电镀流水线生产系统控制设计方案

1电镀流水线生产系统控制设计方案第1章机电传动课程设计目标要求一、课程设计目的机电传动控制课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强课程所学习的知识，掌握课程知识实际应用的能力。学会运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法。同时在设计过程中，综合已学知识，完成简单完整的控制系统设计，以增强控制系统设计能力；完成PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力；并在联机程序调试过程中，增强实际操作能力。二、课程设计要求课程设计是一综合性的实践工作过程，需要依据给定设计任务，完成一系列的设计工作。这些设计工作的内容以课程设计任务的形式说明列出，同时完成的设计工作以设计成果的形式保留，设计任务与设计成果要求分列如下。1课程设计任务要求熟悉典型设备分析的一般方法，分析电气控制系统的需要和条件；查阅技术资料和手册，合理选用设计方案；根据设计方案，完成电气控制系统的电气原理图设计掌握使用计算机软件编制PLC程序的应用方法，完成PLC程序设计；使用仿真设备调试程序；撰写规范的设计总结报告。2课程设计成果要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求绘制完成设备与信号布置简图绘制完成电气控制系统电路图（包括PLC端子图）设计与编制PLC用户程序（控制流程图、梯形图）仿真设备调试程序及说明撰写课程设计说明书3课程设计说明书撰写内容要求任务说明任务分析控制方案设计以及控制系统设计过程说明控制流程分析2PLC控制程序设计说明调试程序说明总结图附件参考文献第2章机电传动控制课程设计课题电镀流水线生产系统控制一电镀流水线系统结构电镀流水线系统根据电镀加工工件的特殊工艺流程而设计制造的一种高效率自动化专用设备。设备采用自动起吊设备，远距离控制方式工作。电镀流水线系统由点镀槽，电镀液回收槽，挂架和起吊机构组成，起吊机构吊钩的移动采用电动机驱动，由电气控制系统实现工作自动循环的控制。电镀流水线系统生产过程是由人工将工件悬挂在挂具上，挂具放置在挂架上，按下自动工作启动按钮，开始自动工作。自动工作过程包括吊钩下降吊起挂有工件的挂具，移动吊钩到达镀槽，吊钩下降将工件浸入镀槽内电镀液中，电镀完成后返回移动并经过三个电镀液回收槽回收电镀液，最后返回到挂架位置，放下挂具，完成自动工作循环后，由人工取下加工好的工件。电镀系统采用行程开关检测吊钩是否到达预定位置。系统结构及运动部件工作循环如图21所示。3图21电镀系统结构与移动部件工作循环图二电镀系统控制要求电镀系统工艺过程电镀系统的工艺过程如图22所示，由人工将工件放置到挂具上，启动自动工作过程。首先吊钩下降，将挂架上的挂件吊起，并移至镀槽1进行电镀加工，然后经镀槽2，镀槽3，镀槽4处理后返回挂架，处理完成的零件由人工取出，由此结束一次加工循环过程。4图22电镀系统处理零件工艺过程电镀系统的控制要求电镀系统的控制要求，是通过满足电镀系统的工作要求形成的，控制系统的功能必须满足电镀系统所有的工作要求。电镀系统的工作要求包含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作要求。1）电镀系统工作方式要求为保证电镀系统能够处于正常工作，要求电镀系统具备二种工作方式吊钩能够点动后移调整，以及吊钩不在挂架位时能够快速复位；吊钩能够点动向下调整，以及吊钩不在上端位置时能够快速复位；电镀系统全自动工作循环工作；2）电镀系统工作过程要求电镀系统工作过程是电镀系统在正常加工时整机全自动循环的工作过程，电镀零件工作过程需要满足如下要求按下启动按钮，吊钩下降，到位后吊起悬挂零件的挂具，上升到位后停留16秒；吊钩前移到镀槽1上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，2分钟后吊钩上升并停留30秒；5吊钩后移到电镀液回收槽2上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒；吊钩后移到电镀液回收槽3上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒；吊钩后移到电镀液回收槽4上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒；吊钩后移返回到挂架处，加工循环结束。3）电镀系统控制系统元件配置与工作要求电镀系统吊钩横向移动电机为3KW，垂直方向移动电机为2KW。自动循环工作时，所有工步切换由行程开关控制。电器元件工作关系如表21所示。表表21电器元件工作关系表注加号，电器元件为得电状态，减号，电器元件为失电状态。4）电镀系统安全稳定工作要求具有运动部件间安全工作的联锁功能；具有位置保护功能（如极限位、越位、相对位置保护）；电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能；具有应急操作功能具有照明、指示灯辅助功能。三、电镀流水线电气控制系统设计1、总体方案设计1）电气控制系统的控制对象为进行自动循环加工零件的机械设备，由于室内常温，工作环境较好，对控制系统无特殊要求。2）设备由车间低压电网供电，设备驱动电压380V，供电频率50赫兹。3）设备电气控制为普通开关量控制，要求自动完成加工，单个运动部件能独立调整工作，同时设备具有电器保护及联锁保护等功能。吊钩电机工作状态（工步）M1正转M1反转M2正转M2反转主令电器向前移动SB2、SQ5向下移动SQ6、向上移动SQ7向后移动SQ1，SQ2，SQ3，SQ4，64）电镀系统吊钩横向移动电机为3KW，垂直方向移动电机为2KW。自动循环工作时，所有工步切换由行程开关控制。2、控制方案1）控制系统采用开关量控制2）基于设备自动控制的要求，控制对象为单机设备，控制系统属于小型系统，采用FX2N的产品。3）由工作要求确定，控制系统在两种模式下运行，即全自动工作循环，手动调整工作。4）两台电动机直接启动，双向转动，电动机无制动控制。5）电动机驱动电路三相电源供电，电压380V6）PLC主机工作电源为交流电源电压220V，交流接触器线圈使用交流电源，电压220V，主令控制电器及行程开关等使用24V直流电源7）控制系统具有短路和过载保护功能，各电机之间有联锁保护功能3、电气系统图以及PLC端子图电气控制系统由两部分组成，主电路以及PLC设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路的接通与断开，采用熔断器和热继电器进行短路与过载保护，同时通过控制变压器，提供满足系统工作以及PLC设备需要的电源电压。如下图，KM1闭合M1正转前移，KM2闭合时反转后移；KM3闭合时M2正转下移，KM4闭合时反转上移。图23电气系统图7图24PLC端子图表22电器元件明细表M1水平移动电机KM1M1正转前移M2垂直移动电机KM2M1反转后移SB1总停按钮KM3M2正转下移SB2启动按钮KM4M2反转上移SB3后移电动控制SQ1，SQ2，SQ3，SQ4，SQ5水平方向行程开关SB4下移电动控制SQ6，SQ7垂直方向行程开关SB5吊钩不在挂架位时快速复位FU1，FU2，FU3，FU4短路保护熔断器SB6吊钩不在上端位时快速复位FR1，FR2过载保护热继电器SB7手动停止按钮VC整流器QS电源隔离开关TC控制变压器QFPLC电源开关SA手动与自动切换旋转开关表23电器元件信号与PLC连接的通道分配表输入输出8元件通道地址元件通道地址SB1X0KM1Y0SB2X1KM2Y1SB3X2KM3Y2SB4X3KM4Y3SB5X4SB6X5SB7X7SAX10（自动）X8（手动）SQ1X11SQ2X12SQ3X13SQ4X14SQ5X15SQ6X16SQ7X173功能图9105）梯形图111213程序调试应用GXDEVELOPER输入程序，检查、仿真并运行。1）SFC图14152）梯形图（点击“工程”“编辑数据”“改变程序类型”将SFC图改为梯形图）16171819203）指令表（点击按钮将梯形图转换为指令表）212223244）程序调试点击图标图241菜单启动继电器内存监视图242打开“软件元”“软件元窗口”25图2435、课程设计小结时间飞逝，岁月如梭，白驹过隙，时光荏苒。不知不觉中我们的课程设计就结束了。本次PLC课程设计里我们的课题是电镀流水线生产控制系统的设计。从课题到设计初步成型再到完善的过程中，我们有困惑也有疑虑，但我们并不退缩，拿破仑说过胜利属于最坚忍的人。正所谓锲而不舍，金石可镂，我们查找资料结合实际，在发现问题与解决问题的过程中，我们不断完善，不断创新。从PLC软件的安装到实现PLC控制系统的调试，从流程图梯形图的设计到绘制，我们学到了很多，进步了很多。学习本无底，前进莫徬徨。在课程设计的过程中，我学习并掌握了很多东西。首先最基础的是我们学习并了解了PLC的基本构造，所谓万丈高台，起于垒土，了解PLC的基本构造给我们夯实了基础，为我们接下来的设计提供了基础。其次，在系统的设计上我们循序渐进，首先我们分析讨论了系统的工艺过程，然后利用CAD画出顺序功能图，将顺序功能图转变为梯形图，之后利用PLC软件编程完成调试。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。从课本知识到实际应用PLC课程设计让我对PLC顺序功能图、梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理与方法。这次课程设计真正的让我们了解了实际中PLC的使用吕氏春秋里说万人操弓，共射