电镀自动生产线PLC控制程序设计毕业论文

1、1 概述 ·····························21.1 电镀工艺 ··················

2、83;·······21.2 电镀生产线 ·························21.3 PLC和电镀生产 ·············&#

3、183;········32 电镀生产线程序设计 ······················· 32.1 输入设备 ··············&#

4、183;··········· 32.2 输出设备 ·························· 32.3 I/O 地址分配 ········

5、················ 42.4 PLC 系统 I/O 口接线图 ···················· 52.5 状态转移图 ········&#

6、183;··············· 112.6 PLC 控制梯形图设计 ···················· 142.7 PLC 梯形图指令表 ········&

7、#183;············ 173 操作面板设计图 ························ 253.1主控板安装接线图 ········

8、83;············253.2 控制板安装接线图 ·····················263.3 安装调试 ············&

9、#183;············273.4 设计小结 ·························27参考目录 ·········&

10、#183;···············28电镀自动生产线 PLC 控制程序设计1、概述1.1 电镀工艺 一件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的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。有这非常好的社会和经济效益。 本

11、文主要针对自动控制这一点 进行设计。在该生产线的控制中，采用了高可靠性，高稳定性，编程 简单，易于操作。而且广泛应用于现代工业生产线过程控制中的控制 器 PLC。设计中实现了电镀生产线的监控系统的单周期运行， 连续运 行，和步进运行三种工作方式，在工业生产中有很重要的应用。它可 以给操作工人更多的选择。同时有利于处理故障，有很强的实用性。 最后用 MCGS软件对设计思路进行了组态仿真，基本实现了电镀监控 的全部功能。1.2 电镀生产系电镀生产作为一种传统产业自开始以来， 几十年间有了极大的发 展。从早期的手工作坊式生产发展到今天的半自动化和全自动化， 电 镀工业的进步是长足的 巨大的，电镀产品

12、的种类和电镀工艺的复杂 程度也发生了巨大的变化，大到汽车，飞机小到生活用品金银首饰， 各式各样的工业产品是离不开电镀技术， 电镀技术已发展成为一个重 要的工程领域。 随着工业现代化的发展， 电镀产业生产控制技术的发 展也是突飞猛进的，几十年前，电镀一个工件只需要一个渡槽，用两 支电极通上电就完事， 渐渐地人们意识到这样的镀法不能适应复杂镀 层的要求，于是就开始生产线，引入一两台行车挂上工件，用继电器 控制技术控制行车运动， 进而实现不同镀覆过程的有序进行。 按照要 求在不同的镀槽内时间是不同的， 镀覆电流也是有所区别的， 电流的 大小事先设定， 时间的长短由人为控制。 因此这种生产线还是半自动

13、 生产线。随着时间的推移和新技术的发展， 人们渐渐地意识到这种生 产线难以提高生产效率，因而在控制上开始考虑生产线的全自动化。 控制的手段引入计算机控制， 也就是人们所熟知的工业控制计算机系 统（ PIC），用计算机实现对控制过程的参数预设，参数检测，数学 运算等，在电流控制方面，采用晶闸管变流技术，变频器，高频开关 电源新技术， 使得电流控制能按照生产工艺要求实现精确控制， 随着 生产工艺要求的进一步提高和生产过程的实际变化， 人们觉得这种工 控机有则明显的弱势， 一方面要求生产工人具有一定的文化知识， 要 熟悉电脑操作， 能是实现电脑维护， 另一方面工控机虽然为工业生产 而设计的，但其可靠

14、性和抗干扰能力等措施显得有些不够。1.3 PLC 和电镀生产 随着市场上新的数字技术和数字设备的发展， 新的工控装置 PLC 收到越来越来的青睐， PLC的应用场合从早期的控制到后来的模拟控 制等设备的外部控制模块也有了很大的发展， 出现了很多特殊功能模 块，这极大的丰富了 PLC的功能，也极大了拓展了 PLC的应用空间。 PLC技术引入电镀产业以后，电镀产业有了较大的发展，近年来随着 生产的发展和不同产品工艺的要求， 电镀生产线过程在有些领域显得 相当复杂， 有许多线生产线构成一条完整的生产线。 这就要求各生产 线之间能互联， 应而在有些地方级引入了网络技术， 工业以太网是网 络技术里比较活

15、跃值得信赖的一种。2.1 电镀生产线基本情况如图 2-1 所示，在电镀生产线一侧（原位）将待加工的零件装入 吊篮，发出信号，专用行车便提升前进，到规定槽位自动下降，并停 留一段时间（各槽停留时间预先按工艺设定）后提升，行至下一个电 镀槽，完成电镀工艺规定的每一道工序后，自动返回原位，卸下电镀 好的工件重新装料。进入下一个电镀环节。图 2-1 电镀自动生产线示意图2.2 电镀生产线控制要求(1)拖动情况电镀行车采用两台异步电动机分别控制行车的升降和进退。 采用 机械减 速装置 。电动 机数据 ：型号 Y802-4 PN=0.75KW IN=2A n=1390r/min UN=380V(2)拖动控

16、制要求1、电镀生产工艺应能实现以下 4 种操作方式： 单周期：起动后，完成一次电镀工作回到原位停止，等待。 连续循环：起动后，完成一次电镀工作回到原位再连续工作。 单步操作：没按一次按钮，执行一个动作。 手动操作：用上升、下降、前进、后退四个按钮手动操作电镀 生产线的上升、下降、前进和后退。2、前后运行和升降运行应能准确停位，前后、升降运行之间有互 锁作用。3、该装置采用原距离操作台控制行车运动，要求有暂停功能。4、行车运行采用行车开关控制，并要求在 1# 和 5# 槽位有过限保 护。5、主电路应有短路和过载保护。行车升降电动机采用单项电磁阀制动，升降电动机和单项电 磁阀并相接线。 不需要单独

17、控制。 由于每个槽位之间的跨度较小。 行车在前后运行停车时要采用能耗制动。以保证能准确停位。进 退电机的制动时间时 2秒。1#到5#槽的停留时间分别是 11s 12s 13s14s 15s 原位装卸时间是为 10 秒。6、对于不同的镀件工艺不同，要求对电镀槽位有选择功能7、用信号灯显示电镀吊篮所在槽位和上下限位。3.1 主电路设计3.2主电路分析：电源开关 QS为普通闸刀开关或组合开关， 用熔断器 FU 作短路保护， 两台电动机均采用热继电器 FR 作为过载保护，正反转接触器 KM1 KM4 控制。进退电机 M1的能耗制动电源由控制变压器 TC 降压 后整流，由接触器 KM5 接到电动机的绕组

18、上。2.4 控制电路设计：1、 确定输入设备 过限保护 SQ7 原位 SQ0槽位选择 S1 1#槽行程开关 SQ1槽位选择 S2 1#槽行程开关 SQ2槽位选择 S3 1#槽行程开关 SQ3槽位选择 S4 1#槽行程开关 SQ4槽位选择 S5 1#槽行程开关 SQ5 过限保护 SQ6 上限位 SQ8 下限位 SQ9 手动 单步 连续 单周 停止 前进 后退 上升（起动）下降（暂停）2、确定输出设备指示灯 Y0 Y7 M1 电机正反转 Y10 Y11M2 电机正反转 Y12 Y13 能耗制动 Y14分配 I/O 点 :输入输出输入设备及符号PLC 输入点输出设备及符号PLC 输出点过限保护 SQ

19、7X0指示灯 0Y0原位 SQ0指示灯 1Y11# SQ1 S1X1指示灯 2Y22# SQ2 S2X2指示灯 3Y33# SQ3 S3X3指示灯 4Y44# SQ4 S4X4指示灯 5Y55# SQ5 S5X5指示灯 6Y6过限保护 SQ6指示灯 7Y7上限位 SQ8X6下限位 SQ9X7手动X10前进Y10单步X11后退Y11连续X12上升Y12单周下降Y13停止 SB0X13制动Y14前进 SB1X14后退 SB2X15上升（起动） SB3X16下降（暂停） SB4X17图 2-4 PLC 接线图1) PLC输入接线的设计1、在电镀行车中， 为了防止行车在到达原位和末端时由于限位 开关损

20、坏而越过工作区，设置了过限保护 SQ6 和 SQ7。它们分 别与原位和 5# 槽位的限位开关 SQ0、SQ5并联，这样可以节省 输入点数。根据要求对电镀槽有槽位选择功能，只需要使用 5 个槽位选择 开关 S1S5，分别和 SQ1 SQ5串联即可达到槽位选择的 目的。而不必占用输入点。2、行车控制有 4 个操作方式，用了三个输入点，其中单周期控 制方式，不用输入点，可以简化梯形图和减少输入点数。3、手动操作采用单独的控制按钮。停止、前进、后退、上升、 下降分别对应输入点 X13 X17。2)输出控制接线的设计Y0 Y7 用于显示吊篮所在位置和上下限。Y10Y13用于进退电机和升降电机的控制和保护

21、。状态转移图Ifl»4 2i二左丄号営官官TTS * 苣T 戸6Id指令表：56STL57PLS590UT60LD6l0RRRR62066340065pLS67LDI68AND690R700UT7lLD7724s sETTL75LDI760UT7778LSDET80STL8lLD820UT85LD860UT89LD900UT99993478L0L0DUDUTTS21MlY010XOO1X002X003X004X005M2MlM2M3M3M3S23S23X007Y013X007ToLDXOOOTOXOO1T1X002T2X003T3X004T4X005K1OOK11OK120K130K

22、140105106107108109110111112114115116118119120121124125126127128129130131132133134135136137138139140141142LDANDOROROROROROUT LDANIOUTRET POLDICJLDANDANIANIOUT LDAND ANI ANI OUTLDANI ANIOUT LDANIANIOUT ENDTOY012T1T2T3T4T5S20TOY012SOX010P63X014X006X005YOUY010X015X006XOOOY010YOUX016X006Y013Y012X017X007Y

23、012Y013控制程序分析（1）自动控制程序设计自动控制程序包括单周，连续，单步 3 种控制方式。其中单周 为最基本的控制方式。连续控制方式的程序设计，如图单周控制方式设计 : 单周控制方式，即为从装料到各槽位电镀结束后退回原位，完 成一个工作循环过程，当吊篮在原位时，原位 X0 及下限位开关 X7 动作，信号灯 Y0 亮，状态器 S0置位，等待起动命令。按下起动按钮 X16、S20置位， Y12 得电，吊篮上升，当上升碰 到上限位开关 X6 时，电路经 X5 常闭接点使 S21,Y12得电行车前进行 至 1 号槽 X1 动作，M2 产生一个脉冲使 S23 置位，Y13 得电吊篮下降。 同时

24、Y10 失电，在公共程序中 Y10 下降沿接点闭合使 Y14 闭合得电， 对进退电机 M 进行能耗制动 2 秒钟。下降到下限位开关 X7，S23置位，由于这时在 1号槽位， X1 接 点接通定时器 T1，在 1# 槽位停留 T1 对应的设定时间，停留时间到 时，T1 接点闭合，返回到 S20,Y12得电上升。需要特别注意的的是，此时行车在 1#位， X1 处于动作状态，所 以当上升到达上限为时， X6动作后 S20置位，应该 Y10 得电，但由 于 X10 接点闭合，使得 M2 产生一个脉冲跳过 S21 到 S23又下降了， 结果造成反复上升下降的死循环现象。 这种现象一般不通过实验装置 运行

25、验证，时很难发现的。这里采用 PLSM1 指令，其作用是当 S21 置位时， M1 常闭接点断开一个扫描周期，使 M2 的脉冲不起作用， 从而防止了直接跳过 S21的现象。电镀结束后，在 5 #槽位上升到上限位 X6时，由于 X5 接点已经 闭合，使 S22置位，Y11得电行车后退，当退到原位时， X0 动作， S23置位下降，到 下限位 X7 动作， S24置位。 T0 得电延时后， 经 X12 常闭接点返回到 S0。全部过程结束，完成一次电镀过程。（2）连续控制方式设计连续控制方式就是反复执行单周控制方式，如果不按停止按钮就 一直运行下去。将选择开关 SA打到连续位置， X12 输入接点闭

26、合， 当行车完成一次，电镀过程返回原位时。 T0 延时后，经 X12 常开接 点返回到 S20，进入下一步电镀过程。（3）公共程序设计公共程序是指不受跳转 CJ控制的程序， 其中 ZRST 用于步进指令 状态器 S 的全部复位。已达到停止的目的， ALT 用于暂停，按下暂停按钮 X17 M8034=1。 停止输出，全部 Y 失电。再按下按钮 X17 M8034=0 全部仅恢复原来 的输出状态。 MOV 用于位置信号灯的显示。 Y14 用于进退电机停止 时的能耗制动控制。（3）手动控制方式手动控制方式如图 分别用四个点 动按钮控制两台电机的升降和 进退 其中进退的能耗制动仍由公共程序的 Y14

27、制动电路控制。将选 择开关 SA打到手动位置， X10控制跳转指令 CJ 将单周 连续控制跳过去 执行手动程序在手动程序中，应考虑各种动作之间的互锁和运行条件，如必须 在上限位时 才能前进后退，进退到两端必须停止，上升到上限位停 止，下降到下限位停止。（4）单步控制方式设计单步控制方式 就是按一次起动按钮， 行车每次只完成一个规定动 作，例如按起动按钮吊篮上升，当到达上限位时并不前进，只有再按 一次起动按钮，才前进。单步操作方式开关打在单步位置时， X11 接点闭合， M8040 线圈 得电，禁止状态转移。如电镀行车在原位时，状态器 S0 置位，按下 起动按钮 X16 S20 置位 Y12 得电 吊篮上升，当到达上限位时， X6 动作 满足转移条件，但由于 M8040 线圈得电。禁止状态转移。 S20 仍置位 这时为了防止 Y12得电吊篮继续上升，要由 X6 常闭触点将 其断开，其他状态器 S 的输出线圈也应该如此。在 S21状态步中，当 Y10 得电前进到位时，防止死循环和单步控制要求，在电路中增加 M3 线圈回路。操作面板设计图操作面板图如图所示， 其用于对自动生产线远距离控制操作。 在 操作面板上安装 9 各信号灯用于电镀行车在 1# 5#槽位和原位的 显示，以及上限下限的显示。 PLC 电源开关和电源信号灯接在一起， 按下电源开关时，电源信号灯亮。操作方式