电镀自动生产线PLC控制程序设计毕业论文

目录

1 概述 (2)

1.1 电镀工艺 (2)

1.2 电镀生产线 (2)

1.3 PLC和电镀生产 (3)

2 电镀生产线程序设计 (3)

2.1 输入设备 (3)

2.2 输出设备 (3)

2.3 I/O地址分配 (4)

2.4 PLC系统I/O口接线图 (5)

2.5 状态转移图 (11)

2.6 PLC控制梯形图设计 (14)

2.7 PLC梯形图指令表 (17)

3操作面板设计图 (25)

3.1 主控板安装接线图 (25)

3.2 控制板安装接线图 (26)

3.3 安装调试 (27)

3.4 设计小结 (27)

参考目录 (28)

电镀自动生产线PLC控制程序设计

1、概述

1.1 电镀工艺

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的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。有这非常好的社会和经济效益。本文主要针对自动控制这一点进行设计。在该生产线的控制中，采用了高可靠性，高稳定性，编程简单，易于操作。而且广泛应用于现代工业生产线过程控制中的控制器 PLC。设计中实现了电镀生产线的监控系统的单周期运行，连续运行，和步进运行三种工作方式，在工业生产中有很重要的应用。它可以给操作工人更多的选择。同时有利于处理故障，有很强的实用性。最后用MCGS软件对设计思路进行了组态仿真，基本实现了电镀监控的全部功能。

1.2电镀生产系

电镀生产作为一种传统产业自开始以来，几十年间有了极大的发展。从早期的手工作坊式生产发展到今天的半自动化和全自动化，电镀工业的进步是长足的巨大的，电镀产品的种类和电镀工艺的复杂程度也发生了巨大的变化，大到汽车，飞机小到生活用品金银首饰，各式各样的工业产品是离不开电镀技术，电镀技术已发展成为一个重要的工程领域。随着工业现代化的发展，电镀产业生产控制技术的发展也是突飞猛进的，几十年前，电镀一个工件只需要一个渡槽，用两支电极通上电就完事，渐渐地人们意识到这样的镀法不能适应复杂镀层的要求，于是就开始生产线，引入一两台行车挂上工件，用继电器控制技术控制行车运动，进而实现不同镀覆过程的有序进行。按照要求在不同的镀槽内时间是不同的，镀覆电流也是有所区别的，电流的大小事先设定，时间的长短由人为控制。因此这种生产线还是半自动生产线。随着时间的推移和新技术的发展，人们渐渐地意识到这种生产线难以提高生产效率，因而在控制上开始考虑生产线的全自动化。控制的手段引入计算机控制，也就是人们所熟知的工业控制计算机系统（PIC），用计算机实现对控制过程的参数预设，参数检测，数学运算等，在电流控制方面，采用晶闸管变流技术，变频器，高频开关电源新技术，使得电流控制能按照生产工艺要求实现精确控制，随着生产工艺要求的进一步提高和生产过程的实际变化，人们觉得这种工控机有则明显的弱势，一方面要求生产工人具有一定的文化知识，要熟悉电脑操作，能是实现电脑维护，另一方面工控机虽然为工业生产而设计的，但其可靠性和抗干扰能力等措施显得有些不够。

1.3 PLC和电镀生产

随着市场上新的数字技术和数字设备的发展，新的工控装置PLC 收到越来越来的青睐，PLC的应用场合从早期的控制到后来的模拟控制等设备的外部控制模块也有了很大的发展，出现了很多特殊功能模块，这极大的丰富了PLC的功能，也极大了拓展了PLC的应用空间。PLC技术引入电镀产业以后，电镀产业有了较大的发展，近年来随着生产的发展和不同产品工艺的要求，电镀生产线过程在有些领域显得相当复杂，有许多线生产线构成一条完整的生产线。这就要求各生产线之间能互联，应而在有些地方级引入了网络技术，工业以太网是网络技术里比较活跃值得信赖的一种。

2.1电镀生产线基本情况

如图2-1 所示，在电镀生产线一侧（原位）将待加工的零件装入吊篮，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）后提升，行至下一个电镀槽，完成电镀工艺规定的每一道工序后，自动返回原位，卸下电镀好的工件重新装料。进入下一个电镀环节。

原位

图2-1 电镀自动生产线示意图

2.2 电镀生产线控制要求

（1）拖动情况

电镀行车采用两台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：型号Y802-4 P N=0.75KW I N=2A n=1390r/min U N=380V

(2)拖动控制要求

1、电镀生产工艺应能实现以下4种操作方式：

单周期：起动后，完成一次电镀工作回到原位停止，等待。

连续循环：起动后，完成一次电镀工作回到原位再连续工作。

单步操作：没按一次按钮，执行一个动作。

手动操作：用上升、下降、前进、后退四个按钮手动操作电镀

生产线的上升、下降、前进和后退。

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、该装置采用原距离操作台控制行车运动，要求有暂停功能。

4、行车运行采用行车开关控制，并要求在1#和5#槽位有过限保

护。

5、主电路应有短路和过载保护。

行车升降电动机采用单项电磁阀制动，升降电动机和单项电磁阀并相接线。不需要单独控制。由于每个槽位之间的跨度较小。

行车在前后运行停车时要采用能耗制动。以保证能准确停位。进退电机的制动时间时2秒。1#到5#槽的停留时间分别是11s 12s 13s

14s 15s 原位装卸时间是为10秒。

6、对于不同的镀件工艺不同，要求对电镀槽位有选择功能。

7、用信号灯显示电镀吊篮所在槽位和上下限位。

3.1主电路设计

3.2主电路分析：

电源开关QS为普通闸刀开关或组合开关，用熔断器FU作短路保护，两台电动机均采用热继电器FR作为过载保护，正反转接触器KM1——KM4控制。进退电机M1的能耗制动电源由控制变压器TC降压后整流，由接触器KM5接到电动机的绕组上。

2.4控制电路设计：

1、确定输入设备

过限保护SQ7 原位SQ0槽位选择S1 1#槽行程开关SQ1

槽位选择S2 1#槽行程开关SQ2槽位选择S3 1#槽行程开关SQ3 槽位选择S4 1#槽行程开关SQ4槽位选择S5 1#槽行程开关SQ5 过限保护SQ6 上限位SQ8 下限位SQ9 手动单步连续单周停止前进后退上升（起动）下降（暂停）

2、确定输出设备

指示灯Y0 ——Y7 M1电机正反转Y10 Y11

M2电机正反转Y12 Y13 能耗制动Y14

（1） PLC 输入接线的设计

1、在电镀行车中，为了防止行车在到达原位和末端时由于限位开关损坏而越过工作区，设置了过限保护SQ6和SQ7。它们分别与原位和5#槽位的限位开关SQ0、SQ5并联，这样可以节省输入点数。

根据要求对电镀槽有槽位选择功能，只需要使用5个槽位选择开关S1——S5，分别和SQ1——SQ5串联即可达到槽位选择的目的。而不必占用输入点。

2、行车控制有4个操作方式，用了三个输入点，其中单周期控制方式，不用输入点，可以简化梯形图和减少输入点数。

3、手动操作采用单独的控制按钮。停止、前进、后退、上升、下降分别对应输入点X13——X17。 （2）输出控制接线的设计

Y0——Y7 用于显示吊篮所在位置和上下限。 Y10——Y13用于进退电机和升降电机的控制和保护。

图2-4 PLC 接线图

220 V QS

状态转移图

梯形图

控制电路分析：

指令表：

控制程序分析

（1）自动控制程序设计

自动控制程序包括单周，连续，单步3种控制方式。其中单周为最基本的控制方式。连续控制方式的程序设计，如图

单周控制方式设计:

单周控制方式，即为从装料到各槽位电镀结束后退回原位，完成一个工作循环过程，当吊篮在原位时，原位X0及下限位开关X7动作，信号灯Y0亮，状态器S0置位，等待起动命令。

按下起动按钮X16、S20置位，Y12得电，吊篮上升，当上升碰到上限位开关X6时，电路经X5常闭接点使S21,Y12得电行车前进行至1号槽X1动作，M2产生一个脉冲使S23置位，Y13得电吊篮下降。同时Y10失电，在公共程序中Y10下降沿接点闭合使Y14闭合得电，对进退电机M进行能耗制动2秒钟。

下降到下限位开关X7，S23置位，由于这时在1号槽位，X1接点接通定时器T1，在1#槽位停留T1对应的设定时间，停留时间到时，T1接点闭合，返回到S20,Y12得电上升。

需要特别注意的的是，此时行车在1#位，X1处于动作状态，所以当上升到达上限为时，X6动作后S20置位，应该Y10 得电，但由于X10接点闭合，使得M2产生一个脉冲跳过S21到S23又下降了，结果造成反复上升下降的死循环现象。这种现象一般不通过实验装置运行验证，时很难发现的。这里采用PLSM1指令，其作用是当S21置位时，M1常闭接点断开一个扫描周期，使M2的脉冲不起作用，