电镀行车课程设计

1、电镀车间专用行车电气控制系统设计一、设计说明书1.1 设计目的通过这次课程设计我巩固了书本上的理论知识，也对大学里学的知识有了一个很好的总结和概括，特别是在低压电气，自动控制方面的理论知识有了个很好整理和应用。同时要把这些大学学的理论应用今后的工作中去又是一个漫长的过程，通过这次课程设计也希望能为今后的学习和工作打下良好的基础，另外也希望自己的探索研究能力，查找和收集资料的能力得到相应的锻炼和提高。1.2 设计任务1.设计出继电接触控制或PLC电气原理图、选择电器元件、编制元件目录表。2.在上述控制原理图的基础上，设计出PLC控制的梯形图和PLC I/O口接线图，选择合适的PLC控制器。3.绘

2、制总接线图、电器元件板布置图与安装接线图、控制面板布置图与接线图。4.编制设计使用说明书、设计小结、列出设计参考资料目录。1.3 设计内容与要求 系统设计要求a) 电镀生产线的工艺要求本课题研究的电镀生产线属于小型生产企业的电镀生产线。电镀小型专业行车，其运动形式主要有三种：即大车拖动的行车前后运动和提升机构的重物的升降运动以及小车在镀槽方向上的左右运动。电镀专用行车设备是采用远距离控制，起吊重量是500kg以下（含电镀装具和电镀件），生产效率高，劳动强度低的专用自动化起吊设备。电镀专用行车的结构示意图如图1-1所示。图1-1 电镀专用行车示意图电镀专用行车在生产线上的工作顺序是：操作人员在操

3、作区域将待加工的零件装入吊篮，并发出开车指令，专用行车的小车便自动提升吊篮至吊梁顶部，大车同时自动前行。前行至电镀生产现场时大车停止运行，小车牵引吊篮以及生产工件自动逐段前行，按工艺设定的要求在各镀槽前停车，吊篮自动下降至电镀槽内，停留一定的时间（在各槽停留的时间预先按工艺要求设定）后自动提升吊篮，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的终端，大车自动后行返回操作区域，小车自动右行自动返回原位，卸下吊篮内处理好的零件，重新装料待出发指令后进入下一次加工循环。在电镀生产工艺中，不同的零件对镀层的要求不同，而且还要满足批量生产的需求。因此，电气控制系统针对不同的工艺流程（如镀锌、镀铬、镀镍等

4、），硬件应具有预选功能，控制程序应具有参数可修正功能。电镀专用行车与通用的小型行车结构类似，跨度较小，但要求定位准确，以便吊篮能准确进入电镀槽内，所以设计中在工序的各个动作中的转化时利用传感器的传感信号作为动作转化的开关。工作时大车的移动（前/后）与吊篮的上/下运动、小车移动（左/右）,除了应该具有自动控制功能以外，还要能够执行人工手动控制。由于电镀生产线属于中型的工业生产系统，生产的设备的造价较高，生产的时候设备的功率较大，耗电量较大，故而其安全性必须得到考虑，以保证操作人员以及生产设备的安全，降低危险系数，所以无论是自动运行时还是手动运行时，系统都必须有相应的保护措施，各个动作之间要有联锁

5、、自锁。故障出现时要能够及时的报警，生产线无条件的停止运行，故障消除后，才可以继续恢复运行。行车电气系统的框图如图1-2所示。图1-2 电镀专用行车电气系统控制框图b) 拖动系统专用行车的小车、大车及升降运动均采用三轴交流电动机（JY2-12-4型号0.8kw、1.99A、1410r/min、380V）分散拖动，并采用一级机械减速。c) 系统设计要求1.控制装置具有程序预选功能（由工艺编定需要停留工位）一旦程序选定，除上、下装卸零件，整个电镀工艺应能自动进行。可实现自动循环、单周期运行、前进操作、手动操作四种方式。2.前/后运动，升/降运动要求准确停位，各运动之间应有必要的联锁作用。3.采用远

6、距离控制，整机电源及各动作要有相应指示。4.行车运行采用行程开关控制，并要求有过极限位置保护。主电路应有短路和过载保护5.行车升降，进退采用能耗制动，升降电动机制动时间为2S，进退运动电动机制动时间为1S，1#5#槽位的停留时间依次为10S、12S、14S、16S、18S，原位装卸时间为10S。 系统总体设计方案a) 主电路的设计系统主电路设计见附录所示，控制系统采用3台三相交流异步电动机（型号JYZ-12-4，P=0.8kw，I=2A,n=1410r/min，V=380V），M1用于驱动行车的前进后退，M2用于控制上升下降， M3用于点动调整行车左右位置，并由接触器 KM1 KM2 KM3

7、KM4 KM5 KM6分别控制其正反转。隔离开关 QS作为电源控制, 由熔断器FU1实现短路保护，由热继电器FR1、FR2、FR3实现过载保护。取U、W两相电流，经整流滤波后产生36V直流电，为能耗制动提供直流电源。b)交流控制电路的设计控制电路设有电源指示HL0，以标识工作电路电源的工作情况。在PLC的控制回路中设计了隔离变压器TC用以防止电源的干扰隔离变压器TC的选用，一般根据PLC的耗电量来配置，本系统的自动控制方案采用的是三菱F160MR型的可编程控制器，其耗电量40VA，其输入端电源有100110V，200220V两种，考虑到尽量和外接的用电器的电源兼容，选用220V的电源端口进行电

8、源的输入。故可以考虑采用标准型，变比1：1、220V的隔离变压器。起吊电机（M1）、横行电机（M2）、走行电机（M3）分别设有运行指示灯，HL1/ HL2（上行/下行），HL3/ HL4（左行/右行），HL5/ HL6（前行/后行），均由KM1、KM2、KM3的辅助触点点亮。程序功能预选（小车停止电镀槽位置）指示灯分别由5个扭子开关SB3 SB7进行选通控制，实现小车按工艺要求在进行不同方案的电镀操作。交流控制电路设计如图1-3所示。1-3 电镀车间专用行车控制系统交流控制电路1.4 设计计算说明与元器件选择计算及参考 动力设备的设计和选择电镀车间专用行车的特点是跨度小，定位准确，并且要满足批

9、量生产的需求。根据实际生产情况的使用要求，额定起升重量为500kg(含电镀装具和电镀件)，为保证工件平稳的启动以及起升后运动的稳定，从安全性以及工艺需求分析，起升的速度设定为，横行速度设定为，走行的速度设定为，横行小车的全重设为200kg，桥重5t，横行的阻力系数设为，走行的阻力系数为，机械的传动效率设为0.75。设安全系数为1.5，则启动重量按照1.5500750kg0.75t；设P1 、P2 、P3分别为各个机构工作时所需的功率；设G为各个机构的重量之合；故由机械设计公式可得计算式如（1-1）、（1-2）、（1-3）所示。起升机构： （1-1）横行机构：（1-2）走行机构： （1-3）1.

10、4.2 主要参数计算及元器件选择a) 自动开关QF脱扣电流的选定该自动开关设计为供电系统的电源开关，在主回路中的控制对象为交流电动机（电感性负载）。自动开关过电流脱扣值的整定，针对电动机负载而言，可按电机额定电流的1.7倍选定。本系统一共有四台电动机，三台额定功率0.8kw，一台额定功率0.016kw，故0.8kw的电机启动电流较大，容量较大，故其自动开关QF脱扣值按此电机计算如下。0.8kw电机的额定电流INE1.99 A （1-4） 故应选用IQF 4A的自动开关。我们选择开启式负荷开关，开关型号为HK24/3，级数3，额定电流4A。b)保护电机用熔断器FU的选择熔断器主要是用于电机的热保

11、护，控制电动机的电流，以防电流过大烧坏电动机引起危险，当电机过热时熔断器自动切断，从方便安装和修理的角度考虑，我们选择插入式熔断器。本设计电动机采用的是单台电机轻载启动，熔断器电流计算的方法如式（1-5）所示。 （1-5）IQF 熔体额定电流；IS 电机的启动电流。对于JY2-12-4型号电机，其额定电流IN 1.99 A，启动电流IS6.51.9912.93A，熔体额定电流IFU如式（1-6）所示。 （1-6）故选择熔断器类型为：RC1A10，熔丝的额定电流6A。干路熔断器电流为支路电流之和，故干路熔断器额定电流计算如式（1-7）得。 （1-7）故干路熔断器的类型为：RC1A15，熔丝额定电

12、流15A。c) 接触器的选择对于JY2-12-4型号的电机，额定的功率PMN 0.81kw，三相电源的相电压UMN 380V，功率因数 ，电机效率h75%，则控制回路的接触器的选择可以按下式（1-8）计算选择。 （1-8）查阅手册可以确定接触器选用CJ105/3380V型号。d) 热继电器的选择热继电器主要用于电动机的过载、断相及三相不平衡的保护及电动设备的发热状态控制。由于支路总电流10A，故可选用JR2010/31型热继电器，额定电压10A，带断相保护。e) 行程开关的选择电镀车间专用行车用行程开关是主导电镀工艺是否成功的关键元件，要用于小车在电镀槽位置的精确定位。考虑生产实际情况，初步选

13、择LX19系列的行程开关。LX19系列行程开关适用于交流50HZ或60HZ，电压至380V，直流电压至220V的控制电路，将机械信号转换成电信号，作为控制运动机构行程和变换运动方向或速度用。LX19系列开关采用双断点瞬时结构，安装在金属外壳内构成防护式。在外壳上配有各种方式的机械部件，组成单轮，双轮转动及无轮直线移动等形式的行程开关。工作环境25120 ，适用于电镀车间的高温环境。最终选择行程开关型号LX19111（B），额定发热电流5A，触头接触时间0.04S。此开关的性能完全可以满足精确定位以及高温工作环境。f) 接近开关的选择接近开关主要用于控制大车的前后运动的限位和电镀小车电镀左右动作

14、的限位，同样要求定位准确，耐使用性、耐高温性好。根据生产的实际情况，初步选定LXJ16系列的接近开关。LXJ16系列的接近开关适用于交流50Hz或60Hz，额定工作电压100250V的线路中，作为自动线定位或检测信号的使用，当运动的金属体靠近接近开关并达到动作的距离之内的时候，接近开关无接触、无压力发出检测信号，供驱动小容量的接触器或中间继电器以及控制程序开关使用，该系列的开关调整方便，具有防振、防潮性，外壳采用增强性尼龙材料，安全可靠。根据需要最终选择LXJ64/8型号的接近开关，其工作环境5120，其主要参数如表1-1所示。表1-1 LXJ64/8型接近开关主要技术参数型号动作距离/mm复

15、位行程差/mm额定电压/V输出能力复位精度/mm开关电压/vACDC长期m/A瞬时AC DCLXJ64/841mm11502501030302001A t200.1594.5g) 故障报警器选择电镀行车生产线虽然经过严密的检测和设计，也难免出现意想不到的故障，发生故障时需要及时地报警，以提醒操作人员故障的发生。由于电镀车间生产环境复杂，机械运动部件的声音嘈杂，又是采用远距离自动操作，所以报警装置要有足够的功率以达到警铃的目的。考虑以上因素，选用BJ2型报警器，这是一种高响亮度报警器，接上电源即可发出声级大于120dB的报警声。其主要参数如表1-2所示。表1-2 BJ2型报警器主要技术参数参数额

16、定电压（V）工作电压（V）电流（mA）声压电平（1m处）工作频率（Hz）质量（g）BJ212615120dB8003500125h) 旋转开关的选择旋转开关主要用于操作程序中手动、自动两种操作方式的选，通过旋转开关每次只选择一种状态，就能够达到手动、自动两种方式每次运行时只能选择其一，而不会同时选通，以造成误操作。选择开关选型为：KX03，额定电压DC350V，额定电流0.05A，接触电阻0.01，绝缘电阻1000M，耐压AC1050V，寿命10000次。i) 功能预选开关选择功能预选开关主要用于预选通行程开关，以实现选通电镀小车停车的槽位的功能。此开关如果不接通则行程开关处于无效状态，小车通

17、过行程开关时不会产生输入信号。如果选通开关接通，应有响应的指示灯点亮以于指示。为了不增加硬件（PLC）的输出端口的使用，简化控制程序，采用本身带有指示装置的开关。同时此开关也可以应用于PLC的RUN/OFF开关。查阅相关手册，KCD系列带灯船形开关可以满足这种技术需要，其主要技术参数为：额定电压DC200V，额定电流KCD1型15A，KCD2型15A，KCD3型3A，KCD4型6A，KCD5型15A，KCD6型20A。按照前面的计算支路最大电流15A，选择KCD1型的开关。其电路图如图1-4所示。j) 电源开关选择电源开关主要用于供电气设备中电源的通断使用，电源开关是整个电路系统的安全保障所在

18、，在这里选用KAD4102型号的电源安全性开关。其主要技术参数为：额定电压级及电流220V，6A，接触电阻0.010.05，绝缘电阻500100M，工作压力16N，寿命50000次。k) 电涡流传感器的选择电涡流传感器是安装在电机的转轴上对电机的转动情况做实时监控的装置，使用它的主要目的是将电动机是否运行的状态送入PLC中对其信号进行处理，以到达电机故障时候能及时报警的目的。根据电动机的型号以及特性以及转速的分析，我们选择CZF1型号的电涡流传感器。转速检测的原理如下：在被测轴上固定一个凸块，靠近轴的表面安装上电涡流传感器，电涡流的探头感受到轴表面位置的变化，传感器激励线圈的电感随之改变。振荡

19、器的频率变化一次，通过检波器转换成电压的变化从而得到与转速成正比的脉冲信号，来自传感器的脉冲经过整形后就可以变成一组开关的通断信号，从而送入PLC来表征电动机的转动情况。电涡流式传感器的工作原理如图1-5所示。1.5 控制电路设计PLC电路的设计是电镀车间行车控制系统的核心部分，由硬件电路和软件电路一起实现自动和手动的控制程序，对这部分电路的设计分成硬件电路和软件电路两部分。 PLC硬件电路的设计根据以上硬件选型的设计要求，选用三菱FX2N-64MC型PLC，输入输出各32点。如图1-7，将20个输入信号、17个输出信号按各自的功能类型分好。下料点指示灯设为HL1，下料点声音指示设为HL2，一

20、槽位指示灯设为HL3，二槽位指示灯设为HL4，三槽位指示灯设为HL5，四槽位指示灯设为HL6，五槽位指示灯设为HL7，原点指示灯设为HL8，运行指示灯设为HL9。电机前进线圈设为KM1，电机后退线圈设为KM2，电机上行线圈设为KM3，电机下行线圈设为KM4，电机左调整线圈设为KM5，电机右调整线圈设为KM6，电机上下行后抱闸制动线圈设为KM7，电机左右平移能耗制动线圈设为KM8。启动按钮设为SB1，前限指示接近开关设为SQ1，原点行程开关设为SQ2，下料点指示行程开关设为SQ3，后限保护接近开关设为SQ4，停止按钮设为SB2，一槽选择开关设为SA1，一槽接近开关设为SQ5，一槽上限开关设为SQ

21、6，一槽下限开关设为SQ7，二槽选择开关设为SA2，二槽接近开关设为SQ8，二槽上限开关设为SQ9，二槽下限开关设为SQ10，三槽选择开关设为SA3，三槽接近开关设为SQ11，三槽上限开关设为SQ12，槽下限开关设为SQ13，左右调整点动按钮设为SB3，上下调整点动按钮设为SB4。各输出端的负载一侧并联接入220V交流电。绘制PLC接线图如附录所示。将外接元件与PLC的I/O点一一对应，编排地址。表1-3是外部信号与PLC的I/O接点地址编号对照表。表1-3 外部信号与PLC的I/O接点地址编号对照表输入信号名 称功 能I/O编号SB1启动按钮X000SQ1前限指示接近开关X001SQ2原点行

22、程开关X002SQ3下料点指示行程开关X003SQ4后限保护接近开关X004SB2停止按钮X005SA1一槽选择开关X006SQ5一槽接近开关X007SQ6一槽上限开关X010SQ7一槽下限开关X011SA2二槽选择开关X012SQ8二槽接近开关X013SQ9二槽上限开关X014SQ10二槽下限开关X015SA3三槽选择开关X016SQ11三槽接近开关X017SQ12三槽上限开关X020SQ13槽下限开关X021SB3左右调整点动按钮X032SB4上下调整点动按钮X033输出信号名称功能I/O编号HL8原点指示灯Y000HL9运行指示灯 Y001KM1电机前进线圈Y002KM2电机后退线圈Y0

23、03KM3电机上行线圈Y004KM4电机下行线圈Y005HL1下料点指示灯Y006HL2下料点声指示Y007HL3一槽位指示灯Y010HL4二槽位指示灯Y011HL5三槽位指示灯Y012HL6四槽位指示灯Y013HL7五槽位指示灯Y014KM5电机左调整Y015KM6电机右调整Y016KM7电机上下行后抱闸制动Y017KM8电机左右平移能耗制动Y020 PLC控制系统软件程序的设计PLC系统的软件程序主要应该能够完成三个方面的功能：自动程序的运行、停止；手动程序；系统的故障报警。a) 自动程序分析说明1. 行车过程分析大车原始状态为行车道末端，吊篮下放，小车的原始状态在大车的左端。当操作工放好

24、待加工工件，按下开关，吊篮上升，大车前行。到达镀槽所在位置，停留几秒中，小车启动，在各槽前停留预定的时间。吊槽下降，电镀完毕后，吊槽上升，继续前进，重复上一步操作，经过5个槽后，小车停止右行，大车回行。返回后端后，小车右行，吊篮下放，整个工艺结束。2. 控制系统方案及方案软件设计从控制系统功能考虑。为了便于控制系统的调试和维护，本设计加有手动功能和显示功能。当自动/手动转换开关打到手动位置时，可进行相应的手动操作，同时“手动”状态指示灯亮。当吊篮处于原点状态时，将手动/自动开关转换到“自动”位置时，“自动”状态指示灯亮，进入自动控制状态，手动按钮无效。方案的软件设计的详细思路如下：大车在原位，

25、吊篮在下端，将自动/手动打到“自动”，预选入需要使用的行程开关，当自检信号通过后，点动自启动开关，程序自动运行。此时，定时器启动，达到吊篮上升的规定时间25s。从安全的角度考虑，工件完成上升动作后应该有短暂的停留时间以消除惯性作用，设暂停时间3s。3s后，启动大车前进电机，。触及到前限位开关，延时3s后，小车左行电机启动。触及槽1前的定位开关，同时有效行程开关信号接通，同时小车停止。延时3s后，吊篮下降电机启动，同样定时25s的下降时间后，吊篮停止下降。设电镀时间为10s，则定时器定时10s后，吊篮上升，同样上升25s后停止上升，经过3s延时后，小车继续左行。如果左行同样压触到行车开关时，在预

26、选通的行程开关处继续重复刚才的电镀工艺操作；如果电镀小车经过了所有的行程开关后碰到左限位的接近开关后，小车停止左行，延时3s后，大车回行。触及后限位开关时，大车停车3s，然后小车右行。小车右行触及右限位开关时，小车停车3s，吊篮下降，下降25s后停止。整个自动生产过程停止，点动开始按钮，可重复同样的操作进入下一个电镀环节。b) 手动程序的分析说明在自动工作或是工件在原位时，若将自动/手动开关打到“手动”档，则X512 ON，输出端子均复位，自动工作停止。这时按动相应的手动开关，可以实现手动上升、下降、左移、右移、前移、后移的动作。利用手动操作使机械回到原点后，将手动/自动开关打到“自动”位置，

27、即可再进入自动工作环节。并且在手动运行时，在软件中设计了电机六个状态(上下、左右、前后)的互锁，一次只能完成一个动作，从而保证了操作工序的安全性。c) 自检程序及报警程序分析说明对于本系统，我们考虑的故障状态主要包括两个内容：即行程开关的故障和电机的故障。行程开关是控制电镀工艺顺利进行的关键元器件，由于行程开关是无源机械开关，当设备组装完毕后长期的反复性的压动可能会造成开关的失效，即电镀小车压动开关时不会有有用信号输入PLC。而程序要求具有预选功能，即只检测已经选通的行程开关，不选通的开关可以不用检测，报警装置只对选通开关的故障进行报警，所以程序在每次启动之前可以用检测程序对选通的行程开关进行

28、检测，如果选通的行程开关故障则程序会自动报警，自动程序将无法启动。相反，如果自检通过，则自检信号灯点亮，可以进行自动程序的操作。而手动程序完全是人工操作，不需要行程开关输入传感信号，所以进行手动操作时可以不用进行行程开关的自检。对于电动机的故障检测，由于驱动程序在PLC内部，只要程序无误，驱动继电器的状态不会错误，然而电动机却会因为一些意想不到的情况不按照继电器的输出运行。譬如说正转继电器动作，而电机的转轴由于机械故障卡死不动，这时控制程序需要立即报警，对电机进行停机检修。此外，报警装置还可以起到对手动程序的实时监控。为了达到完全手动操作的目的，手动程序的开关将设置为不具有自保的特性。即，压动

29、开关时电机启动运行，松手时电机立即停止运行。此套报警装置应该达到这样的目的：当操作员疏忽大意，电机已经运行到极限位置而停转（比如当起吊电机已经将吊篮提升至顶端吊索放完，而操作人员却没有意识到）时要能够及时的报警，提醒操作人员操作有误。d) 控制系统动作流程框图为实现设计要求，拟用三台电动机分别控制行车前进后退到达不同的电镀槽位，上行下行实现电镀过程，以及必要时做左右调整。通过选择不同的旋动开关实现功能选择，以使行车在不同的槽位停止完成电镀的动作。图1-6为实现这些动作的流程框图，也是程序运行的主要流程。开始原 点选择不同槽位不同的槽位的电镀动作下料点原点指示启动下料声光提示电镀槽位指示e) 系

30、统控制流程图通过调用子程序这种方法，可以实现选择不同的开关完成不同的动作。给这种程序设计思想具有较强的功能拓展性，可根据不同的要求对子程序赋予不同的值，实现程序预选功能。图1-7为子程序调用流程框图。行车前进调用条件满足选择槽的子程序子程序返回下一个条件满足行车前进1.6 设计工艺图1.7 元器件列表如表1-4所示为系统设计所用到的元器件目录表。表1-4 元器件目录表序号代号名称数量规格型号备注 1PLC可编程控制器1三菱FX2N-64MC继电器输出型 2KA1中间继电器1H52P线圈电压220V AC 3HL0HL17指示灯18AD1622GLED显示220V AC 4KM1KM6交流接触器

31、9CJ105/3380V线圈电压380V AC 5XT1XT2旋转开关1KX03手动/自动转换开关 6SB1，SB2启动、停止开关2LAY37D2黑色 7SB3SB7带灯船形开关5KCD1红色，单向导通 8XL1XL5行程开关5LX19111（B）机械式接触型开关 9R，L，B，F接近开关4LXJ64/18工作电压220V 10FU1FU3熔断器4RC1A10支路插入式熔断器6A 11FR1FR4热继电器4JR2010/31额定电流10A带断相保护 12QF自动开关1HK215/13开启式负荷开关 13M1M3电动机3Y系列三相异步交流电机 5TC隔离变压器1BK100变比1：1 220V A

32、C1.8 参考文献1 赵明.工厂电气控制. 北京:机械工业出版社2 方承远.工厂电气控制技术. 北京:机械工业出版社3 李仁.电气控制. 北京:机械工业出版社4 张凤珊.电气控制及可编程控制器. 北京:中国轻工业出版社5 熊葵容.电器逻辑控制技术.科学出版社6 王卫兵.可编程序控制器原理与应用. 北京:中国轻工业出版社7 王兆义.可编程控制器实用技术. 北京:机械工业出版社8 李慕法.液压传动与气压传动. 北京:机械工业出版社9 贺天枢.电气图形符号国家标准应用指南. 北京:中国标准出版社10 贺天枢.国家标准电气制图应用指南. 北京:中国标准出版社11 有关PC可编程时用手册12 赵燕,阮详

33、发,王虹. 可编程控制器原理及应用. 成都:西南交通大学出版社, 1997.213 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, 2004.114 谈嘉祯,王小群. 机械设计基础大作业与课程设计, 北京:中国标准出版社, 1996.1215 成大先. 机械设计手册(单行本,减速器.电机与电气). 北京:化学工业出版社, 2004.116 张士炯. 电子设备常用器件手册. 北京: 人民邮电出版社. 2001.61.9 设计小结经过两个星期的设计，电镀车间专用行车电气控制系统终于设计完成。电镀行车的电气设计主要的难处在于行车的运动他是个三维的运动，有左右，前后，升降运动，而在前后

34、，升降又要考虑到他的制动过程，电镀的槽数不同他自动运行的次数也不同，同时在电镀的行车运动到各个槽位和位置又要相应的指示灯能显示，各个灯的显示能指示行车运动状态，这几个就是设计的难点，在设计中已经有所体现。而在撰写论文本身的时候可能在画的低压电气的控制回路中的电路时还存在一些问题，对软件的运用不熟悉，画出来的图还不是那么尽善尽美，这是今后在工作中应该重点加强的。从整体的工艺和总体表现出的功能中，我们可以看出：采用PLC控制该生产线后，和以往系统相比有以下突出的特点：a) 抗干扰能力大为提高，控制精度准确，提高了产品质量；由于采用了子程序的设计方法，可以根据工艺要求可以迅速灵活的改变生产流程，系统

35、扩充方便。同时该系统维护简单，使用方便，提高了生产效率，降低了工人劳动强度。b) 采用PLC控制，由于省去了原继电器系统的大量的触点，使得系统故障率降低，可靠性大大的提高，且由原继电器控制产生的火花带来的火灾隐患得到充分的控制，使产品质量、生产都上了一个台阶。c) PLC硬件系统接线简单，软件系统程序修改与扩展方便，并能模拟控制现场进行程序的调试，因此能很好地适应现场生产工艺变化的要求。d) PLC操作简单，控制精度高，主机故障率很低；一般只在外围电路（输入/输出继电器、执行器、线路等）出现故障，因此，根据I/O显示，可以准确地迅速查找、处理故障，系统维护量很少。e) 一套PLC系统仅几千元，

36、并不比原继电器系统昂贵，但施工安装费、系统维护费。元件破损更换等费用大大降低，工人劳动强度也大大降低。这对于企业重新编制，精简人员，提高经济效益也大有帮助。因此，广泛地推广使用可编程控制器，特别是对中小型电器控制系统进行改造，能取得明显的技术经济效益。通过这次课程设计把大学里学的知识有了一个很好的总结结和概括，特别是在低压电气，自动控制方面的理论知识有了个很好整理和应用。而要把这些大学学的理论能在今后的工作中去应用又是一个漫长的过程，回顾自动化这个专业的学习史在结合到本论文的设计。可以看出一个系统要实现自动化，必须要有控制器，执行器，被控过程 ，和反馈装置，而控制过程中的准确性是在行车中重点要

37、考虑的，在设计中就多次用到了行程开关。同时，由于本身的知识和能力有限，设计环节难免欠缺考虑，错误肯定是有的，这些地方的欠缺有待于本人能力的提高以及知识的积累和融合而有待于解决。二、使用说明书2.1 概述电镀车间专用行车电气控制系统是采用可编程控制器控制的电镀自动化控制系统。与传统的继电器控制的电镀行车控制系统相比，本系统不会出现因触点频繁的转换带来的系统不稳定性以及触点碰撞而产生火花从而造成安全隐患。此系统采用远距离控制，控制台远离电镀生产现场，有利于保证操作人员的操作安全。此套系统与通用小型行车结构类似，但是跨度较小，定位准确，电镀吊篮可以准确无误的进入电镀吊槽内。本系统具有自动/手动两种控

38、制方式，自动操作可以按照工序的要求自动完成电镀大车前行，小车在指定的电镀槽位置停车，按要求进行电镀生产。电镀工艺完毕后，自动返回工作台。整个过程除装卸工件需手工操作外，其余的整个环节都可自动完成。手动操作时，生产线所有的操作完全由手动完成，任何设备不会自动运行。本系统的电镀工艺具有程序预选能，在自动程序开始之前可以按照生产工艺的要求对电镀槽进行预选，即电镀小车在所选择的电镀槽位置停车进行电镀操作。在不选通的开关处，小车不会有任何动作。具有系统参数的修订功能，通过修改软件中的程序即可以修改程序的参数，比如电镀时间，停车时间等；更换熔断器，接触器的型号，即可以适应不同电路的要求。本系统具有自检报警

39、功能，启动自检开关可以启动自检小车对定位电镀槽用行程开关的故障进行报警。同时，报警装置可以对电动机的运行情况进行实时监控，一旦机电故障，立即报警停机，确保生产的安全性。同时报警装置也可以对手动程序进行监控，如果手动操作有误的话，同样会报警。2.2 工作原理a) 系统总体工作原理分析本系统采用FX2N-64MR型号可编程控制器对整个系统进行控制，其编程特别方便，不但支持通常的逻辑、算术、位等，还直接支持了程序、跳转等指令。控制范围包括自动运行程序，手动运行程序，自检程序以及故障报警程序。通过编程器的按键将控制程序写入主机的RAM中去控制PLC内部软件继电器线圈触点的动作，内部触点的通断，经过逻辑

40、组合从而达到智能控制系统工作的目的。自动程序采用步进指令编程，使得自动生产的工作流程畅通无误，效率较高。五个行开关是对电镀槽的定位开关，小车运行到此位置时会压动行程开关，产生控制信号，接近开关做限位开关用来控制大小车的行动。涡流传感器用来实时监控电动机的运转情况，为故障报警做输入信号。根据电镀工艺要求,行车前进运动与升降运动为自动控制,其控制过程是:在原位状态下,按下SB10,KM3 吸合,行车前进,当运行至需要停留的槽位,例如至1槽,由运动挡铁压下固定于道轨一侧的行程开关SQ1,SQ1常开触点接通使M2 停止运转,同时接通前制动回路,使M2 制动,行车准确停在1槽位。在行车停止在1槽位时,要

41、求接通KM6,使M3正转,吊篮下降,至下限保护开关SQ11动作,使KM6失电,M3失电,三相电磁铁YA释放,抱闸刹车,根据工艺要求不同,吊篮在每个电镀槽停留的时间不同,由用户根据工艺要求进行设定。为简化设计过程,本设计暂定吊篮在第 1槽电镀后停留的时间为10秒,在第2槽电镀后停留的时间为12秒,在第3槽电镀后停留的时间为14秒,在第 4槽电镀后停留的时间为16秒,在第5槽电镀后停留的时间为18秒。吊篮在电镀后停留的时间结束,马上接通KM3,行车再次前进,如此循环,直至按工艺要求完成零件的电镀过程,行车到达终点,压下SQ8前进限位开关,接通前进制动回路后,接通KM4 ,使行车自动回到原位。若工艺

42、要求2槽无需要电镀加工,可扳动SA2,则行车会继续前进,直接到3槽加工。在生产过程中由指示灯HL1 HL5 和HL12显示行车的停留位置,由HL6 HL11显示行车的运行状态,并由HL13显示电源。b) 梯形图工作原理分析电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩，行车和吊钩各由一台电动机拖动，行车的进/ 退和吊钩的升/降均由相应的限位开关SQ 定位，流程如下：1. 按启动按钮SB1，X001 闭合，状态S0 被置位，Y003得电，KM3 工作，吊钩提起工件，开始上升，当碰到上限位开关SQ5 时停止，X007 接通，S0 复位，吊钩停止上升，状态S1被置位，M20 得电，Y001 工作，

43、KM1 工作，行车开始向下一道工序前行。2. 当行车前行至镀槽限位开关SQ1 时，X005 动作，S1 复位，行车停止前行，状态S2 被置位，Y004 得电，KM4 工作，吊钩刚好在镀槽的上方开始下降。3. 当吊钩下降至下限位开关SQ6 时，X006 动作，吊钩下降停止，工件浸入镀液槽中，并开始定时。4. 定时280 秒后，状态S3 被置位，Y003 工作，KM3 工作，电镀结束，吊钩提起工件，开始上升，当碰到上限位开关SQ5 时停止，X007 接通，吊钩停止上升，并在镀槽上方停留28秒，让镀波滴回槽中。5. 当行车在镀槽上方停留28 秒后，状态S4 被置位，M20得电，Y001 工作，KM1

44、 工作，行车继续向下一道工序前行，直到碰压回收波槽限位开关SQ2 时，X004 动作，状态S5 被置位，Y004 得电，KM4工作，行车停止前行，并且吊钩刚好在回收波槽的上方开始下降。6. 当吊钩下降至下限位开关SQ6 时，X006动作，吊钩下降停止，工件被放置回收波槽中，并开始定时。7. 定时30 秒后，状态S6 被置位，Y003工作，KM3 工作，吊钩又开始上升，当碰到上限位开关SQ5 时停止，X007 接通，吊钩停止上升，并定时停留15 秒。8. 当15 秒定时到后，状态S7 被置位，M20得电，Y001 工作，KM1 工作，行车继续向下一道工序前行，直到碰压清水槽限位开关SQ3 时，X

45、003 动作，行车停止前行，并且在清水槽上方停留15 秒。9. 定时15 秒后，状态S8 被置位，Y004工作，KM4 工作，吊钩开始下降，当吊钩下降至下限位开关SQ6 时，X006 动作，吊钩下降停止，工件置于清水槽中，并开始定时清洗30 秒。10. 定时清洗30 秒后，状态S9 被置位，Y003 得电，KM3 工作，吊钩提起工件，开始上升，当碰到上限位开关SQ5 时停止，X007 接通，吊钩停止上升，并定时停留15 秒。11. 定时15 秒后，状态S10 被置位，M21得电，Y002 工作，KM2 工作，行车开始后退，当后退至原位限位开关SQ4 时，X002 动作，状态S11 被置位，Y004 工作，KM4 工作，行车停止后退，吊钩开始下降，当吊钩下降至下限位开关SQ6 时，X006 动作，吊钩下降停止， 镀好的工件被取