基于PLC的电镀槽生产线控制设计课程设计任务书.docx

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基于PLC的电镀槽生产线控制设计课程设计任务书

课程设计任务书

题目:

基于PLC的电镀槽生产线的控制

专业:

电气工程及其自动化

主要内容、基本要求、主要参考资料等

主要内容：

利用三菱PLC步进指令设计一个电镀槽生产线的控制电路，能够实现手动和自动控制完成零件的加工。

基本要求：

1.利用三菱PLC步进指令完成电镀槽生产线的设计。

2.利用GX-developer软件完成设计电路和仿真；

3.掌握利用步进指令完成对电机的控制的方法；

4.通过此次设计将PLC软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。

主要参考资料：

［1］宋伯生主编《PLC.编程理论.算法及技巧》[J].机械工业出版社2005年

［2］吴明亮主编《可编程控制器实训教程》[M].化学工业出版社2005年［3］贾德胜等主编《PLC应用开发实用子程序》[M].人民邮电出版社2006年

［4］陈忠华主编《可编程控制器与工业自动化》[M].机械工业出版社2005年

［5］程子华主编《PLC原理与编程实例分析》[M].国防工业出版社，2007年

课程设计说明书

题目：

基于PLC的电镀槽生产线的控制

姓名：

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院（系）：

机电工程学院

专业班级：

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学号：

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指导教师：

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成绩：

时间：

2013年5月14日至2013年5月18日

摘要

随着工业技术的发展，电镀生产对控制的要求也不断提高。

本文讨论了如何利用日本三菱FX系列PLC步进指令进行自动化电镀生产线控制，重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC控制I/O端分配表以及整体程序流程图等，实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度，大大提高了工作人员的工作环境质量。

在本次设中我们从自动控制技术器件在国内的应用前景及电镀生产线生产现场的环境来考虑，以使该生产线真正具备自动生产运行为目的，从而采用在当前及以后都应用广泛且能适应多种环境的可编程控制器来控制整个工作流程的方案，使该自动生产系统融入到现代工业控制领域中。

关键词：

PLC三菱FX电镀生产自动控制技术

Abstract

Withthedevelopmentofindustrialtechnology,electroplatingproductionalsotocontrolrequirementenhancesunceasingly.ThisarticlediscussedhowtouseJapanmitsubishiFXseriesPLCstepbystepinstructionsforautomaticelectroplatingproductionlinecontrol,analysesthesystemhardwareandsoftwaredesign,andgivesthesystemhardwarewiringdiagramandPLCI/Oportdistributiontableaswellastheoverallprogramflowchart,etc.,realizedtheplatingproductionautomation,improvetheproductionefficiency,reducesthelaborintensity,greatlyimprovethequalityofthestaffworkingenvironment.

Inthissetfromourdevice,automaticcontroltechnologyindomesticapplicationprospectsandtheelectroplatingproductionlineproductionon-siteenvironmentalconsideration,inordertomaketheproductlineisreallywithautomaticoperationforthepurpose,toadoptincurrentandsoonarewidelyusedandcanbeadaptedtoavarietyofenvironmentalprogrammablecontrollertocontroltheentireworkflowsolutions,maketheautomaticproductionsystemintothemodernindustrialcontrolfields.

Keywords:

PLCofmitsubishiFXelectroplatingproductionautomaticcontroltechnology。

第1章绪论

1.1控制系统概述及选题背景意义

1.1.1选题背景及意义

中国经济高速发展，工业化进程的不断深化，为自动化行业的迅猛发展提供了广阔的空间。

电镀行业是我国重要的加工行业，但是大多数中小企业仍在使用许多过时的技术和设备，大量的生产线为半机械化和半自动化控制，一些甚至为手工操作。

工业电镀生产线工位多、生产复杂，同时在电镀中，其氧化、酸洗、碱洗、电镀等许多工艺具有严重的化学污染和腐蚀，对人的身心健康十分不利，而且人工操作随机性大，影响产品质量。

传统的方法是使用顺序控制器，由于其电路复杂，接口多，受外界干扰大，工作可靠性差，维护也困难。

采用PLC有较完善的诊断和自保护能力，可以增强系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性。

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。

1.1.2控制系统的概述

随着集成电路和计算机技术的迅猛发展，存储控制程序逐步替代接线程序控制，成为工业控制系统的主流发展方向。

所谓程序控制，就是将控制逻辑程序语言的形式存放在存储器中，通过执行存储器中的程序实现系统的控制要求。

这样的系统称为存储程序控制系统。

在存储程序控制系统中，控制程序的修改不需要改变控制器内部的接线，而只需通过通过编程器中的某些程序语言内容。

用PLC辅以变频器对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展的主流方向。

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。

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。

1.2课程设计内容及要求

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、下降均由相应的行程开关发出信号。

生产线上有三个槽，工件由装有可升降吊钩的行车带动，经过电镀、镀液回收、清洗等工序，完成电镀全过程。

在电镀生产线一侧，工人将代加工的零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升并自动逐段进行。

按工艺要求在需要停留的槽位停下，并自动下降，停留一定时间（各槽停留时间按事先工艺要求调定）后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新装料发出信号进入下一加工循环。

电镀生产线的工艺流程如下图所示：

用步进指令设计一个电镀槽生产线的控制系统。

其控制要求如下：

具有手动和自动控制的功能，手动时，各动作功能分别操作；自动时，工件放入电镀槽中，按下起动按钮后，电镀提起移至渡槽停放30秒，再放入回收液槽中停放12秒，提起后停5秒，再放入清水槽中，清洗12秒，提起后停5秒，行车返回到原位，镀件的加工过程全部结束。

图中SQ1~SQ4为行车进退限位开关，SQ5~SQ6分别是吊钩上下纤维开关。

1.3PLC简介

编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,PLC自1969年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。

1.3.1PLC的基本结构

可编程控制器作为控制器的自动控制系统，实质上就是一种用于工业控制的专用计算机，它既可进行开关量的控制，又可实现模拟量的控制。

PLC采用了典型的计算机结构，主要由中央处理器、存储器、输入输出接口电路、电源等组成。

如图2-1所示。

图2-1PLC的基本结构

PLC分为箱式和模块式两种，但他们的组成是相同，基本上都由CPU，存储器，输入/输出接口电路，电源模块等几部分组成的，下面分别对几种单元进行介绍。

1.CPU

CPU是整个PLC的核心，起神经中枢的作用。

它按照PLC的系程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中。

同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误等。

进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的信号，去指挥有关的控制电路。

2.存储器

存储器是具有记忆功能的半导体电路，分为系统程序存储器和用户存储器。

系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。

由只读存储器、ROM组成。

厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。

用户存储器：

分为用户程序存储区和工作数据存储区。

由随机存取存储器（RAM）组成。

3输入/输出接口电路

输入接口电路工作过程：

当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。

当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。

向内部电路输入信号。

也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。

输出接口工作过程：

当内部电路输出数字信号，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。

当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。

也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或者不动作。

1.3.2PLC的工作原理

PLC虽具有微机的许多特点，但它的工作方式与微机有很大不同。

微机一般采用等待命令的工作方式，而PLC则采用循环扫描工