淮海工学院课程设计报告书
课程名称：电气控制系统课程设计
题目：电镀生产线电气控制设计
系（院）：电子工程学院
学期： 2010-2011-2
专业班级： D电气081
姓名：侯智勇
学号： 510823142 评语：
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目录
1 绪论 (3)
1.1 国内外PLC的最新发展趋势 (3)
1.2 基于PLC的电镀行车的控制系统的概述 (4)
1.3 课题的选题背景及意义 (4)
2设计任务与要求 (5)
2.1 工作过程说明 (5)
2.2 设计思路 (5)
2.2.1 电镀专用行车结构示意图 (5)
2.2.2硬件 (6)
2.2.3 电气元件的明细表 (6)
3系统的硬件设计 (7)
3.1 PLC机型选择 (7)
3.1.1 确定I/O (7)
3.1.2 PLC容量选择 (7)
3.1.3 确定PLC (8)
S7-200CPU 226 CN参数表 (10)
3.2主电路的设计 (10)
3.2 I/O分配表及其端子接线图 (11)
4系统的软件设计 (13)
4.1梯形图设计 (13)
4.2 程序图仿真 (15)
5 心得体会 (17)
6 参考文献 (18)
摘要:
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，而在我国尚处于发展阶段。本课题以行业现状为出发点，结合其他行业自动控制技术的应用情况，提出了基于PLC的电镀行车自动生产线的设计，并通过应用机械、可编程序控制器(PLC)等多项专门技术开发的自动生产系统。本文首先分析和制定了该生产线的整体设计思想和方案，确保了该生产线系统具备真正的自动化生产能力且结构简单。在该生产线的控制系统中，采用了高可靠性，高稳定性，编程简单，易于使用，而且广泛应用于现代工业企业生产线过程控制中的控制器PLC。详细分析了输送系统设备保护控制电动机原理图、程序框图、PLC 系统外部接线图。分层次详细阐述了整个高度自动化输送系统的目标及功能，使高度自动化输送系统的结构更加清晰，层次更加分明，具有非常强的实用性。
关键词：自动电镀生产线；自动控制技术；可编程控制器（PLC）；机械手
1绪论
1.1 国内外PLC的最新发展趋势
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。
PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC 将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。
在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生
与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。
PLC制造商已经开始注视基于工业PC控制技术所带来的强大冲击。有专家甚至认为，新商务活动所带来的新技术和开放技术规范将会埋葬传统PLC。PLC 制造商认为，虽然在工业现场安装有大量的PLC控制设备，但他们仍然需要联合工控软件公司，以便开发他们自己的基于工业PC的过程控制软件。
1.2 基于PLC的电镀行车的控制系统的概述
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，重量轻，能耗低等特点。
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。因此用PLC来设计整个控制系统是不错的选择。
1.3 课题的选题背景及意义
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.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性和表面美观。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。
随着社会的发展，人们的审美观也有了一定的改变。各种各样的装饰用品也大量出现在人们的生活和工作中，其中也有不少的金属制品，为了使这些金属装品既美观又耐用电镀就很有必要了。
2设计任务与要求
2.1 工作过程说明
图2-1 电镀生产线控制的工作过程
在电镀生产线左侧、工人将零件装入行车的吊篮并发出自动启动信号，行车提升吊篮并自动前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降。在停留一段时间后自动上升，如此完成工艺规定的每一道工序直至生产线末端，行车便自动返回原始位置，并由工人装卸零件。
原位：表示设备处于初始状态，吊钩在下限位置，行车在左限位置。
自动工作过程：启动→吊钩上升→上限行程开关闭合→右行至1号槽→ xk1行程开关闭合→吊钩下降进入1号槽内→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，左行至右限位，吊钩下降至下限位（即原位）。
连续工作：当吊钩回到原点后，延时一段时间（装卸零件），自动上升右行。按照工作流程要求不停地循环。当按动“停止”按钮，设备并不立即停车，而是返回原点后停车。
单周期操作：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，必须再按一下启动按钮。当按动“停止”按钮，设备立即停车，按动“启动”按钮后，设备继续运行。
步进操作：每按下启动按钮、设备只向前运行一步。
2.2 设计思路
2.2.1 电镀专用行车结构示意图
在电镀生产线一侧，工人将待加工零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升并按工艺要求在需要停留的槽位停止，自动下降，停留一定时间(各槽停留时间预先按工艺要求设定)后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新装料发出信号进入下
一个加工循环。为了适应批量生产需要，电镀车间专用行车的电气控制系统要针对不同的工艺流程(例如镀金、镀银、镀锌)有程序预选和修改能力。设备机械结构与普通小型行车结构类似，跨度较小，要求准确停位，以便吊篮能准确进入电镀槽内。工作是除具有自动控制的大车前后移动与吊物上下移动外，还有调整吊篮位置的小车左右移动。生产线上镀槽的数量，由用户综合各种电镀工艺的需要提出要求，电镀种类越多，则槽数也越多。
图2-2电镀行车实物图
2.2.2硬件
主控电路是用电机的正反转来实现机械手、行车的上下左右移动。
三相电机正反转：通过改变按入电机电源相序来改变电机的转向来实现，通常只耍将其中任意两相对换就可以了，通常使用接触器来实现。
2.2.3 电气元件的明细表
名称符号作用数量
控制器 1
S7-200CPU
226 CN
三相异步电机M 大的控制行
车，小的控制机
械手
2大4小
交流接触电器KM 控制电机正
反转
12
行程开关SQ 行程控制18 按钮SB 启动、停止
和手动控制
7
导线、熔断器、热继电器、空气开关FU、FR 连结各部件
和保护电器
若干
表2-1
3系统的硬件设计
3.1 PLC机型选择
3.1.1 确定I/O
通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。
I：20+20*15%=23
O：14+14*15%=16
3.1.2 PLC容量选择
存储容量的选择：
用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25％之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。
PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。
存储容量（字节）＝开关量I／O点数×10 ＋模拟量I／O通道数×100 另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
3.1.3 确定PLC
综合3.1.1和3.1.2我选用西门子S7-200CPU 226 CN
IO最大点
数
X≤256
尺寸(W×H
×D)
196×80×62 mm
功耗DC/DC/DC时：11W，AC/DC/继电器时：17W 容量6KB 程序存储器 在线程序编辑时：16384bytes；非在线程序编辑时：24576bytes 数据存储 器 10240bytes 本机数字 量输入/输出 24输入，16输出 数字I/O 映象区 256(128输入/128输出) 模拟I/O 映象区 64(32输入/32输出) 允许最大 的智能模块 7个模块 脉冲捕捉 输入 24 高速计数 器总数 6个 脉冲输出2个20kHz(仅限于DC输出) 定时器总 数 256个（1ms：4个，10ms：16个，100ms：236个）接口2个RS-485接口 PPI,DP/T 波特率 9.6，19.2和187.5kbaud 自由口波 特率 1.2kbaud～115.2kbaud 每段最大电缆长度 使用隔离的中继器：187.5kbaud可达1000米，38.4kbaud 可达1200米；未使用隔离中继器：50米 最大站点 数 每段32个站，每个网络126个站最大主站 数 32 MPI连接共4个，2个保留(1个给PG，1个给OP) 输入电压 DC/DC/DC时：20.4～28.8VDC，AC/DC/继电器时：85～264VAC(47～63Hz) 输入电流DC/DC/DC时：150mA(仅CPU，24VDC)，1050mA(最大负载， 24VDC)；AC/DC/继电器时：80/40mA(仅CPU，120/240VAC)，320/160mA(最大负载，120/240VAC) 冲击电流 DC/DC/DC时：12A（28.8VDC时）；AC/DC/继电器时：20A （264VAC时） 保险(不可替换) DC/DC/DC时：3A，250V时慢速熔断；AC/DC/继电器时：2A，250V时慢速熔断 电流限定 1.5A峰值，终端限定非破坏性 输入隔离 (现场与逻辑) 光电隔离：是；隔离组：500VAC，1分钟 输入电缆长度最大 屏蔽：500米(标准输入)；非屏蔽：50米(高速计数器输入)，300米(标准输入) 输出类型 DC/DC/DC时：固态-MOSFET(源型)，AC/DC/继电器时：干触点 输出额定 电压 DC/DC/DC时：24VDC；AC/DC/继电器时：24VDC或250VAC 输出电压范围 DC/DC/DC时：20.4～28.8VDC；AC/DC/继电器时：5～30VDC 或5～250VAC 输出浪涌电流(最大) DC/DC/DC时：8A，100ms；AC/DC/继电器时：5A，4s(10%工作率时) 每点额定 输出电流(最 大) DC/DC/DC时：0.75A；AC/DC/继电器时：2.0A 每个公共 端的额定输出 电流(最大) DC/DC/DC时：6A；AC/DC/继电器时：10A 输出漏电 流(最大) DC/DC/DC时：10μA；AC/DC/继电器时：-- 输出灯负 载(最大) DC/DC/DC时：5W；AC/DC/继电器时：30W DC，200W AC 接通电阻(接点) DC/DC/DC时：0.3Ω典型值(0.6Ω最大值)；AC/DC/继电器时：0.2Ω(新的时候最大值) 输出电阻 (逻辑到接点) DC/DC/DC时：--，AC/DC/继电器时：100MΩ机械寿命 周期 DC/DC/DC时：--；AC/DC/继电器时：10,000,000(无负载) 触点寿命DC/DC/DC时：--；AC/DC/继电器时：100,000(额定负载) 同时接通的输出 55℃时，所有的输出(水平安装)，45℃时，所有的输出(垂直安装) 输出电缆 长度(最大) 屏蔽：500米；非屏蔽：150米 表3-1 S7-200CPU 226 CN参数表 3.2主电路的设计 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2-1。 图2-1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，实现行车的前进和后退。 图3-1 主电路图 3.2 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，本模块高位实际位数未满8位的，未用位不能分配给I/O链的后续模块，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13个，均为开关量。其中单操作按钮开关2个，行程开关3个，限位开关5个，选择工作方式开关3个。PLC控制系统的输出信号有5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、KM4，1个用于原位指示 图3-2 I/O端子接线图 表3-2 电镀生产线控制的I/O分配表 4系统的软件设计 4.1梯形图设计 4.2 程序图仿真 5 心得体会 本设计采用PLC 对电镀专用行车进行自动控制，简化了电气控制系统的硬件和接线，减小了控制器的体积，提高了控制系统的灵活性，同时，PLC 有较完善自诊断和自保护能力，可以增强系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性，应用表明，PLC 在旧电动行车的自动化改造和新型电动行车的设计中，有广泛的应用前景。 这次实践是对自己大学三年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，使自己在各个方面的知识有一定的掌握。 本设计最终在老师和同学的帮助下完成了。有不足之处还请老师指出，以便能将设计更完整化、完美化。 6 参考文献 ［1］廖常初.S7-200Plc编程及应用［M］.北京：机械工业出版社，2007. ［2］廖常初.PLC基础及应用[M］.2版.北京：机械工业出版社，2007. ［3］廖常初.大中型PLC应用教程［M］北京：机械工业出版社，2005.［4］黄芳清，舒永忠.实用电工技术. ［5］廖常初.PLC技术问答［M］.北京：机械工业出版社，2006. ［6］廖常初.S7-200PL基础教程［M］.北京：机械工业出版社，2006. ［7］江文，许慧中主编.供配电技术.北京：机械工业出版社，2005. ［8］关大陆，张小娟主编.工厂供电.北京：清华大学出版社，2006 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 反渗透膜技术处理含镍废水 摘要:建立24m'/d电镀镶漂洗水膜法闭路循环回收系统，采用两级反渗透(RO)膜分离技术对电镀废水浓缩50倍以上，23.6m'/d透过液回用到电镀生产线作为漂洗用水，浓缩液再用蒸发器进一步浓缩后直接回到镀槽，废水处理实现闭路循环。从2005年4月到2007年4月，共运行了2年，整个系统运行良好。通过回用水和回收镍等资源，产生较显著的经济、社会和环境效益，实现清洁生产，基本上实现了电镀含镍废水的零排放。 关健询:电镀含镶废水;反渗透膜分离技术;回用水;回收镍 一．电镀 电镀是利用化学或电化学的方法对金属和非目前，电镀废水的治理把握住无害化的原则，金属表面进行装饰、防护及获取某些新性能的一种但是如何更好地实现电镀废水的资源化，回收利用工艺过程，在工业上通用性强，使用面广，几乎所有有用资源，国内外学者进行了广泛深入的研究。本的工业部门( 如机械、机电、交通、电子、仪表、纺织、文重点对各种处理技术进行较为详细的分析，对螯轻工等) 都有电镀厂( 车间) 。但由于电镀厂分散而合沉淀法和NMSTA 天然矿物污水处理剂在电镀废面广，镀件功能要求各异，镀种、镀液组分、操作方水治理中的应用进行了简单介绍，并结合新的排放式及工艺条件等种类繁多，相应带入电镀废水中的标准，对电镀废水处理技术的发展趋向进行展望。 二. 电镀废水来源及特点 电镀废水水质成分不易控制，常见的铬、铜、镍、锌、锡、铅、镉及铁等各种重金 属离子危害性更大，因此被列为当今全球三大污一般的电镀生产工艺由前处理、电镀和后处理工艺三部分组成，每个工艺一定程度上都有废水产生，其中，电 镀生产过程中的镀件漂洗废水是电镀废水的主要来源之一，约占车间废水排放 量的80%以上，废水中大部分的污染物质是由镀件表面的附着液在漂洗时带 入的; 镀液过滤废水是指在镀液过滤过程中，滴漏的镀液以及在过滤前后冲洗 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 数字单脉冲电源在电镀中的应用 摘要:脉冲电镀具有镀件质量好,生产效率高,节约原材料及环保等优点。针对此介绍了基于单片机的数字单脉冲电源在电镀中的应用。阐述了数字单脉冲电源的工作原理,其控制电路简单,组合方便。给出了双CPU结构的控制系统,以及软件流程图。 0引言： 随着社会生产力的发展和市场经济的日益繁荣,特别是我国加入世界贸易组织后,我国的电镀行业遇到更多的机遇与挑战。 电镀,即采用电化学的方法使金属离子还原为金属,并在金属或非金属制品表面形成符合要求的平滑、致密的金属覆盖层。电镀后的镀层性能在很大程度上取代了原先基体的性质,起到了装饰与防护的作用。随着科学技术与生产力的提高,电镀工艺已经在各个领域发挥着不可替代的作用。 电流通过镀槽是电镀的必要条件,镀件上的金属镀层就是在电流流过电镀槽时所产生电化学反应而形成的。 根据电镀的基本原理,改进电镀质量有两个方法:调整电镀溶液;改进电镀电源。现实中人们广泛采用改进电镀电源的方法来提高电镀的性能。在电镀电源的发展过程中,由全控型电力电子开关构成的脉冲电源是电镀电源的一次革命。这种电源体积小、性能优越、纹波系数小、不易受输出电流的影响。 1脉冲电源电镀的基本原理： 脉冲电源电镀是一项新的电镀技术。它的特点是由脉冲电流对电极过程动力学的特效影响所决定的,其中最重要的是对传质过程中的影响。在直流电镀时,镀液中被镀出的金属离子在阴极表面附近溶液中逐渐被消耗,造成了该处被镀金属离子与溶液中该离子的浓度出现差别。这种差别随着使用的电流密度的增高而加大。当阴极附近液层中的该离子的浓度降到0时,就达到了极限电流密度,传质过程完全受到扩散控制。但在脉冲电镀时,由于有关断时间的存在,被消耗的金属离子利用这段时间扩散、补充到阴极附近,当下一导通时间到来时,阴极附近的金属离子浓度得到恢复,故可以使用较高的电流密度;因此脉冲电镀时的传质过程与直流电镀时的传质过程的差异,造成了峰值电流可以大大高于平均电流,促使晶体形成的速度远远高于晶体长大的速度,使镀层结晶细化,排列紧密,孔隙减小,电阻率低。并且直流电镀时的连续阴极极化电位下的各种物质在阴极表面上的吸脱附过程与脉冲条件下的间断高阴极极化电位下的吸脱附过程的机理有了很大的差异,造成了同样的溶液配方及添加剂在电源波形不同时,表现的作用差异也很大。 脉冲电源其电流呈脉冲方式流动,并可在瞬时产生高密度电流;因此,在电镀时能将底层均匀地涂覆到镀件上,并使之加速,提高了效率;镀件表面均匀、细致,使金银等贵重金属得到很大的节约。由此可以看出,可以调节占空比及频率的脉冲电镀电源,尤其是开关电源,将随之得到广泛的应用。 2数字单脉冲电源硬件系统框架： 所谓数字脉冲电源,就是采用微处理器等数字电路对脉冲电源中的直流斩波进行控制,并实现数字显示与数字调节的一种脉冲电源。它是现在最先进的电镀电源,也是电镀电源的发展方向。 数字脉冲电源一般分为双脉冲电源与单脉冲电源两种。 数字单脉冲电源的原理框图如图1。 电镀流水线的PLC控制 一、控制要求 难易程度：难 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： 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。 输出点统计： 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S7-300 PLC。 PLC硬件配置如下： 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；通过行程开关来保证行车运行在一定范围内！ 目录 前言 第1章设计大纲 (1) 1.1 课程设计题目 (2) 1.2 课程设计资料 (2) 1.3 课程设计内容 (3) 1.4 课程设计步骤 (3) 1.5 通风系统方案的确定、系统划分应注意的问题 (3) 1.6 本课程设计参考资料 (3) 1.7 成果 (4) 1.8 图纸要求 (4) 第2章工业通风系统的设计与计算 (5) 2.1 排气罩的几种类型和特点 (5) 2.1.2 排风罩的计算和选取 (6) 2.1.2.1 电化学除油槽 (6) 2.1.2.2 催化反应槽 (7) 2.2风管选型，系统划分，风管布置 (8) 2.3 通风管道的水力计算 (9) 2.4选择净化设备 (14) 2.5风机型号和配套电机 (14) 第3章发电机室的通风计算 (15) 3.1通风量计算 (15) 3.2选定风机型号和配套电机 (15) 设计小结 (16) 参考资料 (16) 前言 随着我国工业生产的快速发展，工业有害物的散发量日益增加，环境污染问题越来越严重。严重的环境污染和生态破坏给经济社会发展带来了负面影响。工业生产过程伴随着数以亿吨的有害物排放，这些有害物如果不进行处理，会严重污染室内外空气环境，对人民身体健康造成极大危害。特别是工矿企业，工人长期接触，吸入SiO2等粉尘后，肺部会引起弥漫性纤维化，到一定程度便形成“硅肺”。对一些特殊行业，如制药、航天、电子、建材等，如果没有相应的技术加以控制，粉尘在危害人体健康的同时，也严重影响企业产品的质量，使生产无以为继。通风工程正是基于以上原因，针对居住建筑的生产车间的空气条件，一方面起着改善室内空气品质、保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用；另一方面在许多工业部门起着保证生产正常进行，提高产品质量的作用。通风工程的主要任务是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境和保护大气环境。课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。通过课程设计，掌握《通风工程》各基本原理和基本设计方法的应用，培养我们解决实际问题的能力。通过课程设计，树立正确的设计思想，培养综合运用所学理论与生产实际知识来分析和解决设计问题的能力。 本设计为某酸洗电镀车间排风罩的设计，并结合《通风工程》的内容，及各种参考资料，并完成排风罩的设计，了解工艺流程，以及设计过程中应当注意的问题。在设计的过程中： （1）了解工艺设计中的基本方法步骤，技术资料的查找与应用。 （2）学会基本的计算方法和进行绘图能力的训练。 （3）综合运用本课程及有关课程的理论知识解决工程设计中的实际问题。 课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。通过课程设计，掌握《通风工程》各基本原理和基本设计方法的应用，培养我们解决实际问题的能力。通过课程设计，树立正确的设计思想，培养综合运用所学理论与生产实际知识来分析和解决设计问题的能力。 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。 浅析脉冲电镀技术的性能与电源 前言 脉冲电镀是通过槽外控制方法改善镀层质量的一种强有力的手段,相比于普通的直流电镀镀层,其具有更优异的性能(如耐蚀、耐磨、纯度高、导电、焊接及抗变色性能好等),且可大幅节约稀贵金属,因此,在功能性电镀中得到较好的应用。目前脉冲电镀中所使用的多为方波脉冲。 脉冲电镀电源能产生方波脉冲电流,它在用于电镀时并不能得到理想的正方波,而是一种近似于梯形的波形,这会影响脉冲电镀瞬时高电位有利作用的充分发挥。脉冲频率对镀层结晶也会产生较大影响,频率过低,效果不明显;频率过高,波形畸变程度大,甚至脉冲电流会变成直流电流。脉冲电镀电源的正确使用(如设备安装、设备选型、参数选择等)对脉冲波形、设备可靠性、脉冲电镀优越性的正常发挥等均产生重要影响。 1 脉冲电镀的基本原理 常见的脉冲电流波形有方波、三角波、锯齿波、阶梯波等。根据确定脉冲波形的几点原则(如实镀效果、便于分析和研究、 易于获得和调控、便于推广等),方波是最符合要求的脉冲波形。典型的方波脉冲波形,如图1所示。由图1可知:脉冲电流实质上是一种通断的直流电。 1.1 脉冲电镀的基本参数 传统的直流电镀只有电流或电压可供调节,而脉冲电镀有脉冲电流密度(或峰值电流密度)Jp、脉冲导通时间ton和脉冲关断时间toff3个独立的参数。由ton和toff可以引出脉冲占空比γ。 (1)脉冲占空比γ计算公式 脉冲占空比γ指脉冲导通时间ton占整个脉冲周期(ton+toff)的百分比,可用下式表示: (2)平均电流密度Jm、峰值电流密度Jp、脉冲占空比γ关系式 在一个脉冲周期内,由于电流只在部分时间(ton)导通,而其他时间(toff)为零,因此,脉冲电镀的电流密度有平均电流密度和峰值电流密度之分。平均电流密度Jm等于峰值电流密度Jp 与脉冲占空比γ的乘积,可用下式表示: 由式(2)可以看出:Jm一定时,Jp会根据γ的不同而改变。1.2 脉冲电镀过程 (1)在脉冲导通期ton内 峰值电流密度相当于普通直流电流密度(或平均电流密度)的几倍甚至十几倍。高的电流密度所导致的高过电位使阴极表面吸附的原子的总数高于直流电沉积的,其结果使晶核的形成速率远远大于原有晶体的生长速率,从而形成具有较细晶粒结构的沉积层。 1 概述 1.1目的 本课程设计的教学目标是使学生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。 1.2 基本要求 1、掌握机电传动控制系统中PLC控制的基本原理、顺序控制设计方法 2、具备一定的设计能力和调试能力。 2 设计步骤和方法 2.1 任务分析及方案确定 根据控制要求进行如下工作： 1）任务分析，然后确定主电路，注意考虑设备的保护； 2）确定控制规则； 3）选择PLC，包括PLC点数、类型及扩展模块的类型，注意操作方式及控制电路的保护； 4）PLC输入输出点的确定及分配等。 2.2 电路图的确定 1）画出主电路原理图； 2）画出PLC原理或接线图。 3）画出顺序功能图。 2.3 控制软件的设计及调试 根据控制规则进行如下工作： 1）画出顺序功能图； 2）设计PLC控制梯形图； 3）程序调试说明。 3 设计说明书内容要求及时间安排 3.1设计说明书内容及书写格式要求 1）设计题目； 2）控制要求； 3）任务分析、方案确定。包括PLC输入和输出点的确定。PLC的选择，控制规则，操作方式及设计思想等； 4）画出主电路原理图（可选）； 5）画出PLC端子分配图； 6）画出顺序功能图（可选）； 7）设计PLC控制梯形图并模拟调试； 3.2时间安排 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天 2）PLC梯形图设计与调试4天 3）说明书撰写1天 4）答辩1天 前言 1. 国内外PLC的最新发展趋势长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依 靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。 PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。 在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。PLC制造商已经开始注视基于工业PC控制技术所带来的强大冲击。有专家甚至认为，新商务活动所带来的新技术和开放技术规范将会埋葬传统PLC。PLC制造商认为，虽然在工业现场安装有大量的PLC控制设备，但他们仍然需要联合工控软件公司，以便开发他们自己的基于工业PC的过程控制软件。 2. 基于PLC的电镀行车的控制系统的概述 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，重量轻，能耗低等特点。 青海大学化工学院环境工程系 《水污染控制工程》课程设计说明书 班级：环境工程专业 姓名：秦文英 学号：1220201026 指导教师：王晓 题目：电镀含铬废水日处理量150m3工艺方案确定 同组同学：马寿孝李俊杰才让卓玛朱晓玲冶秀琴尕藏东主青海大学化工学院环境工程系 目录 1 城市选定及其概况 (1) 1.1位置境域 (1) 1.2地质地貌 (1) 1.3气候 (1) 2 工艺确定及方案论证............................................................................... ..错误！未定义书签。 2.1几种常见方法的处理机比较 (2) 3 工业废水处理原则.....................................................................................错误！未定义书签。 4 方法的应用 (5) 5物料衡算 (6) 5.1总铬的物料衡算 (6) 5.2六价铬离子的物料衡算 (7) 5.3总锌的物料衡算 (7) 5.4 ss的物料衡算 (8) 5.5水量的物料衡算 (9) 6电镀废水的处理工艺 (9) 6.1污水处理主体工艺的确定 (10) 6.2综合废水 (10) 6.3设计原因 (10) 7 污水处理系统工艺流程框图 (11) 7.1调节池 (11) 7.1.2参数选取 (11) 7.1.3工艺尺寸 (11) 7.2反应池 (12) 7.2.1设计原因 (12) 7.2.2参数选取 (12) 7.2.3工艺尺寸 (13) 7.3平流沉淀池 (13) 7.3.1设计原因 (13) 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) 成绩 南京工程学院 课程设计说明书(论文) 题目电镀流水线生产系统控制 课程名称机电传动控制课程设计 院（系、部、中心）机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 学生姓名 学号 设计地点工程中心 指导教师蒋荣、马银忠 设计起止时间：2015 年 6 月8 日至2015 年6 月12 日 引言 随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等，一改往日以前人们取料时间长，难度大，效率低。 本次课程设计题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背景下应运而生的，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。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理，设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。改变以往人工取料时间长，难度大，效率低的缺点。提高工作效率，节省人力资源。 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC或PLC。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱初期的PLC只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。随着微电子技术的发展，PLC以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。 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。 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/c71974716.html,/ 过滤机https://www.doczj.com/doc/c71974716.html, 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) 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 1、本课程设计目的 根据要求设计出合理的PLC 控制装置，学习使用PLC 实现对工业过程的控制。在设计过程中要全面的考虑各种影响因素，提高设计的程序的可靠性，结合实际情况综合的加深自己对PLC 的各种基础知识加以理解消化吸收，提高动手能力和工程素养。 2、设计指标与要求 本选题是为了电镀车间提高工效、促进生产自动化以及减轻劳动强度而设计的一种专用半自动起吊设备，采用远距离控制。起吊物品为待进行电镀或进行表面处理的各种产品零件。 电镀生产过程是由人工将待加工零件装入吊篮（或挂钩上），在发出信号后，起吊设备便提升并逐段前进，按工艺要求，在需要停留的槽位上停止，并自动下降，下降到位并且停留一段时间（电镀）后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，为下一次加工做好准备。电镀系统结构示意图如图所示。 3.课程设计报告内容与设计步骤 （1）设计的任务分析与计算 1．课题要求 1．电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后移动由行车电动机M1 控制，其功率为4kW；提升电动机M2 控制吊钩上升与下放，其功率为2．5 kW。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。 2．行车架携待镀工件向前运动至槽上方，由行程开关控制其停止向前运动（制动）。 3．吊钩下放到一定位置，制动停车，待镀工件浸入槽内2min。 4．吊钩提升待镀工件到位后停止（制动），在镀槽上方停30s。 5．行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止（制动）。 6．吊钩下放，其工作情况与3 过程相同，浸入槽内时间为32s。 7．与4 过程相同，停留时间为16s。 8．以后工作重复上述过程。 2．工艺过程 电镀工艺流程图如图所示。先将待镀工件放人槽内2min，然后提起悬停 高精度脉冲电镀电源 张瑾黄念慈（四川大学，成都 610065） 赵彦春吴月涛（瑞勃电气公司，成都 610064） 摘要：开发了一台输出脉冲频率1000HZ、电流1500A、电压24V的高精度脉冲电镀电源。介绍了它的一些关键器件的设计计算和可靠性问题。 关键词：电镀电源脉冲高精度 1 引言 脉冲电镀工艺可以获得高质量的镀层，同时还可以节约镀层金属和降低生产能耗，因此近年来得到了广泛的发展。由于脉冲电镀工艺要求脉冲频率一般在500至1000HZ左右，传统的可控硅整流电源己无能为力。我们用大功率IGBT开发了一台输出1500A、24V，脉冲频率为1KHZ的高精度脉冲电镀电源。经过半年多的运行考核，证明设备的工作可靠，达到设计要求，满足了生产的需要。本文将介绍我们在开发过程中的一些经验和体会，如大功率IGBT和快恢复整流二极管的选择，缓冲吸收电路的计算，可靠性等等。 2 电源概述 电源的最大输出为1500A/24V，采用全桥式变换器方案，高频变压器次级用全波整流、LC滤波，其中主回路拓朴图见图1。用IGBT作开关元件，设计开关工作频率为20KHz，最小死区时间为7us，考虑到电源电压波动、元器件上压降、滤波电感Lf压降、线路压降等因素，选高频变压器原副边匝数比为10:1。 图 1 电源主回路 3 关键元器件的选择 IGBT和高频整流快恢复二极管是电源工作是否可靠的关键，又是材料成本的主要部分，选择合适的元件是设计的重点。除了一般应注意的电压、电流、安全工作区、安全系数、耗散功率等问题外，有两点容易被忽视。一是温度对参数的影响，有些生产厂商标的是25oC时的参数，有的标的是85oC时的参数，两者差别甚大。同一只管子，在25oC时可以通过150A，到85oC时就只能通过100A了，而管子的实际工作温度随工作环境的差异有时可能达100oC，设计时必须要充分考虑，向供应商索取有关曲线等资料作为设计计算依据；另一个比较容易被忽略的是电流有效值的问题，若以平均值代替有效值来进行计算，往往会造成过热损坏。 3.1 IGBT的选择 采用全桥式电路，高频变压器变比为10:1。当副边输出1500A时，流过IGBT的电流波形如图2，其稳态幅值为150A，宽度17us。平均值为I1(av)=150*17/50=51(A) 有效值为I1(RMS)= ==87.5(A) 后者为前者的1.7倍!电镀生产线自动控制系统
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