工业自动生产线PLC控制系统的设计

周口科技职业学院毕业论文

工业自动生产线PLC控制系统的设计

专业机电一体化技术

学生姓名

班级 10机电（2）班

学号

指导教师

完成日期 2012.11.22

工业自动生产线PLC控制系统的设计

【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。本文通过对三菱FX2N系列的PLC的介绍。实现了PLC对电镀生产中电机的正反转与制动的控制，并实现对电机的暂停控制和过限位的保护。通过对控

制要求的分析和查阅资料本文已经给出了具体的设计方法和步骤，设计出了完整的梯形图，并通过对程序的调试进一步简化了程序增强了程序的实用性。

【关键词】 三菱PL 异步电动机 电磁包闸制动 能耗制动

一．毕业设计任务书设计内容及要求

1.自动生产线示意图

电镀生产线一侧（原位）将待加工零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升前进，到规定槽位自动下降，并停留一段时间（各槽停留时间预先按工艺设定）后自动提升，行至下一个电镀槽，完成电镀工艺规定的每道工序后，自动返回原位，卸下电镀好的工件重新装料，进入下一个电镀循环。

电镀行车采用两台三相异步电动机分别控制行车的升降和进退，采用机械减速装置。电动机数据（J02-12-4, P=0.81Kw, I=2A, n=1410r/min,V=380v ）

2.主要解决的问题和设计（研究）要求：

(1)单周期控制方式进行；

(2)前后运行和升降运行应能准确停位，前、后升降运行之间有互锁作用。 (3)该装置采用远距离操作台控制行车运动，要求有暂停控制功能。 (4)行车运行采用行程开关控制，并要求有过限位保护。主电路应有短路和

槽

槽

槽

槽

槽

过载保护。

(5)行车升降电动机采用三相电磁包闸制动，升降电动机和三相电磁包闸并联接线，不需单独控制。进退采用能耗制动，进退电动机制动时间为1.5S。1#-5#槽位的停留时间依次为11S、12S、13S、14S、15S，原位装卸时间为10S。

二、器件选择及设计思路

（二） PLC简介

1.PLC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2-1 PLC的基本结构

2.PLC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则采用循环扫描工作方式。在PLC中用户程序按先后顺序存放。对每个程序，处理器从第一条指令开始执行，直至遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环，每一个循环成为一个扫描周期。扫描

周期的长短去决定于以下几个因素：一是处理器执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期大致可分为输入/输出刷新和执行指令两个阶段。

3.PLC的特点

由于PLC采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对输入的响应速度要受扫描周期的影响。PLC的这一特点，一方面使它的响应速度变慢，但另一方面也使它的抗干扰能力增强，对一些短时的瞬间干扰可能会因响应滞后而躲避开。这对一些慢速控制系统是有利的，但对一些快速相应系统则不利，在使用中应特别注意这一点。

随着社会的发展和科技的进步，对于生产速度的要求越来越快，进一步提高生产效率，是生产社会化的必然趋势。本设计对传统生产方式加以更新，运用高性价比的现代可编程控制器（PLC）控制技术，力求向人性化、智能化方向发展。PLC控制既克服了继电器—接触器控制电梯的工作可靠性差、故障率高、维修工作量大的缺点；又克服了单片机控制电梯的抗干扰能力差的缺点，所以用PLC 进行生产的电气控制受到越来越多厂家的青睐，发展前景广阔。在现代电气控制系统中，用PLC代替以往的继电器，简化了系统布线。生产运行稳定、安全可靠、检修方便，大大提高了使用效率。

4.PLC的选型

PLC机型选择的基本原则是满足控制系统的功能要求及保证可靠，维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比，还要考虑控制系统的工艺改进后的系统升级的需要，更要兼顾控制系统的制作成本，选择是主要考虑以下几点：

(1)可编程控制器的结构选择

PLC的基本结构分整体式和模块式两种，整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，一般用于小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，在I/O点数输入点数与输出点数的比例，I/O模块的种类等方面选择余地大，且维护方便，一般用于复杂的控制系统。

(2)I/O点数的确定

一般来讲，可编程控制器控制系统的规模的大小是用输入，输出的点数来衡量的。在设计系统时，应准确统计I/O点数，并考虑今后调整和工艺改进的需要，

一般为实际点数再加上10%～20%的备用量，根据电镀生产线的工艺要求总共有13个输入，6个输出，所以总点数为（13＋6）×（10%～20%）＋19=20.9～22.8 综上所述选择并根据课题要求所以所选PLC为三菱FXGP_WIN-C型号。

2.熔断器选择

对于频繁起动的单台电动机为了起到短路保护作用，又保证电动机的正常启动，在频繁起动时，熔体不应熔断。即Irn≥（3—3.5）In所以选型号为RL6—25，熔体为6A。

3.开关选择

根据控制要求当按下启动按钮（有信号）时程序动作，当需要暂停时吊篮暂停，放开按钮吊篮继续动作所以启动选择点动开关，暂停选拨动开关。在运动过程中需要限位和状态转换，所以在前进和后退过程中需要限位开关和行程开关。

4.接触器

根据要求选额定工作电压、电流为380V、5A，额定线圈电压为220V，频率为600次/h，类别为AC-3，型号为CJ20-10的三极交流接触器。

三、PLC控制系统的设计

1.

2.主电路图及原理分析