PLC电镀生产线控制系统设计方案 .docx

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1、精品名师归纳总结评分 ：唐山工业职业技术学院毕业设计说明书设计题目 ： 基 plc 的电镀生产线掌握系统设计专业： 机电一体化技术班级： 07机电 51姓名：李雅娴 学号 ： 37指导老师 ：孙来为、完成日期：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结前言毕业设计是高校阶段最终一次综合性设计，是高校里所学学问的综合表达，是应用所学基础理论. 专业学问与技能分析和解决生产实际问题的综合性训练。毕业设计是同学毕业前进行的全面综合训练，是培育同学综合运用所学学问与技能解决实际问题的教案环节，是同学在校获得的最终训练机会，也是对同学在校期间所获得学问检验。期望通过最终的毕业设计，能更加巩固、扩大

2、和强化自己所学到的理论学问和技能，提高自己毕业设计制图、编写技术说明书的才能，学会正确使用技术资料，标准手册和工具书。并在设计中进一步提高自己理论联系实际、庄重、仔细的工作作风，为即将走向工作岗位所从事的技术工作打下一个良好的基础。这次设计的题目是：PLC在电镀生产线上的应用设计。并绘制出电镀工艺流程图、自动工作状态流 程图、电镀生产线PLC 掌握梯形图。在这次设计中，我明确设计目的并打算好好把握和利用好这次机会，通过自己的努力最终完成了这次设计任 务，但又由于水平和时间有限，设计中错误难免，期望老师们批判指正， 从而能得到不断的进步。在本次设计过程中， 得到了孙来为老师的细心讲解和耐心帮忙，

3、对此，特表示诚心的感谢，感谢孙来为老师抽出珍贵时间为我讲解一些设计 中显现的疑问。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目录可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 绪论1.1 课题概述本课题要求设计一种基于plc的全自动电镀生产线，利用试验室plc实训装置模拟全自动电镀生产线的运行，并利用运算机进行组态监控。1.2 电镀概述就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一层薄层其他金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，别氧化成阳离子进入电镀液。待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面别仍原成镀层。为排除其他阳离子的干扰，切实镀层匀称、坚固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电

4、镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，转变基材表面性质或尺寸，电镀能增强金属的抗腐蚀性（镀层金属多采纳耐腐蚀的金属）、增加强度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。随着科学进展，电镀生产工艺也不断更新，例如一种电镀生产的清洗 水不 排放 新工艺 ， 即自然 闭路循环工 艺。 它除 设 有电镀槽 和清洗槽外，仍设有储液槽。工艺上通过一个周期对清洗槽进行一次翻槽以及用储液槽中的液体来补偿渡槽镀液由于蒸发产生的缺失量等措施，达到了使电镀液的蒸发量与清洗水回收量的平稳，从而实现了电镀生产过程不排放任何清洗水的工艺。不仅大大削减了用水量，仍使清洗液中的电镀

5、液对环境的严峻污染，因此，它有很好的经济效益及社会效益。电镀生产线种类也很多，例如：单镀种环形电镀线、钓鱼式环型自动生产线、垂直升降悬臂式电镀生产线、龙门式自动掌握电镀生产线、中柱直线式电镀生产线等。1.3 掌握对象的设计要求如摘要中所述，电镀的工作流程如图：启动吊钩上升上限行程开关闭合右行至1 号槽上方XK1行程开关闭合吊钩下降进入1 号槽下限行程开关闭合电镀延时吊钩上升由3 号槽内吊钩上升，连续右行， 遇到右限位，然后左行至左限位，吊钩下降至下限位，即原位。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据要求，我们要实现以下工作方式：连续工作，当吊钩回到原点后，延时一段时间 （装卸 零

6、件 ）， 自动上 升右行 ，按 照工 作流程 要求不 停的 循环 。单 周 期工作，设备始于原点，按下启动按钮，设备工作一个周期，然后停于原点，要重复第二个工作周期，必需再按一下启动按钮。步进工作，设备始于原点，当按下启动按钮时， 设备只 会运 行一 步，然 后停止 。再 按下 启动按 钮时， 设备 会再 向前运 行一步，然后停止。依据此过程始终工作下去，直至一个工作周期完成。左限XK1XK2XK3右限上限下限原点槽1槽2槽3第 2 章 系统的硬件设计2.1 主电路设计在本设计中，依据电镀生产线的工艺要求，只需用两台电机分别掌握吊钩的上升、下降和行车的左行、右行。主电路如图2-1 。图中，接触

7、器KM1 ， KM2掌握电动机M1 的正、反转，实现吊钩的上升和下可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结降，接触器KM3 ， KM4掌握电动机M2 的正、反转，实现行车的前进和后退。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结QS FU1KM1KM2KM3KM4FR1FR2M13M23L1 L2 L3FU2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.2 PLC 机型挑选各种 PLC的品种很多，它们的结构形式，性能，价格也都各不相同，适合的场合也各有侧重。合理挑选PLC型号，对于提高PLC 掌握系统技术经济性指标具有重要意义 3 。S7-200系列 PLC可供应 5 种不同

8、的基本单元和多种规格的扩展单元等。目前供应的S7-200CPU有： CPU221 、 CPU222 、 CPU224 、 CPU224XP 、 CPU226和 CPU226XM，不同型号的PLC性能差别也比较大。所以在实际设计中，要在满意功能的要求下，挑选能够保证系统牢靠工作，保护使用便利以及价格适中的型号。根 据 自 动 化 电 镀 生 产 线 的 控 制 要 求 ， 我 们 采 用 了 德 国 西 门 子 PLCS7-200CPU226型 号 ， 此 类 型 PLC无 论 独 立 运 行 ， 仍 是 联 接网 络 都 能 完 成 各种 控 制 任务。它的使用范畴可以掩盖从替代继电器的简洁掌

9、握到复杂的自动掌握。其应用领域包括各种机床、纺织机械、塑料机械、电梯等行业。S7-200CPU226通讯功能完 善 ， 具 有 极 高 的 性 能 价 格 比 是 很 突 出 的 特 点 ， 也 是 我 们 采 用 它 的 主 要 原 因 。PLC为此系统的掌握核心，此系统的输入信号有两部分，一部分是原点、单周期、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结连续等面板掌握按钮，另一部分是多种行程开关，这些面板按钮信号和传感器信号作为 PLC的 输入 变量 ，经过PLC的输 入接 口输入 到内 部数 据寄 存 器， 然后在PLC内部进行规律运算或数据处理后，以输出变量的形式送到输出接口，从而

10、驱动电机来掌握行车的运行和吊钩的升降。2.3 I/O安排表及其端子接线图序号输入序号输 出1I0.0上限位SQ113Q0.0上升 KM12.3.1 I/O的址安排.002I0.1下限位SQ214Q0.1下降KM23I0.2左限位SQ315Q0.2右行KM34I0.3右限位SQ416Q0.3左行KM45I0.4XK1 行程开关 SQ56I0.5XK2 行程开关 SQ67I0.6XK3 行程开关 SQ78I1.0启动 Q19I1.1停止 Q210I1.2步进 Q311I1.3单周期SB112I1.4连续 SB22.3.2 PLC外部接线图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SQ1I0.

11、0Q0.0KM1SQ2I0.1SQ3I0.2Q0.1KM2SQ4I0.3SQ5I0.4Q0.2KM3SQ6I0.5SQ7I0.6Q0.3KM4SA1I1.0SA2I1.1SA3I1.2SB1I1.3SB2S7-200CPU 226 CNI1.4_+FU1M1L24V2M220V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 系统的软件设计3.1 PLC 内部资源内部依据软元件的功能不同，分成了很多区域，如输入/ 输出继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器区等。下面分别介绍下。1 、定时器：电气自动掌握的大部分领域都需要用定时器进行时间控制，敏捷的使用定时器可以编制出复杂动作的掌握程序。它

12、是PLC中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。定时器的工作过程与继电-接触器掌握系统的时间继电器基本相同，但它没有瞬动触点。使用时要提前输入时间预设值。当定时器的输入条件满意时开头计时，当前值从0 开头按肯定的时间单位增加。当定时器的当前值达到预设值时，定时器触点动作。利用定时器的触点就可以得到掌握所需的延时时间。2 、计数器：计数器可用来累计输入脉冲的个数，常常用于对产品进可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结行计数或者进行特定功能的编程。使用时要提前输入它的特定植。当输入触发条件满意时，计数器开头累计它的输入端脉冲电位上升延的次数，当计数器计数达到预定的设定值时，其常开触点

13、闭合，常闭触点断开。3 、输入继电器：输入继电器一般都有一个 PLC 的输入端子与之对应，它用于接受外部的开关信号。当外部的开关信号为闭合时，输入继电器的线圈得电，在程序中常开触点闭合，常闭触点断开。4、输出继电器：输出继电器一般都有一个PLC 上的输出端子与之对应 。当 通过 程序使得输出继电器线圈得电时， PLC上的 输出 端开关闭合，它可以作为掌握外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。5 、内部位储备器：内部位储备器的作用和继电- 接触器掌握系统中的中间继电器相同，它在PLC 中没有输入 / 输出端与之对应，因此它的触点不能驱动外部负载，这是与输出继电器的主要区分

14、。它主要起规律掌握作用。以上几个是我们在本次系统设计的过程中可能需要用到的PLC软元件，另外 PLC 仍有很多其它的软元件。3.2 PLC编程语言可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PLC 是通过运行编写的用户程序实现掌握任务的。PLC 中的程序由系统程序和用户程序两部分组成，系统程序由PLC 生产厂家供应，它支持用户程序的运行。用户程序是用户为完成特定的掌握任务而编写的应用程序。 S7-200系列 PLC 的编程语言特别丰富，有梯形图、语句表、功能块图和次序功能图等，用户可以挑选一种编程语言，假如需要，也可混合使用几种语言编程。这些编程语言都是面对用户的，它使掌握程序的开发、输入

15、、调试和修改工作大大简化。我们在本次设计中挑选梯形图编程。以下我们具体介绍下梯形图的概念。梯形图左边有一条垂直的线称作左母线，右边一条虚线称为右母线。母线之间是触点的规律连接和线圈的输出。PLC 梯形图具有以下一些特点：1、PLC 的梯形图是“从上到下”按行绘制的，两侧的竖线类似电气掌握图的电源线，通常称做母线（Bus Bar），大部分梯形图只保留左母线。梯形图的每一行是“从左到右”绘制，左侧总是输入接点，最右侧为输出元素，触点代表规律“输入”条件，如开关、按纽、内部条件等。线 圈通常代表规律“输出”结果，如指示灯、接触器、中间继电器、电磁阀 等。对 S7-200系列的 PLC 来说，仍有一种

16、输出“盒”（功能框），它代表附加的指令，如定时器、计数器或数学运算等功能指令。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、电气掌握电路左右母线为电源线，中间各支路都加有电压，当支路接通时，有电流流过支路上的触点与线圈。梯形图中的假想电流在图中只能作单方向的流淌，即只能从左向右流淌。层次转变（接通的次序）也只能先上后下，与程序编写时的步序号是一样的。3、梯形图中的输入接点如I1.0、I0.1等，输出线圈 Q0.0 、Q0.1等不是物理接点和线圈，而是输入、输出储备器中输入、输出点的状态， 并不是接线时现场开关的实际状态。输出线圈只对应输出映像区的相应位，该位的状态必需通过I/O模块上对应

17、的输出单元才能驱动现场执行机构。4、梯形图中使用的各种PLC 内部器件，如帮助继电器、定时器、计数器等，也不是真的电器元件，但具有相应的功能，因此通常按电气掌握系统中相应器件的名称称呼它们。梯形图中每个继电器和触点均为PLC储备器中的一位，相应位为“ 1”，表示继电器线圈通电、常开接点闭合或常闭接点断开。相应位为“ 0”，表示继电器线圈断电、常开接点断开或常闭接点闭合。5、梯形图中的继电器触点既可常开，又可常闭，其常开、常闭触点的数目理论上是无穷多个（受储备容量限制），也不会磨损，因此，梯形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图设计中，可不考虑触点数量，这给设计者带来很大便利。对于

18、外部输入信号，只要接入一个信号到 PLC 即可。6、电气掌握电路中各支路是同时加上电压并行工作的，而PLC 是采用循环扫描方式工作，梯形图中各元件是按扫描次序依次执行的，是一种串行处理方式。由于扫描时间很短（一般不过几十毫秒），所以掌握成效同电气掌握电路是基本相同的。但在设计梯形图时，对这种并行处理与串行处理的差别有时候应予留意，特殊是那些在程序执行阶段仍要随时对输入、输出状态储备器进行刷新操作的PLC，不要由于对串行处理这一特点考虑不够而引起偶然的误操作。3.3 组态软件运算机技术和网络技术的飞速进展，为工业自动化开创了宽阔的进展空间，我们可以便利快捷的组建优质高效的监控系统，并且通过采纳远

19、程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全牢靠。组态软件是指一些数据采集与过程掌握的专用软件，它们是在自动掌握系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用敏捷的组态方式，为用户供应快速构建工业自动掌握系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应当能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应供应分布式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结数据治理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应当是一个使用户能快速建立 自己的 HMI 的软件工具，或开发环境。在组态软件显现之前，工控领域的用户通过手工或托付第三方编写H

20、MI 应用，开发时间长，效率低，牢靠性差。或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，挑选余的小，往 往不能满意需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严峻 的限制。组态软件的显现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态 软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速进展，实时数据库、实时掌握、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的进展，监控组态软件将会不断被给予新的内容。组态软件：对应全称为Human and Machine Interface/Man andMachine Interface /Supervisory

21、Control and DataAcquisition ，中文翻译为：人机界面 / 监视掌握和数据采集软件，一般英文简称有三种分别为 HMI/MMI/SCADA 。目前组态软件的进展迅猛，已经扩展到企业信息治理系统，治理和掌握一体化，远程诊断和保护以及在互联网上的一系列的数据整合。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结组态软件的功能和特点可归纳如下：概念简洁，易于懂得和使用。功能齐全，便于方案设计。实时性与并行处理。建立实时数据库，便于用户分步组态，保证体统安全牢靠运行。利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。引入“运行策略”的概念它具有以下几个方面的特点：1、可

22、视化操作界面，真彩显示图形、支持渐进色、丰富的图库、动画连接。2 、无与伦比的动力和敏捷性，拥有全面的脚本与图形动画功能可以对画面中的一部分进行储存，以便以后进行分析或打印。3 、变量导入导出功能，变量可以导出到Excel 表格中，便利的对变量名称等属性进行修改，然后再导入新工程中，实现了变量的二次利用，节约了开发时间。4 、强大的分布式报警、大事处理，支持实时、历史数据的分布式储存。强大的脚本语言处理，能够帮忙你实现复杂的规律操作和与决策处理。5 、全新的 Web Server架构，全面支持画面发布、实时数据发布、历史数据发布以及数据库数据的发布。6 、便利的配方处理功能。丰富的设备支持库，

23、支持常见的PLC设备、智能外表、智能模块。供应硬加密及软授权两种授权方式。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.4 程序流程图设计开头初始化N连续否？Y计数槽3槽2槽1电镀生产线连续工作和步进工作程序流程图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.5 程序梯形图设计I1.1I1.0M0.3M0.3I1.3M0.1 I1.4M0.1I1.3I1.4M0.0M0.0M0.1I0.1Q0.1I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6M0.2M0.2M0.0I0.2C48CUCTUI1.0R1PVI1.2M0.2M0.3I0.4I0.2I0.0Q0.2I0.5I0

24、.6Q0.1I0.3I1.1Q0.0 Q0.0I1.2T37C48I1.2I1.0M0.2C48I1.0I1.2I1.2I0.0I0.4I0.5I0.6I0.3Q0.3I1.1Q0.2 Q0.2I1.2I1.0I0.0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I1.2I0.2I0.1Q0.0I1.2I0.4I1.2I0.5I1.2I0.6I1.1Q0.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I1.2I1.0I0.2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I1.2I1.2I1.0I1.0I0.4I0.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I1.2I1.0I0.

25、6Q0.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I0.1I1.2T37INTON可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结50PT 100ms可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I1.2I0.3I0.4I0.2Q0.2I1.2I1.0I0.3I0.4Q0.3I1.1Q0.3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结程序梯形图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.1 组态与 PLC第 4 章调试可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（1） ）依据输入两个配置表和外部接线图，将PLC 输入输出

26、与相应面板符号的插孔用连接线连好。2 依据输入输出配置，编写电镀生产线PLC程序。（3） ）下载编写程序到 PLC，运行调试程序，模拟动作试验板上的按钮和开关，验证所编程序的规律。（4） ）依据毕业设计要求，设计组态程序，实现电镀生产线动态模拟。（5） ）通过串口连接 PLC和运算机，实现组态软件对 PLC的监控4.2 系统调试（1） 对每一个现场信号和掌握量做单独测试。（2） 检查硬件修改程序。（3） 对现场信号和掌握量做综合测试。（4） 带设备调试。（5） 调试终止。4.3 具体实施（1） 设备连接利用 PLC 与运算机专用电缆，将PLC 通过编程口与上位机算计串口（COM 口）连接，进行

27、串行通讯。串行通讯方式使用“组态王运算机”的串口，I/O设备通过串行通讯电缆连接到“组态王运算机”的串口。（2） 设备配置利用设备配置向导完成串行通讯方式的I/O设备安装，安装过程简洁、方便。（3） 设计图形界面并建立动画连接在组态王“画面”上创建电镀生产线掌握示意图，并将各个掌握信号所建立相应变量关联，进行动画连接。（4） 系统运行启动组态王运行系统。将PLC 开关指向“ RUN”状态，按下启动按钮，观看电镀生产线系统掌握结果。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 5 章结论电镀是一门具有悠久历史的表面处理技术，近几年来，随着新的工艺技术方法，特殊是一些新的镀层材料和复合电镀技

28、术的显现，极大扩展了这一项表面处理技术的应用。并使其成为现代表面工程技术的重要组成部分。那么，通过我们这次对电镀生产线掌握系统的设计不仅让我们更多的明白到了电镀这个工艺的进展前景，而且让我们重新熟悉了用 PLC来设计掌握系统的使用价值，整个设计对我们即将走入社会的毕业生来讲是一次很大的锤炼，是我们对专业学问有了进一步的提高。在该组成员的极力协作下，该电镀生产线掌握系统的设计基本完成，在设计当中我们充分考虑到了操作的便利性，元件的实惠性和工艺的简洁性。在设计当中我们的基本参考资料是基于教科书，再通过各种途径猎取更具体的资料设计该掌握系统的。PLC 的编程是我们整个设计最主要的一部分，我们的编程是

29、采纳梯形图编程语言，全部的编写步骤和编写要点是严格依据课本要求和教科老师的指导来编写 的，所以整个编写的过程是相当严谨的。而且我们编写程序之前对电镀生产线的工作流程做了具体的分析，每个步骤考虑都很严密，所以总的来说，这个系统的设计师比较好的。但是在编写的过程中我们仍是遇到了很多问题，这样的系统假如能够实际验证的话会很到程度上提高我们的动手才能。而且在编写过程中有一些小的细节我们也没有考虑到，假如说能够有足够的条件来调试的话能够大大提高我们系统的正确性。当然在以后的类似设计当中我们将会尽量的达到这些要求。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结参考文献1 李道霖. 电气掌握与 PLC原理

30、及应用 M. 电子工业出版社 ,2006.72 孙海维.SIMATIC 可编程掌握器及应用 M. 机械工业出版社 ,2005.13 廖常初. 可编程掌握应用技术 M. 重庆高校出版社 ,2002.34 冯立明. 电镀工艺与设备化学 M. 北京工业出版社 ,2005.65 孙平. 可编程掌握器原理及应用 M. 高等训练出版社 ,2004.86 常 晓 玲电气掌握系统与可编程掌握器北京：机械工业出版社，20077 黄 北 刚工厂电气掌握电路实例详解北京：化学工业出版社，2007.38 方 承 远工厂电气掌握技术北京：机械工业出版社，20029 田 瑞 庭. 可编程掌握器应用技术 . 北京：机械工业出版社， 199410 西门子公司 . S7-200可编程掌握器系统手册， 200211 西门子公司 . S7-200可编程掌握器产品目录， 200512 北 京 亚 控 自动化软件科技有限公司“组态王”使用手册，2002可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载