PLC在电镀生产线上的应用

南京机电职业技术学院1/44南京机电职业技术学院题目：PLC在电镀生产线上的应用系别：自动化系专业：电气自动化班级：10电气一班姓名：潘国忠学号：G1010106指导老师：郭夕琴摘要................................................................................................4第一章绪论......................................................................................11.2．课题的内容和工艺要求.....................................................2第2章方案比较..............................................................................32.1.继电器的特点........................................................................32.2．PLC的特点.........................................................................42.3PLC的选用............................................................................8南京机电职业技术学院2/44第3章PLC的原理...........................................................................83.1可编程控制器的等效电路...................................................83.1.1存储程序控制与可编程序控制器....................................83.1.2可编程序控制器的等效电路..........................................93.2PLC的扫描技术...............................................................113.3PLC的I/O响应时间........................................................153.4梯形图语言特点..................................................................19第4章PLC在电镀生产线上的应用设计....................................194.1工艺要求..............................................................................194.2控制流程..............................................................................204.3拖动系统设计......................................................................224.4PLC的选型.......................................................................234.6电镀生产线PLC控制梯形图..........................................26第5章不足与改进........................................................................37第6章小结......................................................................................38南京机电职业技术学院3/44第7章致谢......................................................................................39南京机电职业技术学院摘要电镀生产线自动化的程度在德国、意大利、美国等国家的发展水平已经比较高，而在我国尚处于发展阶段。本课题以行业现状为出发点，结合其他行业自动化控制技术、可编程控制器（PLC）等多项专门技术开发的自动生产系统。本文首先分析和制定了该生产的整体设计思想和方案，确保了该生产系统具备真正的自动化生产能力且结构简单。在该生产系统中，采用了高可靠性，高稳定行，编程简单，易于使用而且广泛应用于现代工业企业生产线过程中的控制器PLC。分成次的从功能图，梯形图入手，进行模拟现场，从而得到比较清晰的结果，具有非常强的实用性。关键词：电镀自动化；可编程控制器（PLC）南京机电职业技术学院1第一章绪论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。可编程控制器就是一种存储程序控制器。其输入设备和输出设备与继电器控制系统相同，但它们直接连接到可编程控制器的输入端子和输出端子。在可编程控制器构成的控制系统中，实现一个控制任务，同样需要针对具体的控制对象，分析控制系统要求，确定所需用户的输出输入设备，然后运行相应的程序语言便指出相应的程序，利用编程器和其他设备写入可编程控制器的存储器中。每条程序语言确定一个顺序，运行时CPU一次读取查出其中的程序语句，对它们的内容解释并加以执行；执行结果用以输出设备，两支被控制对象工作。可编程控制器时通过软件实现控制逻辑的，能够使用不同控制任务的需要，通用性强，使用灵活，可靠性强。电镀生产线自动化的程度在德国、意大利、美国等国家的发展水平已经比较高，而在我国尚处于发展阶段。本课题以行业现状为出发点，结合其他行业自动化控制技术、可编程控制器（PLC）等多项专门技术开发的自动生产系统。本文首先分析和制定了该南京机电职业技术学院2生产的整体设计思想和方案，确保了该生产系统具备真正的自动化生产能力且结构简单。在该生产系统中，采用了高可靠性，高稳定行，编程简单，易于使用而且广泛应用于现代工业企业生产线过程中的控制器PLC。分成次的从功能图，梯形图入手，最后在起-保-停程序输入模拟量，进行模拟现场，从而得到比较清晰的结果，具有非常强的实用性。1.2．课题的内容和工艺要求（1）内容：电镀生产线上有三个基本的槽位，分别是：清水槽、回收槽和电镀槽，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。（2）设计要求：工件放入镀槽中，电镀250s后提起，停放25s，让镀液从工件上流回镀槽中，然后放人回收液中浸25s，提起后停20s，接着放入清水槽中清洗20s。最后提起南京机电职业技术学院3停15s后，行车返回原位，一个工件的电镀过程结束。如果在中途断电，工件将报废无需在进行下面的工序，所以可以通过点动操作返回，取下报废品。电镀工艺流程图如图。第2章方案比较2.1.继电器的特点（1）、功能不易扩展；（2）、继电器价格相对PLC便宜；（3）、继电器接线复杂，一个产品的工艺改变，要重新接线，布线不易更新；（4）、继电控制使用是内部继电器、定时器和计数器靠硬件连接控制电路；（5）、可靠性不高，查找和排除故障十分困难；250s清水槽回收液槽镀槽15s20s25s20s25s原位SQ6SQ5SQ4SQ3SQ2SQ1电镀工艺流程图南京机电职业技术学院4（6）、当产品更新时继电器控制系统的元件和接线都要相应的变化，而且这种变动工作量很大，工期长费用高。在传统的继电器控制系统和电子逻辑控制系统中，控制任务的完成时通过电器、电子控制线路来实现的。这些控制线路间继电器、接触器、电子元件等若干分立器件用导线连接在一起、形成满足控制对象动作要求的控制程序。这样的控制系统成为接线程序控制系统。因其程序就固定在接线中，所以又成为接线程序。在接线控制系统中，若要修改控制程序就必须改变接线。设计一个接线程序控制系统，首先需要针对具体的控制对象，分析控制要求，确定所需的用户输入输出设备，设计相应的控制线路，再根据需要制作针对该控制装置（如继电器控制柜或控制台）。对于较复杂的控制过程，控制线路的设计将非常繁琐、困难。设计的控制线路也很复杂。由于控制系统器件接线多，使系统的可靠性受到了很大的影响，其平均无故障时间往往较短。控制系统完成以后，如控制任务发生变化（如生产工艺流程的变化），则必须改变相应接点才能实现；因而容易造成界限程序控制系统的灵活性、通用性较低，故障率高，维修也不方便。2.2．PLC的特点1．可靠性高、抗干扰性强南京机电职业技术学院5PLC采用了集成度很高的微电子器件，大量开关动作由无触点的半导体电路来完成，其可靠程度是使用机械触点的继电器所无法比拟的。为了保证PLC能在恶劣的工业环境下可靠工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件或软件的刚干扰的设施。硬件方面的设施有：（1）隔离~~PLC的输入、输出接口电路一般都采用光点耦合器来传递信号，这种光电隔离设施使外部电路与PLC内部之间完全避免了点的联系，有效地抑制了外部的干扰源对PLC的影响，还可以防止外部强电穿入内部CPU。（2）滤波~~在PLC电路电源和输入、输出(I/O)电路中设置了多种滤波电路，可有效抑制高频干扰信号。（3）在PLC内部CPU供点电源采取屏蔽、稳压、保护等设施，防止干扰信号通过供电源进入PLC内部，另外各个输入\输出（I/O）接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的相互干扰；（4）内部设置连锁、环境检测与诊断等电路，一旦发生故障就报警；（5）外部采用密封、防尘、抗震的外壳封装机构，以适应工作的恶劣的环境。在软件方面的设施有：南京机电职业技术学院6（1）设置故障检测与诊断程序，每次扫描都对系统状态、用户程序、工作环境和故障进行检测诊断，发现错误后，立即作自动相应的措施，如报警、保护数据和封锁输出等。（2）定义用户程序及动态数据进行电池后备，以以保证停电后有关状态及信息不会丢失。2．编程简单易学PLC采用与继电器控制线路图非常接近的梯形图作为编程语言，它既有继电器电路的清晰直观的特点，又充分考虑到电气工人和技术人员的读图习惯，对使用者来说，几乎不需要专门的计算机知识，因此，易学易懂，程序改变时也容易修改。3．功能完善、适应性强目前PLC产品已经标准化，系列化和模块化，不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制功能，还具有A/D、D/A转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根据实际需要，方便灵活地组装成大小各异、功能不一的控制系统，即可控制一台单机、一条生产线、又可以控制一个机群、多点生产线。既可以现场控制，又可以远程控制。针对不同的工业现场信号，如交流、直流、开关量或模拟量、南京机电职业技术学院7电流或电压脉冲或电位、强电或弱电等，PLC都有相应I/