基于PLC的电镀生产线控制系统设计8423.docx
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1、毕业项目目 二一三 年 五 月 二十 日项目类别: 毕业设计 项目名称: 基于PLC的电镀生产线控制系统设计 院 系 : 机电工程系 专 业 : 机电一体化技术 姓 名 : 学 号 : 班 级 : 指导教师: 诚 信 声 明明本人郑重重声明:所呈交的的毕业项项目报告告/论文文基于于PLCC的电镀镀生产线线控制系系统设计计是本本人在指指导老师师的指导导下,独独立研究究、写作作的成果果。论文文中所引引用是他他人的无无论以何何种方式式发布的的文字、研研究成果果,均在在论文中中以明确确方式标标明。本声明的的法律结结果由本本人独自自承担。 作者者签名: 年 月 日日 2013届毕业项目摘 要要:随着着我
2、国国国民经济济的迅速速发展,电电镀与精精饰的新新技术,新新工艺不不断涌现现。电镀镀生产线线实现的的是一个个复杂的的工艺生生产过程程,需要要控制电电镀时间间,电镀镀电流,电电压,溶溶液浓度度,温度度,相关关的周边边设备控控制及生生产过程程自动化化。电动动行车是是现代化化工厂中中用于物物料输送送的重要要设备,传传统的控控制方式式下,大大都采用用人工操操纵的半半自动控控制方式式。在许许多场合合,为了了提高工工作效率率、促进进生产自自动化和和减轻劳劳动效率率,往往往需要实实现电动动行车的的自动化化控制。实实现自动动化控制制,可以以使行车车能够按按照预定定顺序和和控制要要求,自自动完成成一系列列的工作作
3、1。关键词:PLCC可编程程控制器器;电镀镀生产线线;梯形形图目 录录1 绪论论11.1电电镀生产产线现状状介绍111.1.1电镀镀生产线线存在的的问题111.1.2电镀镀行业的的规模111.1.3电镀镀生产产产生的污污染物221.2 PLCC的介绍绍21.2.1 PPLC产产生和定定义21.2.2 PPLC的的基本组组成31.2.3 PPLC的的基本工工作原理理32电镀车车间行车车概述442.1电电镀行车车的基本本组成结结构42.2电电镀行车车的加工工工艺要要求42.3电电镀行车车的工作作过程552.4电电镀行车车的运行行流程框框图53电镀行行车控制制系统的的设计663.1系系统保护护的设计
4、计63.2工工作方式式的设计计63.3信信号显示示及报警警的设计计63.4行行车准确确定位的的设计773.5行行车控制制流程的的设计773.5.1行车车自动控控制73.5.2行车车手动控控制93.6电电镀行车车控制系系统主电电路设计计104控制系系统软件件设计1124.1PPLC选选型1224.2II/O地地址对照照表1224.3PPLC外外部接线线图1334.4PPLC梯梯形图1154.5软软件仿真真15结论200参考文献献21致谢222附录A 自动程程序的梯梯形图22333基于PLLC的电电镀生产产线控制制系统设设计1 绪论论1.1电电镀生产产线现状状介绍1.1.1电镀镀生产线线存在的的问
5、题电镀自动动线是大大规模生生产和增增加品种种的必然然产物,它对改改进我国国电镀工工业的落落后的面面貌起着着举足轻轻重的作作用。然而在现现阶段我我国的电电镀生产产线上,在在电镀车车间的生生产中依依然存在在着很大大的工艺艺问题。传统的的小型电电镀车间间生产线线较长,设设备分散散,前后后联锁,逻逻辑关系系复杂。采采用传统统的继电电器控制制,电气气控制设设备大量量使用机机电式有有触点电电器。触触点转换换频繁,触触点竞争争机会和和故障可可能性大大,可靠靠性低,维维护量大大。电镀镀生产现现场环境境比较恶恶劣,是是一个高高温、多多尘埃、易易着火的的一级防防火单位位,触点点因接触触不良而而产生的的火花和和高温
6、度度都是产产生火灾灾苗子的的安全隐隐患。所所以对新新设备的的引入的的需求是是改良电电镀车间间的生产产状况的的必要之之举。现阶段我我国的电电镀生产产线,主主要应该该考虑行行车运行行平稳,定定位准确确,设备备耐用,生生产效率率高,确确保电镀镀质量高高,质量量好。现现在有些些企业在在设计电电镀自动动线时,要要求一条条自动线线有多种种功能,例例如既能能镀铁零零件,还还能镀锌锌压铸件件;既能能镀装饰饰铬镀层层,又能能仿镀金金和仿铜铜镀层。其其实,有有些槽子子排在内内线基本本上不用用,行车车在这些些不用的的槽子上上面走来来走去,既既降低生生产效率率,又影影响产品品质量。有有些电镀镀线中安安排了许许多清洗洗
7、槽和辅辅助槽;有些辅辅助槽过过宽,使使一条电电镀线排排得很长长,同样样会降低低生产效效率和产产品质量量。总之之,我国国的电镀镀生产线线要向国国际上最最先进的的方向发发展,但但现阶段段应在讲讲究实用用、实效效的基础础上求先先进,循循序渐进进,逐步步提高我我国电镀镀生产的的先进水水平。1.1.2电镀镀行业的的规模(1)电电镀企业业的行业业分布:电镀企企业300分布布在机械械制造业业,200分布布在轻工工业、220分分布在电电子工业业,其他他分布在在航天、航航空及仪仪器仪表表等行业业。(2)电电镀企业业地域分分布:从从地域分分布情况况来看,电电镀企业业主要集集中在全全国各大大中工业业城市及及其周围围
8、农村地地区。经经济越发发达,制制造业越越兴旺的的地区,电电镀企业业越多。(3)电电镀行业业的镀种种规模:从镀种种所占比比例看,镀镀锌占445500%,镀镀铜、镀镀镍、镀镀铬占330%,转转化膜占占15%,电子子产品镀镀铅、锡锡、金约约占5%。(4)电电镀行业业的化工工料消耗耗规模:全国电电镀工业业生产每每年消耗耗铜、锌锌、镍等等金属在在7万吨以以上,年年消耗氰氰化钠22万吨以以上,消消耗铬酸酸酐3.5万吨吨以上,消消耗酸、碱碱等化工工原料440万吨吨以上。(5)电电镀行业业的影响响:综上上所述,电电镀行业业受到工工业生产产大量需需求的推推动,已已形成了了一个庞庞大的产产业,这这个产业业包括属属
9、于大生生产的专专业电镀镀厂或公公司,而而更多的的是附属属于大生生产的电电镀车间间和工段段。目前前,电镀镀已成为为不可缺缺少的生生产工艺艺和表面面工程科科学的一一个重要要分支,在在国民经经济中占占有重要要的经济济地位。1.1.3电镀生产产产生的的污染物物(1)电电镀生产产过程产产生的污污染物镀镀件进入入工艺溶溶液进行行表面处处理或电电镀,这这些溶液液附着在在镀件表表面,随随镀件带带入清洗洗水中。(2)工工艺溶液液还有可可能洒落落到地面面;或被被电极反反应产生生的气体体形成“气气雾”带带出,进进入排风风系统;或在镀镀液过滤滤时遗留留在滤芯芯上;或或由于镀镀槽、管管道破损损泄漏镀镀液。(3)镀镀液失
10、效效废弃。(4)生生产过程程中产生生的清洗洗水、洒洒落液,以以及气雾雾中的酸酸、碱、氰氰化物、重重金属物物质等。1.2 PLCC的介绍1.2.1 PPLC产产生和定定义19688年由美美国通用用汽车公公司(GGE)提提出,119699年有美美国数字字设备公公司(DDEC)研制成功,有逻辑运算、定时、计算功能称为PLC(programmable logic controller)。80年代代,由于于计算机机技术的的发展,PLC采用通用微处理器为核心,功能扩展到各种算术运算,PLC运算过程控制并可与上位机通讯、实现远程控制。被称为PC(programmable controller)即可编程控制器
11、。国际电工委员会(IEC)1987年颁布的可编程逻辑控制器的定义如下:“可编程程逻辑控控制器是是专为在在工业环环境下应应用而设设计的一一种数字字运算操操作的电电子装置置,是带带有存储储器、可可以编制制程序的的控制器器。它能能够存储储和执行行命令,进进行逻辑辑运算、顺顺序控制制、定时时、计数数和算术术运算等等操作,并并通过数数字式和和模拟式式的输入入输出,控控制各种种类型的的机械或或生产过过程。可可编程控控制器及及其有关关的外围围设备,都都应按易易于工业业控制系系统形成成一个整整体、易易于扩展展其功能能的原则则设计2。1.2.2 PPLC的的基本组组成目前,可可编程控控制器的的产品很很多,不不同
12、的厂厂家生产产的PLLC以及及同一家家生产的的不同型型号的PPLC其其结构个个不相同同,但就就其工作作原理而而言,是是大致相相同的。它它们都是是以微处处理器为为核心的的结构,其其功能的的实现不不仅基于于硬件的的作用,而而更靠软软件的支支持。PPLC的的主机由由微处理理器(CCPU)、存存储器(EPROM、ROM)、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源组成。下面分别介绍PLC各组成部分及作用3。编程器输出电路路输入电路中央处理理器(CPUU)系统程序序存储器器用户程序序存储器器电源图1.22.2 PLCC硬件结结构组成成框图1.2.3 PPLC的的基本工工作原理理PLC运运行程序序的方
13、式式与微型型机算计计相比有有较大的的不同,微微型计算算机运行行程序时时,一旦旦执行到到ENDD指令,程程序运行行结束。而而PLCC从00000存储储地址所所存放的的第一条条拥护指指令开始始,在无无中断或或跳转的的情况下下,按存存储地址址好递增增的方向向顺序执执行拥护护程序,直直到ENND指令令结束。然然后再从从头开始始,并周周而复始始的重复复,直至至到停机机或运行行(RUUN)切切换到停停止(SSTOPP)工作作状态。我我们把PPLC这这种执行行程序的的方式成成为扫描描工作方方式。每每扫描完完一次程程序就构构成一个个扫描周周期。另另外,PPLC对对输出,输输出信号号的处理理与微型型机算机机不同
14、。微微型机算算机对输出、输输出信号号实时处处理。而而PLCC对输出出、输出出信号是是集中批批处理。PLC扫描工作方式分为三个阶段:输出采样、程序执行、输出刷新4。2电镀车车间行车车概述2.1电电镀行车车的基本本组成结结构电镀生产产线按照照其工艺艺要求和和规模一一般设计计有两台台行车、三三台行车车和四台台行车工工作,每每台行车车都根据据已编制制好的各各自的程程序运行行。本设设计采用用两台行行车,一一台控制制系统的的前进和和后退,一一台控制制系统的的升、降降,从而而完成整整体系统统的传动动。电镀镀专用行行车设备备是采用用远距离离控制,起起吊重量量是5000kgg以下(含含电镀装装具和电电镀件),生
15、生产效率率高,劳劳动强度度低的专专用自动动化起吊吊设备。本电镀生产线电镀行车的结构如图2-1所示。图中有三个基本的槽位,分别是:清水槽、回收液槽和电镀槽,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5。SQ10SQ11SQ2SQ12SQ9SQ6SQ3SQ5SQ8SQ115S20S260S25S26S镀槽SQ730S回收液槽SQ4清洗槽原位2-1 电镀工工艺结构构图2.2电电镀行车车的加工工工艺要要求为了使工工件完美美电镀必必须按要要求进行行电镀,即即工件放放入每个个槽的时时间要按按要求定定制。工工件在吊吊篮里,通通过设定定好的程程序运行行。整个个过程通通过吊篮
16、篮和行车车的运行行完成电电镀。工工件放入入镀槽中中,电镀镀2600s后提提起,停停放266s,让让镀液从从工件上上流回镀镀槽中,然然后放入入回收液液中浸330s,提提起后停停25ss,接着着放入清清水槽中中清洗220s。最最后提起起停155s后,行行车返回回原位,一一个工件件的电镀镀过程结结束。实实际生产产中根据据加工工工艺的不不同三槽槽的定时时时间也也有所改改变。如如果在中中途断电电,工件件将报废废无需在在进行下下面的工工序,所所以可以以通过手手动操作作返回,取取下报废废物品。2.3电电镀行车车的工作作过程1.在电电镀生产产线一侧侧,工人人将待加加工的零零件装入入吊篮,发发出开始始信号后后,
17、行车车自动上上升,并并按设计计好的程程序逐段段进行,根根据工艺艺要求在在相应槽槽位停止止。2.行车车行进中中被某个个槽位接接近开关关感应到到后,自自动下降降,停留留规定的的时间(各各槽位停停留的时时间根据据工艺要要求预先先设定),再再自动上上升并在在槽位上上方停留留一段时时间保证证镀槽溶液液完全流流回镀槽槽。3.如此此完成电电镀工艺艺规定的的各道工工艺,直直至生产产线的末末端。然然后,自自动返回回原位,由由工人卸卸下处理理好的零零件。2.4电电镀行车车的系统统框图本电镀生生产线有有手动控控制和PPLC自自动控制制二种控控制方式式,手动动控制主主要是由由于自动动控制出出现故障障行车无无法运行行而
18、采用用的控制制方式。手手动控制制和自动动控制行行车运行行工作都都有相应应的指示示灯显示示,在自自动控制制方式下下设有蜂蜂鸣器报报警显示示。其行行车的系系统框图图如图22-4所所示。吊 篮 上 升 下 降行 车 前 进 后 退S7-200PLC自动控制系统电源手 动 控 制 系 统运行显示蜂鸣器报警图2-44电镀行行车系统统框图3电镀行行车控制制系统的的设计3.1系系统保护护的设计计由于电镀镀生产线线属于中中型的工工业生产产系统,生生产的设设备的造造价较高高,生产产的时候候设备的的功率较较大,耗耗电量较较大,故故而其安安全性必必须得到到考虑,以以保证操操作人员员以及生生产设备备的安全全,降低低危
19、险系系数,系系统都必必须有相相应的保保护措施施。(1)电电机的保保护:采采用热继继电器用用于电动动机的过过载、缺缺相以及及电流不不平衡的的保护。(2)手手动控制制电机MM1、M2的正正反转,正正反转接接触器线线圈之路路分别串串联了对对方的常常闭触点点,在这这种线路路中,任任何一个个接触器器接通的的条件是是另一个个接触器器必须处处于断电电释放状状态,采采用互锁锁保护电电路。(3)系系统设置置急停按按钮保证证出现故故障时能能够及时时断电,或或由于某某种原因因使控制制电机正正反转的的接触器器同时运运行时则则系统断断电并报报警。3.2工工作方式式的设计计为了适应应电镀行行车控制制系统的的调试、检检查、
20、防防止因某某些原因因导致自自动控制制失灵所所以使用用手动工工作方式式控制电电镀行车车,手动动控制电电路图如如图4-2-22所示。同同时为了了操作方方便、行行车自动动运行,还还使用自自动工作作方式控控制电镀镀行车。综综上,使使用旋转转开关对对上述二二种工作作方式自自由选择择,同时时也避免免了在同同一时间间内电镀镀行车按按两种工工作方式式运行。当当旋转开开关选到到SA11时为手手动控制制,选到到SA22时为自自动控制制。3.3信信号显示示及报警警的设计计(1)信信号显示示:因为采采用远距距离控制制,为了了保证操操作人员员清晰的的了解行行车的运运行状况况使用指指示灯就就显得很很有必要要了。信信号显示
21、示设计内内容为在在任何工工作方式式下,信信号显示示系统都都能显示示电镀行行车的全全过程。包包括旋转转开关的的手动和和自动工工作方式式显示、系系统的运运行和停停止显示示、行车车的前进进和后退退显示、吊吊篮的上上升和下下降显示示。(2)报报警:电镀行行车生产产线虽然然经过严严密的检检测和设设计,也也难免出出现意想想不到的的故障,发发生故障障时需要要及时地地报警,以以提醒操操作人员员故障的的发生。由由于电镀镀车间生生产环境境复杂,机机械运动动部件的的声音嘈嘈杂,又又是采用用远距离离自动操操作,所所以报警警装置要要有足够够的功率率以达到到警铃的的目的。考考虑以上上因素,选选用BJJ2型报警警器,这这是
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- 基于 PLC 电镀 生产线 控制系统 设计 8423
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