电镀生产线PLC控制系统

1、如有帮助，欢迎支持1引言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。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

2、； 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。本文介绍 在一条电镀自动生产线上用PLC控制行车及挂钩的自动控制系统。本文使用三菱公司的FX系列PLC进行系统控制，具有灵 活多变的特 点 。软 件使用 STL 指令 的编程方 法 ，使 程序简单 易懂 ， 便于 仿真及 运行 。2 . 课 题 内 容电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩，行车 和吊钩各有一台电动机拖动。行车的前进、后退和吊钩的上升、下 降

3、均由相应的行程开关发出信号。该电镀生产线只有三个基本的槽位，分别是：清水槽、回收槽 和电镀槽。编程时要求半自动和全自动控制。电镀生产线的工艺流程如下图所示：图2-1工艺流程：工件放入电镀槽中，电镀5分钟后提起，停30秒， 再放入回收液槽中停放30秒，提起后停20秒，再放入清水槽中， 清洗20秒，行车返回到原位，镀件的加工过程全部结束。3 .电镀生产线PLC控制系统总体设计过程1）行车、吊钩的行程控制：采用计数固定的脉冲数来控制各种转 速下工作台的行程；2）电动机转速的测量和显示：通过编码器产生的高速脉冲，在利 用PLC高速计数器在单位时间内计数，3）电动机正反转的实现：由PLC输出端Y0、Y1

4、分别控制继电器 KM1、KM2去改变加给三相异步电动机的直流电源的极性，从而实现对 三相异步电机转向（行车前进后退、吊钩上升下降）的控制。4 .硬件设计部分4.1 各器件的选择为使控制较为精确，对各种关键器件的类型应选择合适的软件4.1.1 电动机本文采用三相异步电动机控制作为行车和吊钩的动力单元。三相 异步电动机具有结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较 好的为太和动态特性的有点。下图为电动机的主电路图，其中M1为控 制行车的电动机，M2为控制吊钩的电动机。图4-1电动机主电路图4.1.2 PLC 的选型根据系统的设计要求，选用三菱公司生产的FX1N-24MT型PLC机。 FX1N-

5、24MT虽然小巧，但其内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、中 断输入、脉冲输出、数据处理、模拟量设定和时钟功能等，能广泛处 理机械控制应用问题。它完整的通信功能保证了与个人计算机、其它 FX系列PLC和FX可编程终端的通信。这些通信能力使电动生产线能 3如有帮助，欢迎支持。方便的融合到工业控制系统中。为了节省成本，不另外选用PLC的专用运动控制模块，而是直接 利用PLC的高速脉冲输出功能（PLSY指令）。由于本系统选用晶体管 输出型的PLC,为避免晶体管不能可靠关断导致行车、吊钩的动作失 灵，故用PLC的一个输出点控制继电器，再由它控制电磁铁的得失电。确定了关键器件的型号和参数，则接下来需要做

6、的是如何对输入 和输出点进行分配。根据工艺流程及设计要求，计算PLC的IO 口数目，为便于查看， 分别绘制输入、输出接口功能表如下表4-1 电镀生产线控制系统的PLC输入接口功能表序号工位名称文字符号输入口1启动按钮SB1X0002停止按钮SB2X0013单步工作方式选择旋钮开关S1X0024单周期工作方式选择旋钮开关S2X0035连续工作方式选择旋钮开关S3X0046前进限位开关SQ1X0057后退限位开关（至回收液槽）SQ2X0068后退限位开关（至清水槽）SQ3X0079行至原位限位开关SQ4X00810上限位开关SQ5X00911下限位开关SQ6X01012输入点备用X011 X013

7、根据上述设计，对照主回路检查交流控制回路、PLC控制回路、 各种保护联锁电路、PLC控制程序等，全部符合设计要求后，绘制出 最终的电气原理图表4-2 电镀生产线控制系统的PLC输出接口功能表序号工位名称文字符号输入口1控制吊钩上行的接触器KM1Y0002控制吊钩下行的接触器KM2Y0013控制行车前进的接触器KM3Y0024控制行车后退的接触器KM4Y0035接触器KMY0046输出口备用Y005 丫009控制过程中要求有相应的启动按钮和停止按钮。由于行车和吊 钩均由电动机控制，因此在硬件设计中必须考虑相应的硬件互锁。 另外，为避免PLC在运行过程中出现故障而造成人员及财产损失， 在硬件电路中

8、加入了紧急停车按钮，在出现紧急情况时用“紧急停 车”按钮断开负载电源。硬件电路中也存在过载保护部分。4.2 外部接线图外部接线电路图如下图所示：。世 lltfO朋卷郎Bl I/一此*阻匕2 4SKM1和KM2、KM3和KM4接触器线圈支路，设计了互锁电路， 以防止误操作故障。KM1和KM2、KM3和KM4接触器线圈支路，设计了互锁电路， 以防止误操作故障。4.3控制面板元件布置图：X2单步X3至周期 140118吊物下降IM后退H6停止吊四负鬻电源0000图4-35.电镀生产线PLC控制系统的软件程序5.1 流程图部分根据电镀生产线的流程及控制要求，设计控制流程框图如下所示：5如有帮助，欢迎支

9、持图5-173和奉布卓百毫*下 It内，写上.隼如有帮助，欢迎支持5.2 初始化程序：FX系列PLC的状态初始化指令1ST的功能指令编号为FNC60,它 与STL指令一起使用，专门用来设置具有多种工作方式的控制系统的 初始状态可以简化复杂的顺序控制程序的设计工作。1ST指令中的S20 和S27用来指定在自动操作中用到的最低和最高的状态继电器的元件 号，源操作数M30用来指定与工作方式有关的辅助继电器的首元件。 1ST指令的执行条件满足时，一些特殊辅助继电器被自动指定为以下 功能，并保持不变。M8040:禁止转换；M8041:转换启动；M8042:启动 脉冲M8043:回原点完成；M8044 (

10、X010):原点条件。 初始化程序如下：1ST X110820S37图5-2X000代表按下启动开关，X012代表行车和吊钩处于原位。5.3 .自动控制程序：9如有帮助欢迎支持11011卜STL51S11(VOOJ171$31K005J卜5TLM010卬513K300O (TOTO-1伊ETS14(YOMXQ111卜15S15如有帮助，欢迎支持。13KWnII粕10X0115保(VOOJ1?S1?(V0011Gg(n与竹(VWKS5035n4142 心464?州5152*59精叮id如有帮助，欢迎支持。图5-215(vmV001-II(YOMX0111_I卜时12T卜STLKZ0TF)图5-4上图是在对程序的初始化脉冲M8002强制为ON的状态下观察 对应的后续布是否动作，阴影部分使动作的元件，可以看出此步梯 形图使正确的。8788检查定时器在满足条件时时是否开始计时。84(jSET524S24(T000SET S25KOHJk图5-6检查定时器在定时时间到时是否使相应的后续步工作。17参考文献 1廖常初.FX系列PLC编程及应用M.北京：机械工业出版社，2005 2程子华.PLC原理与编程实例分析M.北京：国防工业出版社，200