电镀设计最终版.doc

洛阳理工学院毕业设计（论文）洛 阳 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文） 题目 基于PLC的电镀生产线监控系统设计姓 名 XX系 （部）XX专 业 XX指导教师 XX 年 月 日基于PLC的电镀生产线监控系统设计摘 要本设计通过如何利用德国西门子PLC S7-200进行自动化电镀生产线控制，在本次设计中，我们从自动控制技术器件在国内的应用前景及电镀生产线生产现场的环境来考虑，以使该生产线真正具备自动生产运行为目的，从而采用在当前及以后都应用广泛且能适应多种环境的可编程控制器来控制整个工作流程的方案。重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC控制I/O端口分配表以及整体程序流程图等，实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度，大大提高了工作人员的工作环境质量。为适应现代传统的工业控制系统，还采用了基于组态王软件的系统作为上位机，配合下位机PLC完成了该系统的实时监控系统功能，更好的使该自动生产系统融入到现代工业控制领域中。关键词：PLC，电镀，组态王Design of Galvanization Production Line ControlSystem Based on PLCABSTRACTThis article discussed how carried on the automated galvanization production line control using German Siemens PLC S7-200. In this design, we take consider of the automatic control technology component in the domestic application prospect and the environment of the galvanization production line, and this makes this production line truly to have the automatic production movement as the goal. We formulate a plan that uses a programmable controller which can adapt many kinds of environment in current and later to control the entire work. We analyzed the system software and hardware design with emphasis, and provide the system hardware wiring diagram, PLC I/O port distribution list and the overall program flow diagram and so on. This design realized the galvanization production automation, enhanced the product efficiency, and reduced the labor intensity. In order to adapt the modern tradition industry control system, we also used the King View software system which had taken on as the position machine. And coordinate PLC as lower position machine. All this has made this system had the function of current time monitoring. That caused this automatic production system integrate to the modern industry control system better. KEY WORDS: PLC, Galvanization, King View目录前言1第1章 绪论21.1 控制系统概述与选题背景意义21.1.1 控制系统的概述21.1.2 课题的选题背景及意义21.2 控制对象的设计要求21.3 PLC系统组成31.3.1 CPU41.3.2 存储器41.3.3 输入/输出接口电路4第2章 系统的硬件设计52.1 主电路设计52.2 PLC机型选择62.3 I/O分配表及其端子接线图62.3.1 I/O地址分配62.3.2 PLC外部接线图7第3章 系统的软件设计93.1 软件的组成及作用93.1.1 PLC内部资源93.1.2 PLC编程语言93.2 程序梯形图设计10第4章 系统组态画面设计144.1 组态软件介绍144.2 监控画面设计144.2.1 建立新工程144.2.2 创建组态画面164.2.3 定义I/O设备184.2.4 构造数据库214.2.5 动画连接224.2.6 编写语言命令24第5章 系统软硬件调试25结 论29谢 辞30参考文献31外文资料翻译32III前言本设计的工作过程是这样的：在电镀生产线左侧，工人将零件装入行车的吊篮并发出自动启动信号，行车提升吊篮并自动前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降。在按要求达到定时时间后自动上升，如此完成工艺规定的每一道工序直至生产线末端，行车便自动返回原始位置，并由工人装卸零件。电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。用PLC对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产发展的主流方向。第1章 绪论1.1 控制系统概述与选题背景意义1.1.1 控制系统的概述在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。1.1.2 课题的选题背景及意义中国经济高速发展，工业化进程的不断深化，为自动化行业的迅猛发展提供了广阔的空间。电镀行业是我国重要的加工行业，但是大多数中小企业仍在使用许多过时的技术和设备，大量的生产线为半机械化和半自动化控制，一些甚至为手工操作。工业电镀生产线工位多、生产复杂，同时在电镀中，其氧化、酸洗、碱洗、电镀等许多工艺具有严重的化学污染和腐蚀，对人的身心健康十分不利，而且人工操作随机性大，影响产品质量。传统的方法是使用顺序控制器，由于其电路复杂，接口多，受外界干扰大，工作可靠性差，维护也困难。采用PLC有较完善的诊断和自保护能力，可以增强系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性。用PLC对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式。1.2 控制对象的设计要求本系统设计有现场手动、单周期运行、连续运行及主控室单周期运行、连续运行三种操作模式。现场手动、单周期运行、连续运行操作模式是在现场控制柜上完成的，主控室单周期运行、连续运行是在主控室上位机主控画上点击相应按钮实现的。主控室监控采用MCGS组态软件设计的监控画面可以实时观察到电镀生产线的每一步实时动作，如吊钩的上升、下降，工作在生产线上的前进、后退等。整个工作流程是这样的，原位：表示设备处于初始状态，吊钩在下限位置，行车在左限位置。自动过程：启动吊钩上升上限行程开关闭合左行至1号槽xk1行程开关闭合吊钩下降进入1号槽内下限行程开关闭合电镀延时延时时间到吊钩上升上限行程开关闭合右行至2号槽xk2行程开关闭合。由3号槽内吊钩上升，左行至左限位，吊钩下降至下限位（即原位）。连续工作：当吊钩回到原位后，延时一段时间（装卸工件），自动上升右行，按照工作流程要求不停的循环。当按下停止按钮时设备始于原点，按下启动按钮，设备工作一个周期，然后停于原点。要重复第二个周期，必须再按下启动按钮。当按下停止按钮，设备立即停车，当按下启动按钮后，设备继续运行。电镀生产线的工作流程如图1-1所示。图1-1电镀生产线的工作流程1.3 PLC系统组成PLC分为箱式和模块式两种，基本上由CPU，存储器，电源模块等几部分组成的，下面分别对几种单元进行介绍:1.3.1 CPU CPU是整个PLC的核心，起神经中枢的作用，它按照PLC的系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中。同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误等。1.3.2 存储器 存储器是具有记忆功能的半导体电路，分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。它由只读存储器、ROM组成，厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。1.3.3 输入/输出接口电路1. 输入接口输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号；当开关断开，二极管不发光，三极管不导通，向内部电路输入信号。2. 输出接口输出接口工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。第2章 系统的硬件设计2.1 主电路设计电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式，利用图形符号和项目符号表示电路各电器元件中导电部件和接线端子连接关系的电路图。电气原理图具有结构简单、层次分明的特点，适合研究和分析电路工作原理，在设计研发和生产现场等方面得到广泛应用。在本设计中，根据电镀生产线的工艺要求，只需用两台电机分别控制吊钩的上升、下降和行车的左行、右行。接触器KM1，KM2控制电动机M1的正、反转，实现吊钩的上升和下降，接触器KM3，KM4控制电动机M2的正、反转，实现行车的前进和后退。电镀生产线主电路如图2-1所示。图2-1 电镀生产线主电路图2.2 PLC机型选择S7-200系列PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格的扩展单元等。目前提供的S7-200CPU有：CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP、CPU 226和CPU 226XM，不同型号的PLC性能差别也比较大。所以在实际设计中，要在满足功能的要求下，选择能够保证系统可靠工作，维护使用方便以及价格适中的型号。根据自动化电镀生产线的控制要求，我们采用了德国西门子PLC S7-200 CPU226型号，此类型PLC无论独立运行，还是联接网络都能完成各种控制任务。它的使用范围可以覆盖从替代继电器的简单控制到复杂的自动控制，其应用领域包括各种机床、纺织机械、塑料机械、电梯等行业。S7-200 CPU226通讯功能完善，具有极高的性能价格比是很突出的特点，也是我们采用它的主要原因。PLC为此系统的控制核心，此系统的输入信号有两部分，一部分是原点、单周期、连续等面板控制按钮，另一部分是多种行程开关，这些面板按钮信号和传感器信号作为PLC的输入变量，经过PLC的输入接口输入到内部数据寄存器，然后在PLC内部进行逻辑运算或数据处理后，以输出变量的形式送到输出接口，从而驱动电机来控制行车的运行和吊钩的升降。2.3 I/O分配表及其端子接线图2.3.1 I/O地址分配S7-200 PLC系列CPU提供一定数量的主机数字量I/O点，当主机点数不够或者处理的信息是模拟量时，就必须使用扩展的接口模块。S7-200主机的输入、输出点数不能满足控制的需要时，可以选配各种数字量模块来扩展，数字量模块有数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出模块。在工业控制中，除了数字量信号来控制外，有时还要用模拟量信号来进行控制，模拟量模块有模拟量输入、模拟量输出和模拟量输入/输出模块。在本设计中，将13个输入信号和5个输出信号按各自的功能类型分好，选定与之功能相对应的元器件，然后再与PLC的I/O点一一对应，I/O分配表如表2-1所示。表2-1 I/O分配表输 入输 出上限位行程开关SQ0I0.0吊钩上升Q0.0下限位行程开关SQ1I0.1吊钩下降Q0.1左限位行程开关SQ2I0.2行车左行Q0.2右限位行程开关SQ3I0.3行车右行Q0.3XK1行程开关SQ4I0.4原位Q0.4XK2行程开关SQ5I0.5XK3行程开关SQ6I0.6原位行程开关SQ7I0.7启动按钮SB1I1.1停止按钮SB2I1.2单周期按钮SB3I1.3连续按钮SB4I1.4步进按钮SB5I1.52.3.2 PLC外部接线图在本设计中PLC控制系统的输入信号有13个，均为开关量，PLC控制系统的输出信号有5个，其中2个用于驱动吊钩电机正反转接触器KM1、KM2，2个用于驱动行车电机正反转接触器KM3、KM4，故电镀生产线监控系统的I/O端子接线图如图2-2所示。图2-2 I/O端子接线图第3章 系统的软件设计3.1 软件的组成及作用3.1.1 PLC内部资源内部根据软元件的功能不同，分成了许多区域，如输入/输出继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器区等，下面分别介绍下：1. 定时器：电气自动控制的大部分领域都需要用定时器进行时间控制，灵活地使用定时器可以编制出复杂动作的控制程序，它是PLC中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。2. 输入继电器：输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应，它用于接受外部的开关信号。当外部的开关信号为闭合时，输入继电器的线圈得电，在程序中常开触点闭合，常闭触点断开。3. 输出继电器：输出继电器一般都有一个PLC上的输出端子与之对应。当通过程序使得输出继电器线圈得电时，PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号，同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。4. 内部位存储器：内部位存储器的作用和继电-接触器控制系统中的中间继电器相同，它在PLC中没有输入/输出端与之对应，因此它的触点不能驱动外部负载，这是与输出继电器的主要区别，它主要起逻辑控制作用。3.1.2 PLC编程语言PLC是通过运行编写的用户程序实现控制任务的，系统程序由PLC生产厂家提供，它支持用户程序的运行；用户程序是用户为完成特定的控制任务而编写的应用程序。S7-200系列PLC的编程语言非常丰富，有梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图等，用户可以选择一种编程语言，如果需要，也可混合使用几种语言编程。这些编程语言都是面向用户的，它使控制程序的开发、输入、调试和修改工作大大简化，我们在本次设计中选择梯形图编程。PLC梯形图具有以下一些特点：1. PLC的梯形图是“从上到下”按行绘制的，两侧的竖线类似电气控制图的电源线，通常称做母线（Bus Bar），大部分梯形图只保留左母线；梯形图的每一行是“从左到右”绘制，左侧总是输入接点，最右侧为输出元素，触点代表逻辑“输入”条件，如开关、按钮、内部条件等；线圈通常代表逻辑“输出”结果，如指示灯、接触器、中间继电器、电磁阀等。对S7-200系列的PLC来说，还有一种输出“盒”（功能框），它代表附加的指令，如定时器、计数器或数学运算等功能指令。2. 电气控制电路左右母线为电源线，中间各支路都加有电压，当支路接通时，有电流流过支路上的触点与线圈。梯形图中的假想电流在图中只能作单方向的流动，即只能从左向右流动，层次改变（接通的顺序）也只能先上后下，与程序编写时的步序号是一致的。3. 梯形图中的输入接点如I1.0、I0.1等，输出线圈Q0.0、Q0.1等不是物理接点和线圈，而是输入、输出存储器中输入、输出点的状态，并不是接线时现场开关的实际状态；输出线圈只对应输出映像区的相应位，该位的状态必须通过I/O模块上对应的输出单元才能驱动现场执行机构，从而完成其动作。3.2 程序梯形图设计 梯形图是与电气控制电路相呼应的图形语言，它沿用了继电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性指令。梯形图是融逻辑操作、控制于一体，面向对象的、实时的、图形化的编程语言。本系统软件设计采取先简单，后复杂的处理方法。编程过程中先解决连续工作和单周期工作的软件编写，然后解决步进工作方式的软件编写，最终完成整个系统的程序。电镀生产线的梯形图如图3-1所示。图3-1 程序梯形图第4章 系统组态画面设计4.1 组态软件介绍组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。组态软件的功能和特点可归纳如下：概念简单，易于理解和使用；功能齐全，便于方案设计；实时性与并行处理；建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行；利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面；引入“运行策略”的概念。它具有以下几个方面的特点：可视化操作界面，真彩显示图形、支持渐进色、丰富的图库、动画连接；无与伦比的动力和灵活性，拥有全面的脚本与图形动画功能可以对画面中的一部分进行保存，以便以后进行分析或打印；变量导入导出功能，变量可以导出到Excel表格中，方便的对变量名称等属性进行修改，然后再导入新工程中，实现了变量的二次利用，节省了开发时间；强大的分布式报警、事件处理，支持实时、历史数据的分布式保存。强大的脚本语言处理，能够帮助你实现复杂的逻辑操作和与决策处理；全新的Web Server架构，全面支持画面发布、实时数据发布、历史数据发布以及数据库数据的发布；方便的配方处理功能。4.2 监控画面设计4.2.1 建立新工程启动组态王软件的工程管理器，在菜单中点击“新建”弹出对话框如图4-1所示。图4-1 工程向导之一单击“下一步”继续，会出现如图4-2所示“新建工程向导之二”对话框，根据设计的具体要求选择合适的路径即可。图4-2 工程向导之二在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览”按钮，在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。单击“下一步”继续，出“新建工程向导之三对话框”，如图4-3所示。图4-3 工程向导之三在工程名称文本框中输入工程的名称，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。点击“完成”，则完成了一个新工程的建立。4.2.2 创建组态画面进入组态王开发系统后，就可以为每个工程建立数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。“组态王”采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建立画面的图形界面。用户构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成，同时支持画面之间的图形对象拷贝，可重复使用以前的开发结果。 进入新建的组态王工程，选中工程浏览器左侧的画面，在右侧双击新建按钮，则弹出如图4-4所示对话框。图4-4 新画面在“画面名称”处输入新的画面名称，点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。设置完成后就完成了一个新画面的创建，就可以在新画面里面进行系统画面的设计,开发系统如图4-5所示。图4-5 开发系统根据本设计要求，画出本系统工作所需要图画，如图4-6所示。图4-6 完成的系统画面4.2.3 定义I/O设备选择工程浏览器左侧大纲项“设备COM1”，双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，弹出对话框如图4-7所示。图4-7 设置配置向导一选择PLC后，会出现一系列生产厂家，根据本设计的要求与实验室设备具体条件相结合，我们选择西门子S7-200系列PLC，通信描述选择PPI即可，最后对话框如图4-8所示。图4-8 设备配置向导之二单击“下一步”，进入如图4-9所示对话框。图4-9 设备配置向导之三选择COM1即可符合本设计和实验室设备要求，再次单击“下一步”既进入下一步设置，弹出对话框如图4-10所示。图4-10 设备配置向导之四选择地址为“2”。单击“下一步”，弹出如图4-11所示对话框。图4-11 通信参数设置此步骤有尝试恢复时间和最长恢复时间两个选项，根据设计要求，选择系统默认的值就可以，单击“下一步”，进入如图4-12所示设备配置参数信息总结。图4-12 设备配置信息总结检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC”，需要检测外部输入量是否与PLC相连时，只用双击该设备，在弹出的对话框中选择测试PLC即可。至于新建的设备相当于一个中间装置，它将实物PLC与自己建造的变量联系起来，相当于把程序与界面联系了起来，为以后的控制做好了准备。在定义数据库变量时，只要把I/O变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。4.2.4 构造数据库 选择工程浏览器左侧大纲项“数据库数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“定义变量”对话框如图4-13所示。在变量名中填入所需设置的变量名，如“XX”。图4-13 定义变量在变量类型中选取变量类型，一般的变量类型有“内存”和“I/O”两种类型，在这两种类型中又分“离散、整数、实数、字符串形”。一般的开关量都属于I/O离散型，而需要与内部物件动画连接的则可以定义为内存形。在小的工程中，一般的变量都是这样定义的，它不需要大规模的应用。而在实际工程应用中，一般都需要定义许多变量，而这些变量都是彼此相关联的，工作量非常的大，既浪费人力，又浪费时间。点击“确定”则可以完成一个变量的定义。按照该步骤，完成所需变量的定义，在工程浏览器“变量词典”中可以看到定义的变量，在以后的动画连接中可以随时查看所需的变量。自此，一个完整的数据库建立完毕。4.2.5 动画连接在新画面中双击需要连接的物件，弹出如图4-14所示的对话框。图4-14 动画连接在对话框中有各种连接，根据设计需要选择，分别选择“水平移动”和“垂直移动”两种连接方式，或者别的连接方式。弹出对话框如图4-15所示。图4-15 水平移动连接在表达式框中填入表达式，在下面的移动距离中填写相应的数据，按确定即可。根据设计需求，分别对画面中的物件进行动画连接，从而实现了外部输入量与内部事物的数据连接。4.2.6 编写语言命令在画面中右击 画面，选中“画面属性”，在画面名称右面有“命令语言一栏”，双击，弹出如图4-16所示对话框。在该软件中编写语言有两种语言方式，IF/ELSE和WHILE语句，两种语句可以兼容，互相嵌套使用。图4-16 画面语言命令编写根据整个过程运行要求，以及所设定的变量，编写程序。至此，整个程序的组态软件编写已经完成，即可进入下一个阶段的工作。第5章 系统软硬件调试我们在设计的最后阶段把软件和硬件结合起来，成功实现了电镀生产线系统的监控功能。我们编辑好画面图，根据各个部件之间的相互联系和控制关系，按照上一章所述的操作步骤进行设备连接，最后终于在运行环境里实现了系统在监控状态下的自动运行，下面将会在PLC和组态软件的共同运用下一步一步完成系统的仿真和调试工作。整个系统的工作模式有连续、单周期和步进三种方式，组态监控画面如图5-1所示。下面演示的只是连续工作一种模式，当系统工作在其他方式时，仿真效果相似，就不再列出。图5-1 组态监控画面按动“连续”按钮，再按“启动”，系统向上运行，如图5-2所示。图5-2 连续工作上升按动上限开关，系统向右运行，如图5-3所示。图5-3 连续工作右行按动行程开关中的任何一个，系统下行，如图5-4所示。图5-4 连续工作槽1下降定时时间到时，系统上升，如右图5-5所示。图5-5 连续工作槽1上升当右行到右限位时，碰到右限位开关，系统向左运行，如图5-6所示。图 5-6 连续工作左行系统左行到左限位，碰到左限开关时，系统开始下降向原位回归，如图5-7所示。图 5-7 连续工作下降系统下降到原位时，碰到下限开关，定时后即可进入下一个运行周期。结 论通过对电镀生产线控制系统的设计，它让我更多的了解到了电镀这个工艺的发展前景，让我重新认识了用PLC来设计控制系统的使用价值。同时整个设计使我对专业知识有了进一步的提高，是对我专业综合能力的又一次练习。在整个系统的设计中PLC的编程是整个设计最主要的一部分，我的编程是采用梯形图编程语言，所有的编写步骤和编写要点是严格按照设计要求来完成的，而且我编写程序之前对电镀生产线的工作流程做了详细的分析，每个步骤考虑都很严密，所以总的来说，这个系统的设计还是比较好的。但是在编写的过程中我还是遇到了很多问题，比如说在电镀过程中要求定时，这在实际生产中有着无可比拟的重要性，而我恰恰在定时的设置上遇见了问题，而且在编写过程中有一些小的细节我也没有考虑的足够细致。最终，在通过各方面的努力下，该电镀生产线控制系统的设计基本完成，在设计当中我充分考虑到了操作的方便性，工艺的简单性。在设计当中的基本参考资料是基于各种参考书目和教材，再通过各种途径获取更详细的资料设计该控制系统的。当然，指导老师段老师和同一组的同学也对我做了很多的指导和帮助，这对我能按要求完成整个系统的设计很大作用。谢 辞在指导老师段老师指导下，通过各方面查找资料后，我完成了基于PLC的电镀生产线控制系统的设计。这次毕业设计中首先要特别感谢的是我们的指导老师段老师，没有段老师的不辞辛苦与耐心帮助，将很难完成这次设计，其次要感谢的是我的三个合作伙伴。在设计的过程中我遇见了不少的困难，这些困难不仅仅是靠我们的教材和课堂上面老师教给我们的那些知识就能解决的，向老师求教，向同学们问询，在网络上面搜索答案，到图书馆借书，这都是我这次能一次又一次克服这些困难所使用的方法。所以说，毕业设计检验的不仅仅是我们对专业知识的掌握，更是检验和锻炼我们解决问题和获取知识的能力，我认为我的这些能力就在这次设计中得到了很大的锻炼。总之，这此的设计教会了我很多，不仅仅是专业知识得到扩展，更多的是发现问题，解决问题的能力和获取知识的能力得到锻炼。当然，在这个过程中我的成长远远离不开我尊敬的指导老师段春霞老师，还有我亲爱的同学们，没有他们的帮助我远远不能得到今天的进步。我再次向他们表达谢意！参考文献1陈建明. 电气控制与PLC原理及应用（第2版）. 北京: 电子工业出版社, 2011.32孙海维. SIMATIC可编程控制器及应用. 北京: 机械工业出版社, 2005.13廖常初. 可编程控制应用技术. 重庆: 重庆大学出版社, 2002.34李道霖. 电气控制与PLC原理及应用. 北京: 电子工业出版社, 2006.75冯立明. 电镀工艺与设备化学. 北京: 北京工业出版社, 2005.66孙平. 可编程控制器原理及应用. 北京: 高等教育出版社, 2004.87常晓玲. 电气控制系统与可编程控制器. 北京: 机械工业出版社, 20078黄北刚. 工厂电气控制电路实例详解. 北京: 化学工业出版社, 2007.39方承远. 工厂电气控制技术. 北京: 机械工业出版社, 200210 田瑞庭. 可编程控制器应用技术. 北京: 机械工业出版社, 199411 廖常初主编. PLC编程及饮用. 北京: 机械工业出版社, 2005 12 西门子公司. S7-200可编程控制器系统手册, 200213 西门子公司. S7-200可编程控制器产品目录, 2005 14 北京亚控自动化软件科技有限公司. “组态王”使用手册, 200215 汪志锋. 可编程控制器原理和应用. 西安: 西安电子科技大学出版社, 200416 汪晓平. PLC可编程控制器系统开发实例导航. 北京: 人民邮电出版社, 200417 周美兰等. PLC电气控制与组态设计. 北京: 科学出版社, 200018 李道林主编. 电气控制与PLC原理及应用. 北京: 电子出版社, 2006外文资料翻译 PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLERS1.1 INTRODUCTION Control engineering has evolved over time. In the past humans was the main method for controlling a system. More recently electricity has been used for control and early electrical control was based on relays. These relays allow power to be switched on and off without a mechanical switch. It is common to use relays to make simple logical control decisions. The development of low cost computer has brought the most recent revolution, the Programmable Logic Controller (PLC). The advent of the PLC began in the 1970s, and has become the most common choice for manufacturing controls. PLC have been gaining popularity on the factory floor and will probably remain predominant for some time to come. Most of this is because of the advantages they offer. Cost effective for controlling complex systems. Flexible and can be reapplied to control other systems quickly and easily. Computational abilities allow more sophisticated control. Trouble shooting aids make programming easier and reduce downtime. Reliable components make these likely to operate for years before failure. 1.2 LADDER LOGIC Ladder logic is the main programming method used for PLC. As mentioned before, ladder logic has been developed to mimic relay logic. The decision to use the relay logic diagrams was a strategic one. By selecting ladder logic as the main programming method, the amount of retraining needed for engineers and trades people was greatly reduced. Modern control systems still include relays, but these are rarely used for logic. A relay is a simple device that uses a magnetic field to control a switch, as pictured in Figure 2.1. When a voltage is applied to the input coil, the resulting current creates a magnetic field. The magnetic field pulls a metal switch (or reed) towards it and the contacts touch, closing the switch. The contact that closes when the coil is energized is called normally open. The normally closed contacts touch when the input coil is not energized. Relays are normally drawn in schematic form using a circle to represent the input coil. The output contacts are shown with two parallel lines. Normally open contacts are shown as two lines, and will be open (non-conducting) when the input is not energized. Normally closed contacts are shown with two lines with a diagonal line through them. When the input coil is not energized the normally closed contacts will be closed (conducting). Relays are used to let one power source close a switch for another (often high current) power source, while keeping them isolated. An example of a relay in a simple control application is shown in Figure 2.2. In this system the first relay on the left is used as normally closed, and will allow current to flow until a voltage is applied to the input A. The second relay is normally open and will not allow current to flow until a voltage is applied to the input B. If current is flowing through the first two relays then current will flow through the coil in the third relay, and close the switch for output C. This can be read logically as C will be on if A is off and B is on.1.3 PROGRAMThe first PLC were programmed with a technique that was based on relay logic wiring schematics. This eliminated the need to teach the electricians, technicians and engineers how to program a computer - but, this method has stuck and it is the most common technique for programming PLC today. To interpret this diagram imagines that the power is on the vertical line on the left hand side, we call this the hot rail. On the right hand side is the neutral rail. In the figure there are two rungs, and on each rung there are combinations of inputs (two vertical lines) and outputs (circles). If the inputs are opened or closed in the right combination the power can flow from the hot rail, through the inputs, to power the outputs, and finally to the neutral rail. An input can come from a sensor, switch, or any other type of sensor. An output will be some device outside the PLC that is switched on or off, such as lights or motors.In the top rung the contacts are normally open and normally closed, which means if input A is on and input B is off, then power will flow through the output and activate it. On the left most part of the rung, power could flow through the top if C is off and D is on. Power could also (and simultaneously) flow through the bottom if both E and F are true. This would get power half way across the rung, and then if G or H is true the power will be delivered to output Y. In later chapters we will examine how to interpret and construct these diagrams. There are other methods for programming PLC. One of the earliest techniques involved mnemonic instructions.The AND statement recalls the last two numbers remembered and if they are both true the result is a 1; otherwise the result is a 0. This result now replaces the two numbers that were recalled, and there is only one number remembered. The process is repeated for lines 00003 and 00004, but when these are done there are now three numbers remembered. The oldest numb