plc操纵课程设计电镀车间专用行车plc操纵系统.docx

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plc操纵课程设计电镀车间专用行车plc操纵系统

课程设计任务书

学院名称

课程名称工厂电气操纵技术

课落款称电镀车间专用行车PLC操纵系统

专业班级

姓名

学号

指导教师

审批

一、设计任务书

（一）专用设备大体情形介绍

电镀专用行车采纳远距离操纵，起吊重量500kg以下，起重物品是有待进行电镀或表面处置的各类产品零件。

依照电镀加工工艺的要求，电镀专用行车的结构和动作流程如图1所示，其中1槽为电镀槽，槽中装有电镀液，2槽为回收槽，3槽为清水槽，实际生产中电镀槽的数量由电镀工艺要求决定，电镀的种类越多，槽的数量越多。

图1电镀专用行车的结构和动作流程图。

　　图1电镀专用行车的结构和动作流程图

　　电镀专用行车的工作进程如下：

（1）在电镀生产一侧，工人将待加工的零件装入吊篮，发出操纵信号，行车自动上升，并逐段前进，依照工艺要求在需要停留的槽位停止。

（2）行车停留在某个槽位上面后，自动下降，停留必然的时刻（各槽停留的时刻依照工艺要求预先设定），再自动上升并继续前行。

　　（3）如此完成电镀工艺规定的各道工序，直至生产的结尾。

然后，自动返回原位，由工人卸下处置好的零件。

　　电镀专用行车一次加工进程的操纵是顺序操纵，由吊篮前进、下降、延时停留、上升、后退等工序组成。

（二）拖动系统设计

　　专用行车的前后和起落运动由三相交流异步电动机拖动，依照电镀行车的起吊重量，选用两台电动机进行拖动。

　　主电路拖动操纵系统如图2所示，其中，行车的前进和后退，吊钩的上升和下降操纵别离通过两台电动机M一、M2的正、反转来操纵

图2   主电路拖动操纵系统原理图　　

（三）设计任务

（1）依照操纵选择PLC型号，分派I/O端口

（2）设计I/O电路，选择电器元件，并绘制I/O接线电气原理图

（3）绘制梯形图，绘制用户程序语句表并进行模拟调试

（4）绘制以下工艺图中的一种：

电气元件布置图与接线图、底板加工图；操纵面板布置图、接线图、面板加工图；电气箱图与总接线图

（5）编写设计、利用说明书、设计小结及参考资料目录

二、设计进程

（一）整体方案选择说明

（1）本设计方案中的操纵对象电机均由交流接触器完成开、停的操纵，电动机需采纳正、反向操纵，正、反转之间具有互锁的功能，为了幸免过量的利用接触器，互锁装置由PLC内部的软件完成。

（2）为了精准的对各个行动部件（大车，小车）进行定位，采纳行程开关和接近开关对其进行定位的设计，选用的开关在现场进行安装，在选型和安装硬件和编程时应考虑抗干扰性能。

选用的开关由于要进行反复的利用和经受高强度的负荷，选用开关时还要考虑其耐磨损性。

（3）导轨上的驱动电机，其内部设有过载爱惜开关，一样为常闭型触点。

作为电机的过载爱惜信号，在设计PLC的操纵电路时应考虑该信号的逻辑关系。

（4）关于电镀车间小型行车系统而言，电镀环节是整个工序成败的关键，而进行电镀的镀槽定位的信号是由装在电镀现场的行程开关录入的，因此行程开关的工作状况，即行程开关在工作时的好坏对生产有极大的阻碍。

而行程开关一样为无源电器元件，其动作为重复性的机械动作，磨损和受压的次数最多，因此是整个工作的电气元件中最容易显现故障的装置。

因此在自动程序开始之前，先要对行程开关进行检测，进行检测时，是用检测电机（小功率）驱动一个检测小车对行程开关进行通/断的测试。

（5）起吊电机（M1）、横行电机（M2）、走行电机（M3）、检测用电机（M4）。

别离采纳热继电器实现过载爱惜，其热继电器的常开触点用过中间继电器KA的转换后，作为PLC的输入触点，用以完成各个电机系统的过载爱惜。

（6）主回路选用自动开关，各负载和操纵回路和PLC操纵回路采纳熔断器实现短路的爱惜。

（7）电气操纵箱设置在操纵操纵室内。

操纵面板与操纵箱内的电器板选用BVR型铜导线连接，电气操纵箱与执行装置之间采纳接线端子板连接。

（8）设计方案被选用的PLC为继电器输出型。

（9）PLC本身配有24＋V的直流电源，该接线端可为输入传感器提供直流24V电源。

PLC的接地线与机械的接地端相连，大体单元必需接地。

为了抑止附加在电源设及输入端的干扰，应给PLC接以专用地线，接地址应与动力设备（电动机）的接地址分开，接地电阻应该小于100Ω，接地线面积应大于2mm2，而且接地址应该尽可能靠近可编程操纵器。

（10）PLC操纵程序，均采纳梯形图编程（LD）。

（二）设计电器操纵原理图

一、PLC系统结构设计

（1）PLC选型及地址分派

　　依照该专用行车的操纵要求，其输入/输出及操纵信号共有13个，其输入信号9个，输出信号4个，实际使历时，系统的输入都为开关操纵量，加上10%－15%的余量就能够够够了，并无其他特殊操纵模块的需要，拟采纳三菱公司FX2N-24MR型PLC，输入/输出信号地址分派见表1。

　　表1　输入/输出信号地址分派表

作用           名称           地址 

  启动按钮          SB1       X001

  原位限位开关      SQ4       X002

  清水槽限位开关    SQ3       X003 

  回收波槽限位开关  SQ2       X004 

  镀槽限位开关      SQ1       X005

  下限位开关    &n 

   bsp;   SQ6       X006

  上限位开关        SQ5       X007

  行车点动进        SB2       X010

  行车点动退        SB3       X011

作用         名称       地址

 行车前进       KM1       Y001

 行车后退       KM2       Y002

 吊钩上升       KM3       Y003

 吊钩下降       KM4       Y004

（2）PLC操纵电路设计

图3   PLC操纵系统I/O端口接线图

图3为电镀专用行车的操纵系统I/O端口接线图，需注意的是，图中对输入的常闭触点进行了处置，即常闭触点改用了常开触点。

二、PLC软件设计

操纵系统梯形图编制

　　依照操纵要求和I/O地址编制，绘出操纵系统梯形图如图4。

　　图4PLC操纵系统梯形图

图4    PLC操纵系统梯形图

梯形图工作原理分析：

　　电镀生产线采纳专用行车，行车架上装有可起落的吊钩，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，当碰着上限位开关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，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，吊钩恰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，并开始按时。

　（4）按时280秒后，状态S3被置位，Y003工作，KM3工作，电镀终止，吊钩提起工件，开始上升，当碰着上限位开关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，而且吊钩恰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，并开始按时。

　（7）按时30秒后，状态S6被置位，Y003工作，KM3工作，吊钩又开始上升，当碰着上限位开关SQ5时停止，X007接通，吊钩停止上升，并按时停留15秒。

　（8）当15秒按时到后，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，X003动作，行车停止前行，而且在清水槽上方停留15秒。

　（9）按时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，并开始按时清洗30秒。

　（10）按时清洗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，当碰着上限位开关SQ5时停止，X007接通，吊钩停止上升，并按时停留15秒。

（11）按时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，镀好的工件被取下来。

　（12）按下按钮SB2或SB3，能实现行车的点动进/退操纵。

　　整个电镀生产完成一个工作循环，当再次按下起动按钮SB1时，那么开始第二个工作循环。

（三）设计说明书利用说明及设计小结

1.设备用途及特点

电镀行车生产线自动化结合其他行业自动操纵技术的应用情形，提出了基于PLC的电镀行车自动生产线的设计，并通过应用机械、可编程序操纵器（PLC）等多项专门技术开发的自动生产系统。

本文第一分析和制定了该生产线的整体设计思想和方案，确保了该生产线系统具有真正的自动化生产能力且结构简单。

用西门子PLCS7-200进行自动化电镀生产线操纵，重点分析了系统软硬件设计部份，并给出了系统硬件接线图、PLC操纵I/O端口分派表和整体程序流程图等，实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。

在该生产线的操纵系统中，采纳了高靠得住性，高稳固性，编程简单，易于利用，而且普遍应用于现代工业企业生产线进程操纵中的操纵器PLC。

详细分析了输送系统设备爱惜操纵电动机原理图、程序框图、PLC系统外部接线图。

分层次详细论述了整个高度自动化输送系统的目标及功能，使高度自动化输送系统的结构加倍清楚，层次加倍分明，具有超级强的有效性。

2.工作原理

电镀专用行车采纳远距离操纵，起吊重量500kg以下，起重物品是有待进行电镀或表面处置的各类产品零件。

依照电镀加工工艺的要求，电镀专用行车的结构和动作流程如图1所示，其中1槽为电镀槽，槽中装有电镀液，2槽为回收槽，3槽为清水槽，实际生产中电镀槽的数量由电镀工艺要求决定，电镀的种类越多，槽的数量越多。

3.利用与爱惜注意事项

1）依照原理图遵循电工手册正确接线

2）严格遵循顺序启动，逆序停止。

3）主电路维修时断开总开关。

（四）设计结果评定内容

（1）整体方案的选择依据及正确性

　图1电镀专用行车的结构和动作流程图

（2）操纵线路可否知足任务书中提出的各项操纵要求，靠得住性如何

（3）连锁、爱惜、显示等是不是知足要求

（4）参数计算及元件选择是不是正确

（5）绘制的各类图纸是不是符合有关标准

（6）说明书及图样质量（简明、扼要、笔迹端正、整洁等等）

（五）附录

参考文献

1.万忠.PLC应用技术与应用原理.北京：

化学工业出版社，

　2.道林主编.电气操纵与PLC原理及应用.北京：

电子与电力出版社，2006

3.方承远．工厂电气操纵技术．北京：

机械工业出版社，

　4.晓玲.可编程操纵器应用技术.北京：

化学工业出版社，

　5.西门子公司.S7-200可编程操纵器产品目录，

　6.美兰等.PLC电气操纵与组态设计.北京：

科学出版社，

　7.万忠．PLC系统与PLC设置．北京：

航院工业出版社，?

　8.瑞庭.可编程操纵器应用技术.北京：

机械工业出版社，1994

　9.方承远．工厂电气操纵技术[M]．北京大学出版社，2002