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1、電鍍生產(chǎn)線的 控制 一. 課題分析 1 課題要求： 電鍍生產(chǎn)線采用專用行車，行年架裝有可升降的吊鉤；行車和吊鉤各有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；行車進(jìn)退和吊鉤升 降由限位開關(guān)位控制； 生產(chǎn)線定為三槽位； 工作循環(huán)為： 工件放入鍍槽－電鍍 5min 后提起停放 30s 一放入回收液 槽浸 32min 提起后停 16s 一放入清水槽清洗 32s 提起后停 16s 一行車返回原點(diǎn)。如圖 3-1-1 所示。 設(shè)置自動(dòng)循環(huán)、點(diǎn)動(dòng)、單周循環(huán)和步進(jìn)四種作方式；有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖；設(shè)計(jì)主電路電氣原理圖、 PLC 的I/O分配表、PLC的I/O接線圖、編出梯形圖、寫出指令語句表，并要求調(diào)試成功

2、、會(huì)排查故障。 圖 3-1-1 電鍍生產(chǎn)線工作示意圖 2 課題分析 電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺(tái)行車、三臺(tái)行車和四臺(tái)行車工作，每臺(tái)行車都根據(jù)已編制好 的各自的程序運(yùn)行；對(duì)于行車的自動(dòng)控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可 編程控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動(dòng)化程度更高。本課題要求在一條電鍍 自動(dòng)生產(chǎn)線上用PLC控制行車及掛鉤的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式，每次掃描過程。 集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新， 輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，

3、輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。一個(gè)掃描周期分為輸入采樣， 程序執(zhí)行，輸出刷新。元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。掃描周期長(zhǎng)短由三條決定。 CPU執(zhí)行 指令的速度；指令本身占有的時(shí)間；指令條數(shù)。由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即 輸入/輸出響應(yīng)延遲。PLC是通過運(yùn)行編寫的用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。 PLC中的程序由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組 成，系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，它支持用戶程序的運(yùn)行；用戶程序是用戶為完成特定的控制任務(wù)而編寫的應(yīng)用程 序。本課題可以采用起保停以及以轉(zhuǎn)換為中心的方法編寫程序，

4、分為四個(gè)小塊來完成： （1） 其中按鈕SB1（X0）啟動(dòng)，SB2（X7）停止 （2） 當(dāng)閉合SA1則實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)，若閉合 SA4則實(shí)現(xiàn)單周期的控制方式。 （3） 將開關(guān)撥動(dòng)到SA2后，按一下啟動(dòng)按鈕 SB1后則開始工作，當(dāng)碰到下一個(gè)極限行程開關(guān)后就停止，從而實(shí)現(xiàn) 步進(jìn)控制 （4） 當(dāng)開關(guān)撥動(dòng)到SA4時(shí)，按住SB3 SB4 SB5 SB6則可以完成相應(yīng)的工作過程，放開按鈕則立即停止，實(shí)現(xiàn)對(duì) 工作過程的手動(dòng)控制。 二、設(shè)計(jì)主電路 電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理， 采用電器元件展開的形式， 利用圖形符號(hào)和項(xiàng)目符 號(hào)表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。 電氣原理

5、圖并不按電器元件實(shí)際布 置來繪制，而是根據(jù)它在電路中所起的作用畫在不同的部位上。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明 的特點(diǎn)，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等方面得到廣泛應(yīng)用。 電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分， 在本次設(shè)計(jì)中我們著重分析了主電路圖。 在本設(shè) 計(jì)中， 根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的工藝要求， 只需用兩臺(tái)電機(jī)分別控制吊鉤的上升、 下降和行車的左行、 右行。 主電路如圖3-2-1 o圖中，接觸器 KM1 KM2控制電動(dòng)機(jī) M1的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊鉤的上升和下降，接 觸器KM3 KM4控制 電動(dòng)機(jī)M2的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行車的向右和向左。 圖3-2-1電鍍生產(chǎn)線PLC電氣控制設(shè)

6、計(jì)主電路圖 三、設(shè)計(jì)PLC的I/O分配表 如表3-1所示是PLC的I/O分配表，其詳細(xì)列出了輸入輸出的元件符號(hào)、編號(hào)、功 能等，其中輸出元件對(duì)應(yīng)于電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，丫0作為吊環(huán)電機(jī)M1的正轉(zhuǎn)，控制生產(chǎn)線中 的上升階段；丫2作為電機(jī)M1的反轉(zhuǎn)輸出控制吊環(huán)下降；而丫1則是作為電機(jī)M2的正轉(zhuǎn)輸 出控制右行；丫3是電機(jī)M2的反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)控制其生產(chǎn)過程中的左行階段。 表3-1 PLC的I/O分配表 輸 入 輸 出 PLC編號(hào) 元件符號(hào) 功能 PLC編號(hào) 元件符號(hào) 功能 X0 SB1 啟動(dòng) Y0 KM1 上升 X7 SB2 停止 Y2 KM2 下降 X5 S

7、Q5 上限位 丫1 KM3 右行 X6 SQ6 下限位 Y3 KM4 左行 X1 SQ1 右限位 X2 SQ2 回收液槽限位 X3 SQ3 清水槽限位 X4 SQ4 左限位 X13 SA1 手動(dòng) X11 SA2 步進(jìn) X12 SA3 單周期 X10 SA4 連續(xù) X14 SB3 上升 X15 SB4 下降 X16 SB5 右行 X17 SB6 左行 四、設(shè)

8、計(jì)PLC的I/O接線圖 如圖3-4-1所示，為電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的I/O接線圖，其中SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6為按鈕開關(guān)，均需要用手操控其作用； SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6為行程 開關(guān)，分別置于不同的限位上，用于控制電機(jī)的上下左右； SA1、SA2 SA3 SA4為撥動(dòng) 開關(guān)或者是旋轉(zhuǎn)開關(guān)，主要用于手動(dòng)、單周期、自動(dòng)循環(huán)、步進(jìn)這四種工作方式的選擇 與切換。 圖3-4-1電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的 I/O接線圖 五、設(shè)計(jì)功能圖 如圖3-5-1是電鍍生產(chǎn)線控制的PLC控制功能圖，功能圖主要用于描述電鍍生產(chǎn)線 控制系統(tǒng)的工作過程，功能及其特性，是分析、設(shè)

9、計(jì)該電器系統(tǒng)控制程序的主要根據(jù)， 主要有步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和命令組成，在本設(shè)計(jì)中更具 PLC的具體情況, 我們選擇如圖中M0~M2作為功能圖的步，將整個(gè)電鍍生產(chǎn)過程分成了許多步，每步完成 各自不同的動(dòng)作，通過輸入轉(zhuǎn)換條件如 X0~X17 T0~T5進(jìn)行步間轉(zhuǎn)換后，由不同的輸出 Y0、丫1、丫2、丫3從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行完成整個(gè)電鍍生產(chǎn)過程。順序功能圖的設(shè)計(jì)同時(shí)也為 我們下一步的梯形圖設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)， 圖 3-5-1 電鍍生產(chǎn)線控制的 PLC 控制功能圖 六、設(shè)計(jì)梯形圖 梯形圖 如圖 3-6-1 梯形圖，為電鍍生產(chǎn)過程的總控制圖，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求在總控制梯 形圖中每個(gè)生產(chǎn)控制方式由程

10、序不同的部分來控制完成： 1 如圖 3-6-1 是完成控制系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止 其中按鈕SB1( X0)啟動(dòng)，SB2(X7)停止。 如圖 3-6-1 系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止梯形圖 2 如圖 3-6-2 手動(dòng)工作方式控制部分 當(dāng)開關(guān)撥動(dòng)到 SA4時(shí)，按住SB3 SB4 SB5 SB6則可以完成相應(yīng)的工作過程，放開按鈕則 立即停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作過程的手動(dòng)控制。 圖 3-6-2 手動(dòng)工作方式控制梯形圖 3 圖 3-6-3 為步進(jìn)工作方式的控制部分 將開關(guān)撥動(dòng)到SA2后，按一下啟動(dòng)按鈕SB1后則開始工作，當(dāng)碰到下一個(gè)極限行程開 關(guān)后就停止，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制。 圖 3-6-3 進(jìn)工作方式的控制梯形圖 4 如圖 3-6-4 為單周期和自動(dòng)循環(huán)工作方式的控制部分 當(dāng)閉合SA1則實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)，若閉合 SA4則實(shí)現(xiàn)單周期的控制方式。 如圖 3-6-4 單周期和自動(dòng)循環(huán)工作方式梯形圖 圖 3-6-5 電鍍生產(chǎn)線 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖