电镀车间专用行车电气控制系统设计

1、摘要本课题主要研究可编程控制器在工业生产中的应用。针对小型电镀车间电气控制系统故障频繁的情况，采用可编程控制器控制系统对旧设备进行改造是一个成功的案例。它使生产线完全自动化，同时可以灵活手动操作，并通过报警装置智能报警生产线的故障。该系统技术先进，操作简单安全，经济效益高。与旧设备相比，该系统大大提高了生产效率和产品合格率。关键词：可编程控制器，电镀专用起重机，自动控制摘要本课题的主要研究内容是可编程控制器在工业生产领域的应用。针对小型电镀工作站车载电控系统故障频繁的缺点，采用国内外领先的plc控制系统对老机进行改造，是一个成功的案例。它能使生产线在实现完全自动化的同时，自由地进行人工操作，并

2、能通过报警装置实现生产线故障的智能报警。该系统技术先进，操作简单安全，经济效益高。它使生产效率和合格产品的比例比旧产品提高得多。关键词：可编程逻辑控制器，电镀专用车，自动控制。内容1导言41.1项目背景41.2刨床自动运输控制技术的发展历史和现状51.3本科研究内容和发展目标61.4本课题的研究意义62可编程控制器控制系统的硬件设计72.1输入/输出和逻辑元件的定义72.2可编程控制器控制硬件连接82.3工作台控制电路设计92.4光束控制电路的设计132.5刀架控制电路的设计152.6逆变器电路设计-3-2.6.1主电路输入和输出端子及说明-3-2.6.2主电路接线图和功能-5-3可编程控制器

3、系统软件设计-6-3.1逻辑梯形图设计方法-6-3.2工作台非冲击换向设计-12-3.3工作台切削过载自动回复设计-14-3.4多部件联动装置的安全性和可靠性设计-15-4参考文献-19-5摘要-20-6谢谢-20-7附录-20-情绪理论随着金属加工业的发展，我国电镀行业发展迅速。目前，中国有5000多家工厂和20多万名员工，其规模、产量和产值已进入世界主要电镀国家行列。电镀科学研究成果不断涌现，工程技术不断更新。它给中国重工业的发展带来了长足的进步，为社会主义祖国创造了大量财富。然而，电镀车间的生产仍然存在很大的技术问题。传统小型电镀车间生产线长，设备分散，前后联锁，逻辑关系复杂。采用传统继

4、电器控制，电气控制设备广泛采用机电接触电器。频繁的触点切换、高竞争机会和触点故障可能性、低可靠性和大量维护。电镀生产现场为一级防火单元，高温、多尘、易着火。接触不良引起的火花和高温是火灾的潜在安全隐患。因此，需要引进新设备来改善电镀车间的生产状况。近年来，随着大规模集成电路的发展，以微处理器为核心的可编程逻辑控制器发展迅速。plc在电机运行控制、电磁阀开关、产品计数、温度和压力设定和控制等方面发挥着越来越重要的作用。可编程控制器由于运行可靠、易学易用、抗干扰能力强，在工业控制中得到了越来越广泛的应用。可编程逻辑控制器(plc)是一种数字电子系统，即一种计算机产品，它是为应用于工业环境而设计的，

5、即一种工业计算机。与传统的工业控制继电器相比，这种工业计算机具有独特的特点。(1)高可靠性：可编程控制器在软件、硬件和部件的设计上采取了一系列抗干扰措施，使得目前任何其他工业控制设备都无法达到这种可靠性。(2)编程方便易学：采用梯形图编程，非常接近实际的继电器控制电路，为大多数电气技术人员所熟悉，易于掌握和推广。(3)通用性强：可编程序控制器用程序代替接线，只需改变程序就可以改变接线，因此具有灵活性。(4)体积小、重量轻，是机电一体化的独特产品。本课题基于电镀车间自动化电气控制系统，电镀车间自动化生产线主要采用plc控制设备的技术方案进行控制。电镀车间电镀生产属于中型工业生产，具有生产线跨度小

6、、电镀液腐蚀性强、温度高等特点。因此，行车定位要求准确，控制装置能给出智能报警。因此，整个系统分为控制系统和动力系统，控制系统(手动/自动控制)主要由plc完成；电源系统由电机驱动电镀工作元件完成，控制系统完全控制电源系统。这套电气控制系统以相对便宜的可编程控制器为核心，与其他动力辅助设备一起构成电镀车专用驱动的控制系统。预计该系统可以实现以下目标：(1)精确定位；具有程序预选功能；它有“手动/自动”两种控制模式。使用遥控器，控制面板指示清晰；电气设备有电气保护措施和极限位置保护；它可以监控生产情况并给出智能报警。1电镀生产线的现状和发展。1.1国内外电镀生产线的发展电镀生产线逐渐从人工操作向

7、机械和自动化方向发展。中国在这方面的发展相对较快。20世纪60年代，中国的大多数电镀生产仍然是基于手工操作。现在许多企业，甚至乡镇企业，都有更好的电镀自动化生产线。在国外先进技术的基础上，开发了各种类型的微机控制电镀自动线。上海近500家电镀厂和场所拥有370多条电镀自动线，25条自动线从国外进口。可见，中国电镀生产正在向自动化方向发展。其中，较好的自动线具有稳定的启动、制动和运行，电机无级变速或变频调速后定位准确。行走轮采用聚氨酯，惯性小，噪音低，制动性能好。车辆的行驶、溶液的温度、酸碱度和添加剂的自动补充均由微机自动控制。然而，与国外先进国家相比，我国电镀生产设备仍有很大差距。相对来说，人

8、工操作较多，一些工厂的机械设备还比较陈旧，自动化程度不高。美国、日本等国家的电镀自动化生产线比中国先进。例如，在日本大友电气有限公司的电镀车间，各种镀液中的主要成分由计算机自动检测、控制和补充，温度、酸碱度和电流等各种操作参数由计算机自动测量和调整。起重机的运行完全无人操作。它可以在没有灰尘的情况下到达车间，底部没有水，所有槽口上没有液滴。操作人员和外来人员进入车间时不允许穿自己的鞋子。他们必须穿上干净的拖鞋，然后通过净化设备，使用高压净化空气吹掉灰尘，然后进入车间。在生产过程中，西部的空气事实上，一些国家的电镀生产线并不先进。例如，在澳大利亚墨尔本一家较大的电镀厂的电镀生产线上，列车是人工操

9、作的，控制列车的操作人员跟随着列车，设备比中国的一些企业差。1.2国内电镀行业存在的问题电镀自动化生产线是大规模生产和品种增加的必然产物，对改善我国电镀行业的落后状况起着重要作用。然而，现阶段我国电镀生产线电镀车间的生产仍然存在很大的技术问题。传统小型电镀车间生产线长，设备分散，前后联锁，逻辑关系复杂。采用传统继电器控制，电气控制设备广泛采用机电接触电器。频繁的触点切换、高竞争机会和触点故障可能性、低可靠性和大量维护。电镀生产现场环境相当恶劣。这是一个一流的防火单位，高温，灰尘和容易着火。接触不良引起的火花和高温是火灾的潜在安全隐患。因此，需要引进新设备来改善电镀车间的生产状况。目前，我国电镀

10、生产线应主要考虑运行平稳、定位准确、设备耐用、生产效率高、电镀质量高。目前，一些企业在设计电镀自动线时，要求自动线具有多种功能，如电镀铁件和电镀压铸件；可用于装饰镀铬、仿金电镀和仿铜电镀。事实上，有些储罐基本上不用于内部管线，使用这些未使用的储罐不仅会降低生产效率，还会影响产品质量。一些电镀生产线上设置有多个清洗槽和辅助槽；一些辅助槽太宽，使得电镀生产线很长，这也会降低生产效率和产品质量。总之，中国的电镀生产线应该向世界上最先进的方向发展，但目前，应该在实用性和有效性的基础上，循序渐进，逐步提高中国电镀生产的先进水平。1.3国内电镀生产线的发展现状近年来，随着大规模集成电路的发展，以微处理器为

11、核心的可编程逻辑控制器发展迅速。plc在电机运行控制、电磁阀开关、产品计数、温度和压力设定和控制等方面发挥着越来越重要的作用。可编程控制器可靠，易学易用，抗干扰能力强，特别是在工业控制中。可编程控制器是基于计算机技术和自动控制理论发展起来的。它不同于普通计算机和通用计算机控制系统。作为计算机控制设备的一种特殊形式，它在系统结构、硬件组成、软件结构、输入输出通道和用户界面等方面都有其特殊性。因此，在工业生产的成本战和效益战中，它占据了绝对优势。随着可编程控制器的推广应用，解决了长期困扰程序控制的难题。它不仅稳定可靠，不易产生误操作，而且能方便地实现一机多程序控制，在“显示、打印”、“大电流冲击”

12、、“温度控制”和“酸碱度监测”等各个领域显示其威力。在速度控制方面，由于采用了变频器，一台变频器可以同时控制多台电机，不仅可以无限调节运行速度达到最佳状态，而且可以在每次动作的开始和结束之间有一定距离的情况下，以缓慢变化的形式方便地满足慢速，从而实现工件的稳定运行和精确定位。其他如单钓鱼驾驶代替传统的双钓鱼驾驶，降低了驾驶的总重量，降低了成本，使驾驶运行稳定；行走轮尼龙轮缘包覆聚氨酯橡胶的结构增加了行走轮的摩擦力，降低了噪音，提高了行驶的准确性。这些新技术和设备的应用有了很大的提高2.1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。电镀小型专业行车主要有三种运动方式，

13、即小车驱动的行车前后移动，升降机构的重量上下移动，小车在镀液方向左右移动。电镀专用行走设备是一种特殊的遥控自动升降设备，升降重量在500公斤以下(包括电镀配件和零件)，生产效率高，劳动强度低。图1显示了电镀专用起重机的结构和工艺流程。图1电镀专用行车示意图生产线上电镀专用吊车的工作顺序如下：操作人员将待加工零件装入作业区的吊篮内，并给出驾驶指令，专用吊车的小车会自动将吊篮提升至吊梁顶部，同时小车会自动向前移动。当移动到电镀生产现场时，小车停止运行，小车拉动吊篮，生产工件自动逐段向前移动，按照工艺设定的要求停在各电镀槽前，自动下降到电镀槽内，停留一段时间后自动提起吊篮(各槽停留时间根据工艺要求预

14、先设定)， 从而完成电镀工艺规定的每一道工序，直到生产线结束，小车自动返回到作业区，小车自动返回到右侧的原始位置，卸载吊篮中的被加工零件。在电镀生产过程中，不同的零件对电镀有不同的要求，也需要满足批量生产的需要。因此，针对不同的工艺流程(如镀锌、镀铬、镀镍等。)，电气控制系统在硬件上应具有预选功能，在控制程序上应具有参数修改功能。电镀专用行车在结构上与一般小型行车相似，但需要精确定位，使吊篮能准确进入电镀槽。因此，在设计中，传感器的感测信号被用作过程中每个动作转换期间的动作转换的开关。小车的运动(前/后)、吊篮的上下运动和小车的运动(左/右)不仅要有自动控制功能，还要能进行手动控制。由于电镀生产线属于中型工业生产系统，生产设备成本高，生产过程中设备的功率和功耗高，因此必须考虑其安全性，以保证操作人员和生产设备的安全，降低风险因素。因此，无论是自动运行还是手动运行，系统都必须有相应的保护措施，并在每个动作之间有联锁和自锁。发生故障时，应能及时报警，生产线应无条件停止运行。故障排除后，可以继续运行。移动式电气系统的框图如图2所示：图2电镀专用起重机电气系统控制框图