要的加工工业,到今天已经有100多年的历史。电镀是重要的表面工程技术,不仅能获得保护装饰性镀层,还可以通过不同工艺得到具有特殊用途的功能薄膜,近代科学技术的发展为他增添了许多新的内容,因而电镀在机械、地质、电子、仪器仪表、轻工、交运和国防工业等生产部门的应用日益广泛,与人们的日常生活也密切相关。1.2电镀行车控制系统的种类1.2.1 继电接触器控制系统现代工农业生产中所使用的生产机械大多是由电动机来拖动的。因此,电力传动装置是现代生产机械中的一个重要部分,它由电动机、传动机构和控制电动机的电气设备等三个主要环节所组成。继电器问世以来,一直是电气控制的
11、主流,目前国内仍有不少厂家应用继电接触器控制系统。其中输人单元为按钮开关等主令电器、逻辑单元是支配控制系统的“程序”,它是由各种继电器的触点通过导线连接,并具有一定的逻辑功能的控制线路。为了提高生产率,使电动机能按照生产机械所需的预定顺序进行工作,通常可以采用一些诸如继电器、接触器及按钮等控制电器来实现生产过程的自动控制。这些主要由继电器、接触器和按钮等电器所组成的控制系统一般称为继电器接触器控制系统。输出单元包括各种阀门的控制线圈、各类接触器控制线圈及信号指示等执行元件。这种控制系统的特点是:价格便宜、性能价格比低。由于存在继电器抖动、打弧、吸合不良等现象,因此控制系统寿命短,可靠性差。因为
12、它的自动控制功能是靠继电器的辅助触点动作来实现,而触点动作一次需要几十毫秒,所以控制速度慢;由于需要改变控制逻辑就要改变各触点间的连线,故技改难度大,同时体积大,耗能高。因此继电接触器控制方案,适用控制逻辑比较简单,所需继电器数量较少,程序固定的场合。1.2.2 单片机控制系统 用单片机可以构成各种工业控制系统。有不少控制系统是利用通用PC单片机或通用计算机。单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化
13、控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。大部分都可以用单片机系统或单片机加通用机系统来代替计算机系统,特别是较大型的工业测控系统。单片机的控制逻辑由软件组成,同时软件的编写和修改方便,设计安装接线工作量相对较少,设计周期较短,其适应性较强。但其缺点是对工作环境条件要求较高,抗干扰能力不强,它适应于工作环境条件比较好的各种控制领域,如机械、冶金、纺织、国防、民用等。除通用外设(如打印机、硬盘、磁盘等)外,还有许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口,而这些外设与接口完全由主机进行管理,必然造成主机负担过重,因而出现了新的控制手段,即可编程序控制器。1.2.3 可编程序控制器控
14、制系统一、可编程序控制器可编程控制器是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器,简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC。二、可编程序控制器的特点(1)可靠性高,抗干扰能力强;PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少到继电器控制系统的1/101/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PL
15、C由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。(2) 适应性强,应用灵活; PLC的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力,可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器,可以用于各种规模的工业控制场合。(3) 编程方便,易于使用; 以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,仅相当于几个继电器的大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。(4) 功能强,扩展能力强; PLC发展到今天,已经形成
16、了大、中、小各种规模的系列化产品,并且已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。 (5) PLC控制系统设计、安装、调试方便; PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。(6) 维修方便,维修工作量少; 系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便,容易改造二、可编程序控制器的应用领域随着微电子技术的快速发展,PLC的制造成本不断下降,而功能却大大加
17、强。目前,在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备,应用的领域已覆盖了所有的工业企业。概括起来主要应用在以下几个方面:(1) 顺序控制;(2)运动控制;(3)闭环过程控制;(4)数据处理;(5)通信和联网。1.3 电镀行车控制系统的发展与现状在工业控制的各个领域里,小到一个简单的机电一体化设备、大到整个生产线,以及大型的工程领域里,都存在PLC控制系统的技术存在。PLC已不在是局限在逻辑上,应该理解成过程控制器,如西门子全集成自动化TIA的概念。在整个自动化领域,PLC和传动是组成自动控制的两个非常重要的部分。在主流PLC往大型化、集成化、多功能化、网络化发展的同时,还有很多分支在并列发
18、展。我们还有很多单体化、一体化的设备,现在微型化离散的控制也在同步进行。比如西门子S7-200功能强大,1000多块一个,原来是不能想象的。为满足自动控制领域各层面的不同要求,微型机、小型机的发展势头也很猛。 现在,PLC不仅能进行逻辑控制,在模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制方面都得到广泛的应用。如今大、中型、甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及算术运算功能,有的还具有PID功能。这些功能使PLC应用于模拟量的闭环控制、运动控制、速度控制等具有了硬件基础;PLC具有输出和接收高速脉冲的功能,配合相应的传感器及伺服装置,PLC可以实现数字量的智能控制;P
19、LC配合可编程终端设备(如触摸屏),可以实时显示采集到的现场数据及分析结果,为分析、研究系统提供依据;利用PLC的自检信号可实现系统监控;PLC具有较强的通信功能,可与计算机或其他智能装置进行通信和联网,从而能方便地实现集散控制。功能完备的PLC不仅能满足控制的要求,还能满足现代化大生产管理的需要。总之为了进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范围,适应大、中、小型企业扩印不同需要,PLC产品大致向以下几方面发展:(1)向小型化方向发展;(2)向高速度、大容量和智能化方向发展;(3)PLC编程工具与编程语言的多样化、高级化、标准化;(4) 向网络化方向发展;(5)发展容错技术和故障诊断。第2章
20、 电镀行车控制系统的总体方案2.1 电镀行车概述2.1.1 电镀行车的用途本电镀行车是某企业电镀车间为了提高工作效率,促进生产自动化和减轻劳动强度而制造的一台起吊设备。该设备采用远距离控制,起吊物品是有待进行电镀或表面处理的各种产品零件。另外,本电镀行车拥有手动、单周和连续3种工作方式,用户可根据实际需要选择其中工作方式进行电镀产品零件,这样就大大增加了对电镀行车操作的灵活性。2.1.2 电镀行车的基本组成结构本电镀行车机械部分由传送带A、传送带B、行车和电镀槽等4部分组成,而行车又由大车、小车和吊钩等部分组成,如图2.1所示。传送带A、传送带B、大车、小车和吊钩分槽,每个槽内从左到右都有5个
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