电镀流水线的PLC控制

PLC课程设计报告电镀流水线的PLC控制一、课题表述1.随着现代工业和技术的发展，电镀在机械、电子、仪器仪表、轻工、地质、交通运输和国防工业等生产部门的应用日益广泛，与人们的日常生活也有十分密切的关系。现代市场竞争口趋激烈，企业迫切需要提高生产效率和产品质量，于是如何提高电镀生产线的自动控制性能，减少成本具有重要的意义。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸，从而提高耐腐蚀性、抗高温氧化性、良好的导电性、高的硬度、高的耐磨性和减摩性、微细加工的均匀性以及其他某些特殊的物理、化学特性，同时又赋子金属光泽美观。电镀生产线是指按一定的电镀生产工艺要求，将有关的各种电镀处理槽、电镀行车运动装置、电源设备、循环过滤装置、检测仪器、加热装置、空气搅拌装置、排水装置及污染处理装置等组合，是一个由电气控制系统协调控制的完整系统。本文利用可编程序控制器，设计了一套自动控制系统，对电镀专用行车实现自动(或手动)控制。该设备可采用远距离控制，起吊物品是有待进行电镀或表面处理的各种产品零件。难易程度：难PLC课程设计报告2.控制要求：1）某电镀流水线有4个槽位（自左而右ABCD排列），在上方有导轨（对应4个电镀槽安装行程开关SQA-D，当在原位（SQ1，在A槽左侧）按启动按钮SB1，则一小车（由一电机带动，正反转，能耗制动）带动工件向右运行，到达需要电镀的槽位上方（由四个选择开关SAA-D事先选择相应的槽位是否需要电镀），则自动能耗制动停止，然后下放（电机反转，带动工件下降）至SQ2（下限位开关，4个槽位共用）停止，在4个槽位分别停留不同时间（进行电镀）后上升至SQ3（上限位开关，4个槽位共用）继续右行，直至需要电镀的槽位全部电镀完毕返回原位停止。2）到相应槽位电镀完毕后要判断右边是否还需要电镀再决定右行或返回。3）按停止按钮则全部动作停止。4）每一动作（上升、下降、右行、左行、电镀等）可以通过相应点动按钮控制。3.提示4个槽位电镀右行、制动、下降、电镀、上升具有明显的顺序性，可分别用4个移位指令来表述状态，按启动按钮或一个槽电镀完毕根据启动前的选择开关决定下一个槽的移位字是否启动来决定是否跳过该槽。二、控制系统设计分析设计思路：由课程设计指导书上对本课程的要求，做出总的要求分析：①对事先选择好的槽位进行电镀，要求电机能够正反转及能耗制动，同时能够对4个槽位的电镀时间进行控制，则要有相应的时间继电器。②相应的槽位电镀完毕后要判断右边是否还需要电镀再决定右行或返回，由该槽右侧所有槽位的选择开关控制。③每一动作（上升、下降、右行、左行）可以由相应点动按钮控制（在一定极限范围内运动）。输入点统计序号元器件用途1SQ1原位开关2SQ2下限位开关3SQ3上限位开关4SQ4右限位开关PLC课程设计报告5SQ5左限位开关6SQAA槽位行程开关7SQBB槽位行程开关8SQCC槽位行程开关9SQDD槽位行程开关10SAAA槽位选择开关11SABB槽位选择开关12SACC槽位选择开关13SADD槽位选择开关输出点统计：序号元器件用途1KM1右行2KM4下降3KM3上升4KM2返回5KM5能耗制动PLC课程设计报告三、PLC系统硬件配置利用实验室设备进行课题设计，选择西门子S7-300PLC。PLC硬件配置如下：注：由于在LAD程序中使用了I2.X，此输入不在CPU的DI默认的124~126范围内，故将CPU配置中的DI24/DO16的“Iaddress”项的内容改为“2…4”，即将I2.X包含在内（如上图中选中位置）。当然，也可不改硬件配置中的这一项，而将程序中的I2.X改为I124.X。四、主电路设计及说明由带能耗制动的电机M1的正、反转来带动电镀行车的右行和返回，其中，能耗制动用时间原则，制动2秒；由电机M2的正、反转来带动电镀行车的上升和下降。PLC课程设计报告五、输入/输出点分配与接线1.输入/输出点分配表输入点分配I1.5停止按钮（常开输入）I1.1A槽位选择开关I2.6左限位行程开关I1.2B槽位选择开关I0.7上限位行程开关I1.3C槽位选择开关I0.0启动按钮（常开输入）I1.4D槽位选择开关I2.1右行点动I0.1A槽位行程开关I2.2下降点动I0.2B槽位行程开关I2.3上升点动I0.3C槽位行程开关I2.4返回点动I0.4D槽位行程开关I0.6下限位行程开关I2.5右限位行程开关输出点分配Q4.0制动Q5.1A槽位已选择指示灯Q4.1右行Q5.2B槽位已选择指示灯Q4.2后退Q5.3C槽位已选择指示灯Q4.3下降Q5.4D槽位已选择指示灯Q4.4上升Q5.5行车到达上极限指示灯Q4.7行车到达原位指示灯Q5.6行车到达下极限指示灯Q5.0行车到达右极限指示灯Q5.7行车到达左极限指示灯PLC课程设计报告2.电镀行车操作面板3.输入输出接线图PLC课程设计报告六．梯形图控制程序1.启动控制（启动按钮只有在操作方式处于单周、行车位于原位和上极限时才有效）2.启动时，将四个槽位的移位字清零3.单周运行启动时，若A槽已选择，给A槽移位字赋初值1；若A槽未选择，则不给其移位字赋值。4.不同情况下的电镀行车右行控制（右极限行程开关是为了防止行车运动超出规定范围引发事故）5.行车能耗制动2秒（手动时无能耗制动）PLC课程设计报告6.A槽移位字在不同情况下自动左移一位7.行车下降控制（单周、手动运行时都受下限位行程开关制约，以防出现事故）8.A槽电镀延时PLC课程设计报告9.行车上升控制（单周、手动运行时都受上限位行程开关制约，以防出现事故）10.给B槽移位字赋初值并将A槽移位字清零11.行车左行（返回）控制（单周、手动运行时都受原位和左限位行程开关制约，以防出现事故，其中，左限位开关是为了防止原位开关失灵而设置的，位于原位开关左侧）PLC课程设计报告12.B槽移位字在不同情况下自动左移一位13.B槽电镀延时14.给C槽移位字赋初值并将A、B槽移位字清零15.C槽移位字在不同情况下自动左移一位PLC课程设计报告16.C槽电镀延时17.给D槽移位字赋初值并将A、B、C槽移位字清零18.D槽移位字在不同情况下自动左移一位PLC课程设计报告19.D槽电镀延时20．按停止按钮时，将移位字和位存储器清零21.行车从右侧回到原位时，将移位字和位存储器清零PLC课程设计报告22.指示灯PLC课程设计报告七、程序仿真和调试首先，在STEP7中进行硬件组态、输入LAD程序和仿真，并根据调试现象，发现错误和不完善之处，对程序进行修改，确认仿真正确无误后，再在实验室的实验台上接线进行模拟，并继续完善和优化程序。STEP7软件仿真截图如下：八、总结本文采用西门子可编程控制器对电镀专用行车进行控制，简化了电气控制系统的接线，减小了体积。可编程控制器有较完善的自诊断和自保护能力，增强了系统的抗干扰能力，提高了系统的可靠性。实践证明，该系统控制效果符合要求。在原有要求上添加的左、右极限行程开关和几个指示灯，增加了系统的安全性和易用性。在程序设计和调试过程中，得到了老师们的悉心指导和指正，在此表示感谢。通过本次设计，加深了对利用PLC进行工业控制的认识，熟悉了PLC设计的一般过程，进一步理解了课本知识，受益匪浅！XXX2011年5月淮阴工学院