摘要
本文探讨了如何利用德国西门子PLC S7-300进行自动化电镀生产线控制，在本次设计中，我们从自动控制技术器件在国内的应用前景及电镀生产线生产现场的环境来考虑，以使该生产线真正具备自动生产运行为目的，制定了采用在当前及以后都应用广泛且能适应多种环境的可编程控制器来控制整个整个工作流程的方案。重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC控制I/O 端口分配表以及整体程序流程图等，实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。为适应现代传统的工业控制系统，我们还采用了基于组态王软件的系统作为上位机，配合下位机PLC完成了该系统的实时监控系统功能，更好的使该自动生产系统融入到现代工业控制领域中。
关键词：PLC，电镀，组态王
目录
前言 0
第1章绪论 (1)
1.1 PLC的发展和历史趋势 (1)
1.2 PLC的分类 (2)
1.2.1 按I/O点数分类 (2)
1.2.2 按功能分类 (2)
1.3 PLC系统组成及各部分的功能 (3)
1.4 PLC的基本工作原理 (4)
1.5电镀生产线的控制系统概述与选题背景意义 (4)
1.5.1 生产线的控制系统的概述 (4)
1.5.2 课题的选题背景及意义 (5)
1.6 控制对象的设计要求详述 (6)
第2章系统的硬件设计 (7)
2.1 PLC机型选择 (7)
2.2 I/O分配表及其端子接线图 (7)
2.3主电路的设计 (10)
2.4电镀生产线的工作流程图 (11)
第3章系统的软件设计 (12)
3.1 软件的组成及作用 (12)
3.1.1 PLC内部资源 (12)
3.1.2 PLC编程语言 (13)
3.1.3 组态软件 (14)
3.2 PLC梯形图设计 (16)
第4章软硬件调试实现 (36)
4.1组态与PLC (37)
4.2系统与调试 (38)
4.3具体实施 (38)
结论 (39)
谢辞 (40)
参考文献 (41)
附录 (42)
前言
电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。
一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。
用PLC辅以变频器对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展的主流方向。
为此，我选定了该题目，简单的实现了电镀生产线的自动工作流程，并进行了简单的软件设计，从画面上达到了该系统的监控目的。
第1章绪论
1.1 PLC的发展和历史趋势
二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC 只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到
1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。
相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。
近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC 在我国仍将保持高速增长势头。
1.2 PLC的分类
PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类可以根据结构、功能的差异等进行大致分类。
1.2.1 按I/O点数分类
PLC按其I/O点数多少一般可分为以下4类。
1.微型PLC：I/O点数小于64点的PLC为超小型或微型PLC。
2.小型PLC：I/O点数为256点以下，用户程序存储容量小于8KB的为小型PLC。
3.中型PLC：I/O点数在512～2048点之间的为中型PLC。
4.大型PLC：I/O点数为2048点以上的为大型PLC。它具有极强的软件和硬件功能、自诊断功能、通信联网功能，它可以构成三级通信网，实现工厂生产管理自动化。
1.2.2 按功能分类
根据PLC所具有的功能不同可将PLC分为低档、中档、高档3类。
1.高档PLC：除具有中档PLC的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、函数、表格、CRT可编程控制器原理与应用显示、打印和更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。
2.中档PLC：除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID(比例、积分、微分控制)控制等功能，以适用于复杂控制系统。
3.低档PLC：具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量的模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、通信等功能
1.3 PLC系统组成及各部分的功能
1.CPU运算和控制中心：它在整个系统中起“心脏”作用。
2.存储器具有记忆功能的半导体电路，分为系统程序存储器和用户存储器。
（1）系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序，监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM组成。厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。
（2）用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器（RAM）组成。
3.输入/输出接口
(1) 输入接口：
输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。
(2) 输出接口：
输出接口工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。
1.4 PLC的基本工作原理
PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式
1.每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。
2.输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。
3.一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。
4.元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
5.扫描周期的长短由三条决定：（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数。
6.由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。
1.5电镀生产线的控制系统概述与选题背景意义
1.5.1 生产线的控制系统的概述
电镀行车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较高，而在我国尚处在发展阶段。中国经济的高速发展，工业化进程的不断深化，为自动化行业的迅猛发展提供了广阔的空间。电镀行业是我国重要的加工行业，据粗略估计，全国现有15000家电镀生产厂，行业职工总数超过50万人，现有5000多条生产线和2.5～3亿平方米电镀面积生产能力。电镀行业年产值约为100亿元人民币。近十年来，乡镇企业发展迅速电镀行
业企业规模普遍较小，年电镀能力超过10000平方米的企业不足500家。少数合资企业或正规专业化企业拥有国际先进水平的设备和设施，但是大多数中小企业仍在使用许多过时的技术和设备，大量的生产线为半机械化和半自动化控制，一些甚至为手工操作。
工业电镀生产线工位多、生产复杂，同时在电镀中，其氧化、酸洗、碱洗、电镀等许多工艺具有严重的化学污染和腐蚀，对人的身心健康十分不利，而且人工操作随机性大，影响产品质量。传统的方法是使用顺序控制器，由于其电路复杂，接口多，受外界干扰大，工作可靠性差，维护也困难。采用PLC有较完善的诊断和自保护能力，可以增强系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性。
1.5.2 课题的选题背景及意义
电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。简单的理解，是物理和化学的变化和结合。
随着工业化生产的不断细分，新工艺新材料的不断涌现，在实际产品得到应用的设计效果也日新月异，电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺，而电镀效果是我们使用时间较长，工艺也较为成熟的一种效果。对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多，而通过这种的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果，如高光、亚光等，搭配不同的效果构成产品效果的差异性，通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。电镀工艺的应用我们一般作以下用途：a、防腐蚀b、防护装饰c、抗磨损d、电性能（根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层）e、工艺要求。
一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。
电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。
用PLC辅以变频器对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展方向。
1.6 控制对象的设计要求详述
如摘要中所述，电镀的工作流程：启动——吊钩上升——上限行程开关闭合——右行至1号槽上方——位置检测器S1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，然后左行至左限位，吊钩下降至原位，即原位。
按照要求，我们要实现以下工作方式：
1.手动工作方式：用四个按钮分别控制行车吊篮的上升、下降、左行和右行。
2.连续工作方式：在原点按下启动按钮，电镀生产线完成一个周期的的工作后，继续下一个周期的工作；当按下停止按钮时，电镀生产线并不马上停止工作，而是完成当前周期的工作后，返回原点停止。
3.单步工作方式：从初始部开始，每按一下启动按钮，程序运行一步即停止；当再次按下启动按钮，程序有运行一步……即每按一次启动按钮，程序只运行一步。
4、单周期工作方式：在原点位置按下启动按钮，生产线按要求完成一个周期工作后，返回并停留在原点。
第2章系统的硬件设计
2.1 PLC机型选择
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PLC S7-300 CPU314型号，此类型PLC无论独立运行，还是联接网络都能完成各种控制任务。它的使用范围可以覆盖从替代继电器的简单控制到复杂的自动控制。其应用领域包括各种机床、纺织机械、塑料机械、电梯等行业。S7-300 CPU314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为此系统的控制核心，此系统的输入信号有两部分，一部分是原点、单周期、连续等面板控制按钮，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内部进行逻辑运算或数据处理后，以输出变量的形式送到输出接口，从而驱动电机来控制行车的运行和吊钩的升降。
2.2 I/O分配表及其端子接线图
在本次系统设计中，我们定义的I/O分配表如表2-1所示。将13个输入信号和5个输入信号按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O点一一对应，编排地址如下表。数字量扩展模块的地址分配是从最靠近CPU模块的数字量模块开始，在本机数字量地址的基础上从左到右按字节连续递增，模拟量扩展模块的地址是从最靠近CPU模块的模拟量模块开始，在本机模拟量地址的基础上从左到右按字递增。
我们定义的I/O端子接线图如图2-2所示。由图表可以看出,PLC控制系统的输入信号有17个，均为开关量。其中单操作按钮开关2个，行程开关4个，限位开关7个，选择工作方式开关4个。PLC控制系统的输出信
号有4个，其中2个用于驱动吊钩电机正反转接触器KM1、KM2,2个用于驱动行车电机正反转接触器KM3、KM4。
表2-1 I/O地址分配表
图2-2 I/OPLC外部接线
2.3主电路的设计
L1
L3
图2-3 电镀生产线主电路图
电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式，利用图形符号和项目符号表示电路各电器元件中导电部件和接线端子连接关系的电路图。电气原理图并不按电器元件实际布置来绘制，而是根据它在电路中所起的作用画在不同的部位上。电气原理图具有结构简单、层次分明的特点，适合研究和分析电路工作原理，在设计研发和生产现场等方面得到广泛应用。
电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分，在本次设计中我们着重分析了主电路图。在本设计中，根据电镀生产线的工艺要求，只需用两台电机分别控制吊钩的上升、下降和行车的左行、右行。接触器KM1，KM2控制
电动机M1的正、反转，实现吊钩的上升和下降，接触器KM3，KM4控制电动机M2的正、反转，实现行车的前进和后退。
2.4电镀生产线的工作流程图
我们根据设计要求绘制了整个系统的工作流程图，以便可以更清楚的认识该生产线的生产全过程，整个系统的工作流程图，如图2-3所示。
行车动作无非就是上下左右受控移动，按照指定的顺序(即动作表)完成一系列的动作。要求有几套动作表可以选择，动作可以静态修改，也可以在运行时由上位机动态修改。在这里，我们把行车的一个动作定义为：“到几号工位上升，再到几号工位下降”，或者是“延时几秒”，每个动作表由若干个动作字组成，放在PLC 的数据寄存器里，动作表由PLC 程序初始化，也可以在运行时通过串行通讯由上位机读取和修改，PLC 程序在运行时只是不断地解释和执行动作表。
图2-3电镀生产线工作流程图
下限检上限检处理1分处理1分处理10分
第3章系统的软件设计
3.1 软件的组成及作用
3.1.1 PLC内部资源
内部根据软元件的功能不同，分成了许多区域，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：电气自动控制的大部分领域都需要用定时器进行时间控制，灵活地使用定时器可以编制出复杂动作的控制程序。它是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-接触器控制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足时开始计时，当前值从0开始按一定的时间单位增加；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控制所需的延时时间。
2.计数器：计数器可用来累计输入脉冲的个数，经常用于对产品进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。当输入触发条件满足时，计数器开始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，它可以作为控制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.内部位存储器：内部位存储器的作用和继电-接触器控制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别。它主要起逻辑控制作用。
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还有很多其它的软元件。
3.1.2 PLC编程语言
PLC是通过运行编写的用户程序实现控制任务的。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生产厂家提供，它支持用户程序的运行；用户程序是用户为完成特定的控制任务而编写的应用程序。S7-200系列PLC的编程语言非常丰富，有梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图等，用户可以选择一种编程语言，如果需要，也可混合使用几种语言编程。这些编程语言都是面向用户的，它使控制程序的开发、输入、调试和修改工作大大简化。我们在本次设计中选择梯形图编程。以下我们详细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。母线之间是触点的逻辑连接和线圈的输出。
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控制图的电源线，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，触点代表逻辑“输入”条件，如开关、按纽、内部条件等；线圈通常代表逻辑“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，还有一种输出“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。
2.电气控制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动，即只能从左向右流动。层次改变（接通的顺序）也只能先上后下，与程序编写时的步序号是一致的。
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、输出存储器中输入、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，该位的状态必须通过I/O模块上对应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，如辅助继电器、定时器、计数器等，也不是真的电器元件，但具有相应的功能，因此通常按电气控制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存储器中的一位，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（受存储容量限制），也不会磨损，因此，梯形图设计中，可不考虑触点数量，这给设计者带来很大方便。对于外部输入信号，只要接入一个信号到PLC即可。
6.电气控制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顺序依次执行的，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），所以控制效果同电气控制电路是基本相同的。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注意，特别是那些在程序执行阶段还要随时对输入、输出状态存储器进行刷新操作的PLC，不要因为对串行处理这一特点考虑不够而引起偶然的误操作。
3.1.3 组态软件
计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，我们可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该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。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据
交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，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。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、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，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。
组态软件：对应全称为Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集软件，一般英文简称有三种分别为HMI/MMI/SCADA。目前组态软件的发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一系列的数据整合。
组态软件的功能和特点可归纳如下：概念简单，易于理解和使用；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，保证体统安全可靠运行；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.无与伦比的动力和灵活性，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保存，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，方便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，节省了开发时间。
4.强大的分布式报警、事件处理，支持实时、历史数据的分布式保存。强大的脚本语言处理，能够帮助你实现复杂的逻辑操作和与决策处理。
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.方便的配方处理功能。丰富的设备支持库，支持常见的PLC设备、智能仪表、智能模块。提供硬加密及软授权两种授权方式。
3.2 PLC梯形图设计
电镀生产线梯形图设计如图3-1所示。
电镀生产线自动控制系统 1 简介 电镀生产线对行车的自动控制是电镀生产线自动化控制的关键，而电镀生产线按照其工艺要求和规模一般由两台以上的行车各自进行运动控制，每台行车都依据用户编好的程序进行自动控制；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式以发生显著改变，主要已采用PLC 作为自动控制的核心部分，通过一系列的外接设备的输入信号以及输出信号对外接设备进行的相对应的编程控制，从而使整个控制系统更加的安全、可靠、灵活、其自动化程度高。 2 电镀生产线控制系统的总体方案设计 2.1 控制方案选择 可编程控制继电器接触器控制的优点：可靠性高，性能强大的功能；一个小型PLC有数百个可编程元素的用户，具有很强的逻辑编程功能，可实现各种复杂的控制功能。与具有相同控制功能的继电器-接触器控制系统相比较，其具有相当大的优点，同时PLC通过上位机与通信网路的连接可实现集中管理，分散控制以及远程操作。可编程控制器的安装方便，一般连接外部接线端子。PLC的负载能力很强，能直接驱动电磁阀和普通交流接触器。可靠性高，抗干扰能力强；中间继电器，时间继电器被广泛的使用在传统的继电器控制系统。继电器由于接触不良，容易出现故障，而PLC的使用可以大大的减少中间继电器和时间继电器的使用，因此整个PLC控制系统中可以减少中间继电器控制系统的1 / 10——1／100接线，因此大大降低接触故障。PLC同时自身也采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均故障间隔时间可达几万小时，在应用于工业生产总具有很强的抗干扰性，PLC已被用户公认为最可靠的工业控制设备和系统设计方案；PLC控制系统中，取代了大量的时间继电器，计数器装置，仅通过它自身的软件功能来代替，从而使设计，控制柜安装，布线工作量大大减少。 PLC梯形图程序通常采用顺序控制设计法。这种编程方法比较有规律，易于掌握。梯形图的复杂控制系统的设计，所需的时间要大大的少于一个时间继电器电路的设计。PLC的用户程序可以进行模拟调试，用一个小开关模拟一个模拟信
周口科技职业学院毕业论文 工业自动生产线PLC控制系统的设计 专业机电一体化技术 学生姓名 班级 10机电（2）班 学号 指导教师 完成日期 2012.11.22 工业自动生产线PLC控制系统的设计 【摘要】随着工业技术的发展，电镀生产对控制的要求也不断提高。本文通过对三菱FX2N系列的PLC的介绍。实现了PLC对电镀生产中电机的正反转与制动的控制，并实现对电机的暂停控制和过限位的保护。通过对控
制要求的分析和查阅资料本文已经给出了具体的设计方法和步骤，设计出了完整的梯形图，并通过对程序的调试进一步简化了程序增强了程序的实用性。 【关键词】 三菱PL 异步电动机 电磁包闸制动 能耗制动 一．毕业设计任务书设计内容及要求 1.自动生产线示意图 电镀生产线一侧（原位）将待加工零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升前进，到规定槽位自动下降，并停留一段时间（各槽停留时间预先按工艺设定）后自动提升，行至下一个电镀槽，完成电镀工艺规定的每道工序后，自动返回原位，卸下电镀好的工件重新装料，进入下一个电镀循环。 电镀行车采用两台三相异步电动机分别控制行车的升降和进退，采用机械减速装置。电动机数据（J02-12-4, P=0.81Kw, I=2A, n=1410r/min,V=380v ） 2.主要解决的问题和设计（研究）要求： (1)单周期控制方式进行； (2)前后运行和升降运行应能准确停位，前、后升降运行之间有互锁作用。 (3)该装置采用远距离操作台控制行车运动，要求有暂停控制功能。 (4)行车运行采用行程开关控制，并要求有过限位保护。主电路应有短路和 原位 前进 后退 牵引钢缆 槽 槽 槽 槽 槽 432 下限位 吊篮 上限位
电镀基本知识介绍 1．电镀基本原理 电镀是一种电化学过程﹐也是一种氧化还原过程。电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极﹐金属板作为阳极﹐接直流电源后﹐在零件上沉积出所需的镀层。 例如﹕镀镍时﹐阴极为待镀零件﹐阳极为纯镍板﹐在阴阳极分别发生如下反应﹕阴极(镀件)﹕Ni2++2e→Ni (主反应) 2H++e→H2↑(副反应) 阳极(镍板)﹕Ni ﹣2e→Ni2+ (主反应) 4OH-﹣4e→2H2O+O2+4e (副反应) 不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来﹐如果阴极上氢离子还原为氢的副反应占主要地位﹐则金属离子难以在阴极上析出。根据实验﹐金属离子自水溶液中电沉积的可能性﹐可从元素周期表中得到一定的规律﹐如表1.1所示 阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极﹐大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极﹐如﹕镀锌为锌阳极﹐镀银为银阳极﹐镀锡-铅合金使用锡-铅合金阳极。但是少数电镀由于阳极溶解困难﹐使用不溶性阳极﹐如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极。镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充。镀铬阳极使用纯铅﹐铅-锡合金﹐铅-锑合金等不溶性阳极。 2．电镀基本工艺及各工序的作用 2．1 基本工序 (磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→干燥→下挂→检验包装 2．2 各工序的作用 2.2.1 前处理﹕施镀前的所有工序称为前处理﹐其目的是修整工件表面﹐除掉工件表面 的油脂﹐锈皮﹐氧化膜等﹐为后续镀层的沉积提供所需的电镀表面。前 处理主要影响到外观，结合力﹐据统计﹐60%的电镀不良品是由前处理 不良造成﹐所以前处理在电镀工艺中占有相当重要的地位。在电镀技朮 发达的国家﹐非常重视前处理工序﹐前处理工序占整个电镀工艺的一半 或以上﹐因而能得到表面状况很好的镀层和极大地降低不良率。 喷砂﹕除去零件表面的锈蚀﹐焊渣﹐积碳﹐旧油漆层﹐和其它干燥的油污﹔除去铸件﹐锻件或热处理后零件表面的型砂和氧化皮﹔除去零件表面的毛 刺和和方向性磨痕﹔降低零件表明的粗糙度﹐以提高油漆和其它涂层的 附着力﹔使零件呈漫反射的消光状态 磨光﹕除掉零件表明的毛刺﹐锈蚀﹐划痕﹐焊缝﹐焊瘤﹐砂眼﹐氧化皮等各种宏观缺陷﹐以提高零件的平整度和电镀质量。
电镀生产线的P L C控制一.课题分析 1课题要求： 电镀生产线采用专用行车，行年架装有可升降的吊钩；行车和吊钩各有一台电动机拖动；行车进退和吊钩升降由限位开关位控制；生产线定为三槽位； 工作循环为：工件放入镀槽－电镀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一行车返回原点。如图3-1-1所示。 设置自动循环、点动、单周循环和步进四种作方式；有必要的电气保护和联锁；设计主电路电气原理图、PLC的I/O分配表、PLC的I/O接线图、编出梯形图、写出指令语句表，并要求调试成功、会排查故障。 图3-1-1电镀生产线工作示意图 2 课题分析 电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。本课题要求在一条电镀自动生产线上用PLC控制行车及挂钩的自动控制系统。PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式，每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新，输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫
描时，新状态才被读入。一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。扫描周期长短由三条决定。CPU执行指令的速度；指令本身占有的时间；指令条数。由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。PLC是通过运行编写的用户程序实现控制任务的。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生产厂家提供，它支持用户程序的运行；用户程序是用户为完成特定的控制任务而编写的应用程序。本课题可以采用起保停以及以转换为中心的方法编写程序，分为四个小块来完成： （1）其中按钮SB1（X0）启动，SB2(X7)停止 （2）当闭合SA1则实现自动循环，若闭合SA4则实现单周期的控制方式。 （3）将开关拨动到SA2后，按一下启动按钮SB1后则开始工作，当碰到下一个极限行程开关后就停止，从而实现步进控制 （4）当开关拨动到SA4时，按住SB3、SB4、SB5、SB6则可以完成相应的工作过程，放开按钮则立即停止，实现对工作过程的手动控制。 二、设计主电路 电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式，利用图形符号和项目符号表示电路各电器元件中导电部件和接线端子连接关系的电路图。电气原理图并不按电器元件实际布置来绘制，而是根据它在电路中所起的作用画在不同的部位上。电气原理图具有结构简单、层次分明的特点，适合研究和分析电路工作原理，在设计研发和生产现场等方面得到广泛应用。 电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分，在本次设计中我们着重分析了主电路图。在本设计中，根据电镀生产线的工艺要求，只需用两台电机分别控制吊钩的上升、下降和行车的左行、右行。主电路如图3-2-1。图中，接触器KM1，KM2控制电动机M1的正、反转，实现吊钩的上升和下降，接触器KM3，KM4控制电动机M2的正、反转，实现行车的向右和向左。 图3-2-1电镀生产线 PLC电气控制设计主电路图
摘要 本文探讨了如何利用德国西门子PLC S7-300进行自动化电镀生产线控制，在本次设计中，我们从自动控制技术器件在国内的应用前景及电镀生产线生产现场的环境来考虑，以使该生产线真正具备自动生产运行为目的，制定了采用在当前及以后都应用广泛且能适应多种环境的可编程控制器来控制整个整个工作流程的方案。重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC控制I/O 端口分配表以及整体程序流程图等，实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。为适应现代传统的工业控制系统，我们还采用了基于组态王软件的系统作为上位机，配合下位机PLC完成了该系统的实时监控系统功能，更好的使该自动生产系统融入到现代工业控制领域中。 关键词：PLC，电镀，组态王
目录 前言 0 第1章绪论 (1) 1.1 PLC的发展和历史趋势 (1) 1.2 PLC的分类 (2) 1.2.1 按I/O点数分类 (2) 1.2.2 按功能分类 (2) 1.3 PLC系统组成及各部分的功能 (3) 1.4 PLC的基本工作原理 (4) 1.5电镀生产线的控制系统概述与选题背景意义 (4) 1.5.1 生产线的控制系统的概述 (4) 1.5.2 课题的选题背景及意义 (5) 1.6 控制对象的设计要求详述 (6) 第2章系统的硬件设计 (7) 2.1 PLC机型选择 (7) 2.2 I/O分配表及其端子接线图 (7) 2.3主电路的设计 (10) 2.4电镀生产线的工作流程图 (11) 第3章系统的软件设计 (12) 3.1 软件的组成及作用 (12) 3.1.1 PLC内部资源 (12) 3.1.2 PLC编程语言 (13) 3.1.3 组态软件 (14)
电镀生产线改造 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
第一章总论 一、项目背景 1、项目名称：电镀生产线安全技术改造 2、承办单位概况 (1)单位名称： 重庆科发表面处理有限责任公司 (2)单位概况： 重庆科发表面处理有限责任公司建于1995年4月，位于重庆市渝北区两路工业园西区。与重庆长安、长安福特相邻。 公司现有资产2300多万元，其中固定资产2000万元，职工200多人。其中工程技术人员22人。公司下设四个部，三个车间，建有实验室、分析室。从事表面处理及应用。 2002年已通过ISO：2000质量管理体系论证。现正在进行ISO14000环境体系认证。 公司占地11亩，厂房5000多平方米，电镀废水处理安有监控器，日处理能力200吨。公司建有内部信息网络。是渝北区唯一的电镀企业。 为了满足市场，及满足重庆长安、长安福特、力帆、重庆雅马哈等配套企业的需要，渝北区经委批准“重庆科发电镀自动化生产线改造工程”。项目总投资3420万元，其中设备投资2200万
元。建立六条全自动电镀生产线。项目建成后，公司年产值可实现5000万元以上，将成为重庆地区专业化电镀企业榜首。 目前，公司正以提高企业核心竞争力为目标，利用本次安全技术改造之际，进一步提高完善企业产品工艺水平和制造水平。经过近几年的发展，该公司技术、研发力量雄厚，资质齐全，制造工艺完善，设备齐全，检测设备先进，为产品加工、制造提供了强势支撑。尤其是通过产品开发和技术进步、不断提升自主创新能力，已成长为产品研发、制造的引领企业。 ⑶项目法人： 项目法人代表：廖年红 3、可行性研究报告编制依据 (1) 国家颁布的有关法律、法规 (2) 重庆科发表面处理有限公司提供的有关基础资料 4、可行性研究工作的组织 总论，技术方案、设备方案和工程方案，环境影响评价等。 张敏：投资估算、项目融资与财务评价。 5、项目提出的理由 ⑴公司开拓发展的需要 随着国家汽车工业、煤矿开发业的不断发展，液压机械产品需求量在直线上升，使用的油缸数量也会越来越多。这些都为企业加工制造油缸产品提供了广阔的需求市场。尤其是我国煤矿业随着开采深度的不断增加，矿山压力越来越大，构造应力场复杂，地应力高，
目录 1 概述 (2) 1.1 电镀工艺 (2) 1.2 电镀生产线 (2) 1.3 PLC和电镀生产 (3) 2 电镀生产线程序设计 (3) 2.1 输入设备 (3) 2.2 输出设备 (3) 2.3 I/O地址分配 (4) 2.4 PLC系统I/O口接线图 (5) 2.5 状态转移图 (11) 2.6 PLC控制梯形图设计 (14) 2.7 PLC梯形图指令表 (17) 3操作面板设计图 (25) 3.1 主控板安装接线图 (25) 3.2 控制板安装接线图 (26) 3.3 安装调试 (27) 3.4 设计小结 (27) 参考目录 (28)
电镀自动生产线PLC控制程序设计 1、概述 1.1 电镀工艺 一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外。如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品的质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到保证。有效的减少废品率。而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度。有这非常好的社会和经济效益。本文主要针对自动控制这一点进行设计。在该生产线的控制中，采用了高可靠性，高稳定性，编程简单，易于操作。而且广泛应用于现代工业生产线过程控制中的控制器PLC。设计中实现了电镀生产线的监控系统的单周期运行，连续运行，和步进运行三种工作方式，在工业生产中有很重要的应用。它可以给操作工人更多的选择。同时有利于处理故障，有很强的实用性。最后用MCGS软件对设计思路进行了组态仿真，基本实现了电镀监控的全部功能。 1.2电镀生产系
电镀生产作为一种传统产业自开始以来，几十年间有了极大的发展。从早期的手工作坊式生产发展到今天的半自动化和全自动化，电镀工业的进步是长足的巨大的，电镀产品的种类和电镀工艺的复杂程度也发生了巨大的变化，大到汽车，飞机小到生活用品金银首饰，各式各样的工业产品是离不开电镀技术，电镀技术已发展成为一个重要的工程领域。随着工业现代化的发展，电镀产业生产控制技术的发展也是突飞猛进的，几十年前，电镀一个工件只需要一个渡槽，用两支电极通上电就完事，渐渐地人们意识到这样的镀法不能适应复杂镀层的要求，于是就开始生产线，引入一两台行车挂上工件，用继电器控制技术控制行车运动，进而实现不同镀覆过程的有序进行。按照要求在不同的镀槽时间是不同的，镀覆电流也是有所区别的，电流的大小事先设定，时间的长短由人为控制。因此这种生产线还是半自动生产线。随着时间的推移和新技术的发展，人们渐渐地意识到这种生产线难以提高生产效率，因而在控制上开始考虑生产线的全自动化。控制的手段引入计算机控制，也就是人们所熟知的工业控制计算机系统（PIC），用计算机实现对控制过程的参数预设，参数检测，数学运算等，在电流控制方面，采用晶闸管变流技术，变频器，高频开关电源新技术，使得电流控制能按照生产工艺要现精确控制，随着生产工艺要求的进一步提高和生产过程的实际变化，人们觉得这种工控机有则明显的弱势，一方面要求生产工人具有一定的文化知识，要熟悉电脑操作，能是实现电脑维护，另一方面工控机虽然为工业生产而设计的，但其可靠性和抗干扰能力等措施显得有些不够。
三个常见的全自动电镀生产线 环形垂直升降式电镀生产线 环形垂直升降式电镀线与普通的电镀线结构上有着很大的不同，工件的横移和升降不再是针对单一的槽进行，而是整条线的挂具和工件同时动作，单槽的工件在上升，横移，下降后进入下一个槽，镀槽和多位的药水槽的工件则在槽内作连续移动，不作升降。 工件的横移是通过马达带动链条，链条拖动轨道来实现的，工件的升降也是通过马达带动链条，链条带动升降平台，托住滑动器，吊臂，挂具和工件来作上下运动的,所有的动作和安全防护都有感应器控制，通过一定的设置，可以实现工件多套程序，空中滴水，跳槽，下降到高位等特殊要求。 环形垂直升降式电镀线适用的范围非常广泛，主要用于种类多，零件小，产量大，工艺单一的产品，包括塑料电镀，实现镀镍铬，镀铜，ABS铜镍铬等电镀要求。 滚镀生产线 滚筒面板采用板材折弯成形或专用网格板拼捍成形,逐位独立驱动、带驱动滚筒,链式传动，45°螺旋齿轮转向传动、独立电机及减速机传动,可以无级变速转动，采用变频器或直流电机。 塑料电镀自动生产线 塑料电镀广泛应用于汽车装饰件、手机装饰件和标牌等行业，随着工程塑料应用的扩大，塑料电镀的范围也在扩大，主要适用于ABSPC塑料产品的电镀处理。 首先在塑料基本表面采用特定的处理方法获得一层金属层，使之兼有塑料盒金属二者的优点，既塑料金属化，然后进行常规电镀。 金属化的塑料克服了塑料本身的许多缺陷，具有良好的耐溶剂性、耐蚀性、耐磨性、耐光照性、导热性能、具有金属外观性好，镀层硬度等特点。 深圳德尔福精密机械设备有限公司是专业从事金属表面处理机械设备设计,集生产、销售为一体的企业。历经多年的努力，已开发、设计出一系列完善的表面处理设备，满足了广大用户的不同需求，取得了行业的领先地位。 我们专业针对电镀生产线,化学药液过滤机,电镀过滤机,磁力泵,耐酸碱卧式泵,耐酸碱立式泵,隔膜式计量泵,电镀废水处理设备等产品的设计制造,加工安装,调试和电镀设备维修，极大地推动了金属表面处理行业发展，成为目前表面处理业的新亮点。 用户可采用半自动和全自动PLG程序控制系统，工件可自动送进由变频无极调速运动，通过数道全方位处理，我们拥有专业工程技术人员从事金属材料表面技术开发，我们建立了一套完整的品管体系以保障设备，产品的品质，公司配置了完备的测试仪器，严格按国际和国家行业标准对设备，产品，进行严格的检测 更多资料可以浏览深圳德尔福精密机械设备有限公司官方网站! 电镀设备https://www.doczj.com/doc/5718339265.html,/ 过滤机https://www.doczj.com/doc/5718339265.html,
1引言 一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。 电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。本文介绍在一条电镀自动生产线上用PLC控制行车及挂钩的自动控制系统。 本文使用三菱公司的FX系列PLC进行系统控制，具有灵活多变的特点。软件使用STL指令的编程方法，使程序简单易懂，便于仿真及运行。 2. 课题内容 电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩，行车和吊钩各有一台电动机拖动。行车的前进、后退和吊钩的上升、下降均由相应的行程开关发出信号。 该电镀生产线只有三个基本的槽位，分别是：清水槽、回收槽和电镀槽。编程时要求半自动和全自动控制。 电镀生产线的工艺流程如下图所示： 图2-1
工艺流程：工件放入电镀槽中，电镀5分钟后提起，停30秒，再放入回收液槽中停放30秒，提起后停20秒，再放入清水槽中，清洗20秒，行车返回到原位，镀件的加工过程全部结束。 3.电镀生产线PLC控制系统总体设计过程 1）行车、吊钩的行程控制:采用计数固定的脉冲数来控制各种转速下工作台的行程； 2）电动机转速的测量和显示:通过编码器产生的高速脉冲，在利用PLC高速计数器在单位时间内计数， 3）电动机正反转的实现:由PLC输出端Y0、Y1分别控制继电器KM1、KM2去改变加给三相异步电动机的直流电源的极性，从而实现对三相异步电机转向(行车前进后退、吊钩上升下降)的控制。 4.硬件设计部分 4.1各器件的选择 为使控制较为精确，对各种关键器件的类型应选择合适的软件。 本文采用三相异步电动机控制作为行车和吊钩的动力单元。三相异步电动机具有结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的为太和动态特性的有点。下图为电动机的主电路图，其中M1为控制行车的电动机，M2为控制吊钩的电动机。
电气控制与 PLC 课程设计说明书 题 目： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 评语： 成绩： 指导老师签名：
目录 目录 1 系统描述 (1) 1．1 背景及意义 (1) 1．2 任务及要求 (1) 2 方案论证 (2) 2．1 继电器、PLC电路图电路分析 (2) 2．2 PLC与继电器的优缺点 (3) 2．3 方案对比 (5) 3 方案实现 (6) 3．1 工艺要求 (6) 3．2 控制流程 (6) 3．3 拖动系统设计 (9) 3．4 PLC机型选择 (9) 3．5 PLC输入输出对照表 (11) 3．6 电镀生产线PLC控制梯形图 (11) 3．7 电镀生产线PLC控制梯形图程序 (16) 3．8 分类控制 (19) 设计心得 (20) 参考文献 (21)
1 系统描述 1．1 背景及意义 一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。 电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC 作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。 1．2 任务及要求 电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩。行车和吊钩各由一个电动机拖动。行车的进退和吊钩的升降均由相应的限位开关定位。假定该生产线有三个槽位。工艺要求：工件放入镀槽中，电镀280s后提起，停放28s，让镀夜从工件上流回镀槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停15s，接着放入清水槽中清洗30s。最后提起停15s后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。系统有自动和手动两种操作模式。
课程设计 2013 年1 月2 日
本科生课程设计成绩评定表 姓名性别男专业、班级 课程设计题目： 课程设计答辩或质疑记录： 1、位置检测器S 2、S 3、S4的作用。 答：他们的作用是控制电机的下行，当位置检测器S2、S3、S4 检测到信号时控制继电器得电，电机下行。 2、上限S5 以及下限S6 的作用。 答：S5控制电机的右行，S6的作用是控制下行的停止和计时的开始 3、连续工作是如何控制循环的。 答：当电机返回左行到左限S1位并且下降但下限位S6 时共同控制电机的循环运行。 成绩评定依据： 备注：成绩等级：优（90分—100分）、良（80分—89分）、中（70 分—79分）、及格（60 分—69 分）、60 分以下为不及格。 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2013年01 月18 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 电镀生产线控制系统一、初始条件 程序运行设备：西门子S7-300 PLC 、要求完成的主要任务 1．控制要求：实现手动、单周期、连续、单步四种工作方式的控 制。以四种工作方式进行上行、下行、右行、左行四种运动，来实现清洗、风干、电镀、定时四种过程的电镀工作。 2．设计要求： （1）绘制PLC接线图； （2）给出符号定义表；（3）编写控制程序； （4）上机验证通过程序调试 3．课程设计说明书应包括： 1）设计的目的及意义 2）设计任务及要求 3）设计方案比较及认证 4）程序设计：软件思想，流程图，程序说明 5）调试过程记录及结果分析 6）参考资料 7）总结
三、时间安排： 四、主要参考资料 【1】张晓川编著. 仓储物流技术与装备[M]. 化学工业出版社,2003 年【2】邓星钟主编. 机电传动控制[M]. 华中科技大学出版社,2001 年【3】朱宏辉. 物流自动化系统设计及应用.化学工业出版社,2004 【4】刘锴编著. 深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京航空航天大学出版社,2004年 【5】廖常初编著.S7-300/400PLC应用技术[M]. 机械工业出版社,2008年 【6】王永华编.现代电器控制及PLC应用技术[M]. 北京航天航空大学出版社,2007年 指导教师签名：2013 年1月6日 系主任（或责任教师）签名：2013 年1月6日 目录 绪论 (1) 课题概述. (1) 设计的目的与意义. ...................................... 错误!未定义书签。 第一章PLC 的基础知识介绍 (2) 1.1 PLC 的基本结构 (2)
第一章引言 1、设计目的和任务及内容 1.1、设计目的 综合运用本课程及前期课程的相关知识和技能，相对独立地设计和调试一个小型PLC应用系统，使学生获得控制技术工程的基本训练，提高工程意识和实践技能。同时提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力，以及编写和整理设计文档的能力。 1.2、设计任务 熟悉工艺流程及生产设备的工作原理；根据控制要求，画出硬件电路图、PLC 接线图及控制梯形图；利用编程软件编制程序，可先在计算机上进行仿真，然后在实验室完成调试；完成课程设计说明书。 1.3、设计内容 电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩。行车和吊钩各由一个电动机拖动。行车的进退和吊钩的升降均由相应的限位开关定位。假定该生产线有三个槽位。工艺要求：工件放入镀槽中，电镀280s后提起，停放28s，让镀液从工件上流回镀槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停15s，接着放入清水槽中清洗30s。最后提起停15s后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。系统有自动和手动两种操作模式。 第二章系统硬件设计 2.1、系统硬件配置及组成原理 2.1.1、电气控制线路的设计 本自动线中的电动机控制线路，采用交流380/220V电源供电，电源开关采用刀开关与自动开关串连的组合形式，其中刀开关起隔离电源、安全检修的作用，自动开关起短路保护作用。电动机控制线路中各电机主电路接于380V电源，控制电路接于220V电源。各电机主电路采用接触器控制，并采用热继电器作过载保护，其中行车电机和吊钩电机采用电磁抱闸制动。因实际需要，吊钩电机采用
转子串电阻起动。因此，电镀行车电动机的主电路、局部照明电路、向PLC负载供电的直流稳压电源。 2.1.2、电动机的设计 本文采用三相异步电动机控制作为行车和吊钩的动力单元。三相异步电动机具有结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的为太和动态特性的有点。 2.1.3、PLC的选型 PLC的选型在PLC的应用设计当中非常的重要，目前在国内外生产的PLC种类很多，在选用PLC时应考虑以下几点： 首先规模要适当。输入、输出点数以及软件对PLC的功能及指令要求是选择PLC机型规模大小的重要依据。首先要有足够的输入、输出点数，并留有一定的裕量（百分之十的备用量）。如果只是为了实现单机自动化，或者机电一体化产品，可选用小型的PLC。如果控制系统较大，输入、输出点数较多，被控设备较分散的，可选用中型或大型的PLC。 其次功能要相当，结构要合理。对于以开关量进行控制的系统，一般的低档机就能满足要求；对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，应选用带A/D、D/A转换，加减运算，数据传送的低档机；对于控制比较复杂，控制性能较高的系统，应选用中档或高档机。 根据以上对PLC的选型要进行的严格分析，再对照我们所设计的电镀生产线的控制系统的具体分析，我们所选用的控制系统是三菱公司的FX2N-32MR-001，CPU、电源、输入输出一体化机型，可以连接模拟量、定位、通讯、网络等各种特殊扩展设备。内置8K容量的RAM存储器，通过安装存储器卡盒，最大可扩展到16K容量。CPU处理速度0..08us/基本指令，I/O点数各为16点，便可以满足其控制要求，且有一定的裕量。 2.1.4、PLC的控制功能 PLC是一种一位处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。因此它的组成以一般的微型计算机基本相同，也是有硬件系统和软件系统两大部分组成。
电气控制与PLC 课程设计说明书 题目： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 目录 1 系统描述 (1) 1．1 背景及意义 (1) 1．2 任务及要求 (1) 2 方案论证 (2) 2．1 继电器、PLC电路图电路分析 (2) 2．2 PLC与继电器的优缺点 (3) 2．3 方案对比 (5) 3 方案实现 (6) 3．1 工艺要求 (6) 3．2 控制流程 (6) 3．3 拖动系统设计 (9) 3．4 PLC机型选择 (9) 3．5 PLC输入输出对照表 (11) 3．6 电镀生产线PLC控制梯形图 (11) 3．7 电镀生产线PLC控制梯形图程序 (16) 3．8 分类控制 (19) 设计心得 (20) 参考文献 (21)
1 系统描述 1．1 背景及意义 一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。 电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC 作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。 1．2 任务及要求 电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩。行车和吊钩各由一个电动机拖动。行车的进退和吊钩的升降均由相应的限位开关定位。假定该生产线有三个槽位。工艺要求：工件放入镀槽中，电镀280s后提起，停放28s，让镀夜从工件上流回镀槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停15s，接着放入清水槽中清洗30s。最后提起停15s后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。系统有自动和手动两种操作模式。
1.垂直升降挂镀生产线 全自动垂直升降挂镀电镀设备自动生产线 环形垂直升降生产线特性说明： 1、环形垂直升降线效率高、产量大且维护方便； 2、采用人机界面触摸屏式控制管理； 3、主要电器采用日本三菱、欧姆龙、施耐德、西门子等品牌； 4、节拍控制可调（28-60s/节拍）； 5、设备广泛用于五金、ABS 塑胶及其他行业自动生产线适用于多镀种生产使用； 6、可随时变换电镀种类及电镀时间； 7、该生产线主机采用进口带刹车电机，故其行走平衡，刹车可靠，晃动性少； 8、采用电脑控制，使其可任意变换工艺流程及程序，满足不同的零件电镀不同的镀种； 9、该生产线适合于形状大小不一，而又经常变换产品的电镀。 我司可按照客户需求订制各种非标环保涂装设备及配件,以及生物质颗粒燃烧机 斯普达环保主要进行电镀设备、电泳设备、涂装设备、超声波清洗设备、烘干设备、以及各种电镀 配件、涂装配件、电泳配件的生产制造。主要产品有电镀自动线系列、自动喷涂系列、无尘系列、超声波清洗机系列、涂装生产线系列、废气处理系列、电泳系列、烘箱烤房系列、电镀周边辅助系列。 电镀自动线系列有：环形垂直升降线、龙门滚镀线、龙门挂镀线、单臂式、压板式、连续电镀线、阳极氧化生产线等可用于镀锌、铜、镍、铬、仿金、仿古铜、镀锡、铝氧化等等。 超声波清洗机系列有：喷淋式、过滤式、、硅片、一体式、分体式、通过式、网带式、链式超声波清洗 机以及清洗线。可用于汽配零部件、金属冲压件、油泵油嘴、压缩机零件、半导体硅片、电镀行业前处理、化纤行业、无纺布行业、轴承、机械零件、齿轮、线路板、电容器、延迟线、变阻器、镜片、镜框、液晶玻璃、表带、减震器、缸体、活塞环、紧固件、医疗器械、灯饰、磁性材料、园林工具。餐具、水晶等。 烘箱烤房系列有：不锈钢、红外线、燃油烘箱等，可以用于各个行业产品，温度可调。使用简便。 废气处理系列有：玻璃钢风机、废气塔、活性炭吸附塔等，可用于工业废气的处理，可处理粉尘、酸碱废气等。旋风除尘器、洗涤塔、VOC 废气吸附处理设备。 电泳系列有：电泳自动线、电泳槽、电泳电源、超滤机、纯水机、水帘柜、离心机等。 喷涂系列有：单轴往复自动喷涂机、两轴往复自动喷涂机、三轴往复自动喷涂机、四周跟踪式喷涂机、五轴往复式喷涂机、六轴全方位弧面自动喷涂机等；自动喷涂升降机；液体、粉末静电喷涂机、置式 静电喷涂机、振吸式手动喷涂机；喷台；瓦格纳喷枪、台本喷枪、金马喷枪等；喷漆泵；喷漆柜。 无尘系列有：无尘车间、十万级无尘车间、科研用无尘实验室、精密电子电器无尘车间等。 其他涂装设备有：手动电镀线、电镀槽、滤芯、滚桶、吊臂铜、绿胶挂具、钛碟、电炉、浸塑生产线、大型干式喷漆房、煤、焦炭加热系统、浸喷结合前处理设备、自用涂装设备、高档防盗门涂装线、高频电源、皮带线、喷油机。 全自动垂直升降电镀线 一、全自动垂直升降线适用于各中小件的大批量生产，具有出货节拍快，产品产量大等特点；带旋转头全自动垂直升降线，因镀种工艺的要求每臂配置有特定旋转机构，使工件在槽可做360°不间断旋转，有 利于改变工件因电力线分布不均匀或浓差极化现象所带来的镀层不良； 二、整机平移及提升机构均采用链条传动，运行平稳可靠，设有越位保护装置； 三、采用先进的 PLC 可编程控制系统，触摸屏操作，可根据客户需要设置多套运行程序。
PCB金手指电镀生产线 深圳德尔福的PCB金手指电镀生产线是按照一定的工艺要求，将有关的各种电镀处理槽、行车、机架、电气系统、电源设备、抽风系统、循环过滤系统、温控加热系统、空气搅拌系统、液位控制系统、阴极移动装置等构成一个完整的多功能自动控制系统,该电镀生产线适用于滚镀、挂镀两用。 工作过程: 1.挂好镀件吊钩上升，SQ接近到上限感应片时停止，转到下一步工序 2.行车右移，直至SQ接近2号感应片时才停止，吊钩正好在前处理工位上方 3.吊钩下降，直至SQ接近下限感应片时才停止，镀件放入前处理槽里，按具体工艺要求定时一段时间处理好镀件 4.定时时间一到，吊钩上升提起镀件，直至SQ接近上限感应片时才停止，继续转到下一步工序 5.行车继续右移，直至SQ接近3号感应片停止，镀件恰好在镀槽工位的正上方 6.吊钩下降，直至SQ接近下限感应片时才停止，镀件放入镀槽里，按具体工艺要求定时一段时间电镀好镀件 7.电镀完毕，吊钩上升直至SQ接近上限感应片停止，镀件恰好在后处理槽工位的正上方 8.行车继续右移，直至SQ接近4号感应片才停止，镀件恰好在后处理槽工位的正上方 9.吊钩下降，直至SQ接近下限感应片时才停止，镀件放入后处理槽里，进行回收镀液，并且水洗干净 10.吊钩上升到位后，行车继续右移到达下料工位放下镀好的工件，并且返回上料工位重复前述工序。 机械结构设计部分 由于生产车间的条件限制，ZDX—30全自动电镀生产线采用了直线悬臂式结构,机械结构主要包括机架、两台行车及各种镀槽组成。 机架:考虑到电镀生产的环境酸碱腐蚀性较大，我们在机架整体部分采用了优质不锈钢型材，提高设备的耐蚀性，并且达到了设备要求的强度和刚度。同时，为了安装调试方便，机架各部件间均采用螺丝联接，便于整个机械结构的拆装，维护简便，结构紧凑美观。 行车:为了充分发挥设备的性能，提高生产效率，选择了2台行车，单臂起吊。除了人工上下料以外，整个过程全自动运行。考虑到生产中行车提升的实际重量较小，在生车升降系统除采用变频器调速外，行车采用尼龙基胶带拖动，单臂起吊，能够使吊起工件时实现先慢后快，下降时先快后慢的软着陆状态。行车的运行是依靠行走轮沿镀槽一侧的机架上的主副导轨行走，而提升臂则沿行车架上的导轨滑行，以滚动滑动方式替代直接提升或拖动，减少了负荷。 阴极移动:由于在电镀时阴极上有气泡产生，如果这些气体粘附在阴极表面，就会阻止金属离子的继续沉积，结果造成镀层表面麻点、小孔的出现，影响产品的质量。为了消除这种现象，我们采用了阴极移动装置。该机构选用水平移动方法，移动次数15—20次/min，移动行程60mm，以370W的单相直流电机来完成驱动。并且在阴极移动的一侧装有位置传感器，使行车与阴极移动相配合，防止出现误运作，影响流程的正常运行。
学号：0120918950930 课程设计 题目电镀生产线控制系统 学院物流工程学院 专业 班级 姓名 指导教师 2013年1月2日
本科生课程设计成绩评定表 指导教师签字： 2013年 01 月 18 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 电镀生产线控制系统 一、初始条件 程序运行设备：西门子S7-300 PLC 二、要求完成的主要任务 1．控制要求：实现手动、单周期、连续、单步四种工作方式的控制。以四种工作方式进行上行、下行、右行、左行四种运动，来实现清洗、风干、电镀、定时四种过程的电镀工作。 2．设计要求： （1）绘制PLC接线图； （2）给出符号定义表； （3）编写控制程序； （4）上机验证通过程序调试。 3．课程设计说明书应包括： （1）设计的目的及意义 （2）设计任务及要求 （3）设计方案比较及认证 （4）程序设计：软件思想，流程图，程序说明 （5）调试过程记录及结果分析 （6）参考资料 （7）总结
三、时间安排： 四、主要参考资料 【1】张晓川编著.仓储物流技术与装备[M].化学工业出版社,2003年 【2】邓星钟主编.机电传动控制[M].华中科技大学出版社,2001年 【3】朱宏辉.物流自动化系统设计及应用.化学工业出版社,2004 【4】刘锴编著.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京航空航天大学出版社,2004年 【5】廖常初编著.S7-300/400PLC应用技术[M].机械工业出版社,2008年【6】王永华编.现代电器控制及PLC应用技术[M].北京航天航空大学出版社,2007年 指导教师签名： 2013年1月6日 系主任（或责任教师）签名： 2013年1月6日
目录 0 前言 (1) 1 设计题目：电镀自动生产线控制设计 (1) 2 总体设计 (3) 2.1 PLC选型 (3) 2.2 PLC端子接线 (3) (4) 3.1 设计思想 (5) 3.2 电气原理图设计 (5) 3.3 顺序功能图设计 (6) 3.4 PLC梯形图 (7) (7) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (13) 4 .程序调试说明 (14) 6.参考文献 (15)
0 前言 本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小。 1 设计题目：电镀自动生产线控制设计 1.1课程设计的基本要求 如图所示，在电镀生产线原位，将待加工零件装入吊篮，装好后吊篮上升到上限位，左行，按照预先设定的槽位顺序，依次实现下降--电镀延时--上升的操作，当最后一个槽位电镀完成，右行到原位停止，吊篮下降到下限位，卸下工件，进入下一个循环。采用拨码开关进行槽位的设定，开关闭合，表示此槽位需要停下进行电镀；开关断开，则不必停下。 要求： 1）对于不同的电镀件，具有槽位选择的功能。可以按照工艺要求，设定槽位拨码开关的状态，并按照槽位拨码开关的状态完成上述过程； 2）图中的SQ6、SQ7为两端的超行程保护； 3）行走电机采用能耗制动，制动时间为2S，升降电机采用电磁抱闸自动； 4）用信号灯显示吊篮所在槽位及其上下限位置； 5）原位装卸时间为10S； 6）可以实现手动、自动。
毕业设计（论文） 题目：自动化电镀生产线控制系统的设计 系（院）：工业与信息化学院专业：电气自动化 姓名：学号： 校内指导教师：职称：讲师 摘要
本文探讨了如何利用德国西门子PLC S7-200进行自动化电镀生产线控制，在本次设计中，我们从自动控制技术器件在国内的应用前景及电镀生产线生产现场的环境来考虑，以使该生产线真正具备自动生产运行为目的，制定了采用在当前及以后都应用广泛且能适应多种环境的可编程控制器来控制整个工作流程的方案。重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC控制I/O端口分配表以及整体程序流程图等，实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。使工厂的利益最大化，方便了工厂的规模扩产和产量的提高。为适应现代传统的工业控制系统，我们还采用了基于组态软件的系统作为上位机，配合下位机PLC完成了该系统的实时监控系统功能，更好的使该自动生产系统融入到现代工业控制领域中。技术上也有了革命性的进步。 关键词PLC 组态王电镀 目录 第1章绪论................................................................................................................................... - 1 - 1.1 PLC的发展和历史趋势 ................................................................................................... - 1 -