电镀生产线PLC控制系统

目录摘要： (1)关键词： (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1 电镀生产线控制系统概述 (2)1.1选题背景及意义 (2)1.2课题的国内外研究现状 (2)1.3控制系统的设计要求 (3)2 可编程序控制器（PLC）简介 (3)2.1 PLC的产生和定义 (3)2.2 PLC的分类 (4)2.2.1 按I/O点数容量分类 (4)2.2.2 按结构形式分类 (4)2.3 PLC的系统组成 (5)2.4 PLC的工作方式 (6)2.5 PLC应用领域 (8)3 系统的硬件设计 (8)3.1 电机的选择 (8)3.2 PLC机型的选择 (9)3.3 I/O分配表及其端子接线图 (9)4 系统的软件设计 (11)4.1 软件的组成及作用 (11)4.1.1 PLC内部资源 (11)4.1.2 STEP7软件使用简介 (11)4.1.3 PLC编程语言 (12)4.1.4 电镀生产线的工作流程 (13)4.2 PLC梯形图设计 (14)5 实时监控系统的设计 (15)5.1组态软件 (15)5.2 组态王软件的设计 (16)5.3 软硬件调试 (16)总结 (19)参考文献 (20)附录梯形图程序 (21)致谢 (32)基于PLC的电镀生产线控制系统的设计基于PLC的电镀生产线控制系统设计机械电子工程专业学生徐广超指导教师王秀摘要：电镀行业是我国重要的加工行业，随着科学技术的快速发展，电镀生产线越来越趋向自动化、智能化。

该课题的研究是用西门子PLC S7-200辅以变频器对电镀自动生产线进行自动控制，依次自动完成酸洗、电镀和清洗的过程。

重点分析了系统的硬件设计、软件设计，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，并辅以组态王进行监控等。

该基于PLC的电镀生产线控制系统具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和靠干扰能力强等特点，实现了电镀生产过程的自动化，提高了生产效率，降低了疲劳强度，能够更好的融入到现在的工业控制领域。

PLC在电镀生产线控制系统中的应用设计引言电镀生产线是广泛应用于各种电子产品生产过程中的重要工艺环节之一。

电镀生产线通过将金属物体浸入带有金属离子的电镀液中进行电解沉积，从而实现在物体表面镀上一层金属薄膜。

为了确保电镀生产线的稳定和高效运行，PLC（可编程逻辑控制器）在控制系统中发挥了重要作用。

本文将介绍PLC在电镀生产线控制系统中的应用设计。

电镀生产线的工作流程在深入探讨PLC在电镀生产线控制系统中的应用设计之前，首先需要了解电镀生产线的工作流程。

通常情况下，电镀生产线的工作流程包括以下几个主要步骤：1.预处理：在电镀之前，需要对金属物体进行表面处理，以确保表面平整和清洁。

2.电镀：将经过预处理的金属物体浸入电镀液中，并通过电解沉积的方式，在物体表面形成金属薄膜。

3.清洗：在电镀完成后，需要对金属物体进行清洗以去除残留的电镀液和杂质。

4.干燥：清洗完毕后，将金属物体进行干燥，以确保表面不受潮湿影响。

PLC在电镀生产线中的应用设计PLC在电镀生产线控制系统中的设计主要包括输入/输出模块的选择、控制程序的编写和参数设置等方面。

输入/输出模块的选择在电镀生产线控制系统中，输入/输出模块用于将外部信号输入到PLC中，并将PLC的输出信号传输到外部设备中。

在选择输入/输出模块时，需要考虑以下几个因素：•输入/输出点数：根据生产线的规模和要控制的设备数量，选择相应点数的输入/输出模块。

•信号类型：根据实际情况选择电压信号、电流信号或数字信号等输入/输出模块。

•通信接口：选择支持与其他设备进行通信的输入/输出模块。

控制程序的编写在编写控制程序时，需要考虑以下几个关键的方面：•运行模式选择：根据电镀生产线的实际需求，选择手动模式或自动模式进行控制。

•控制算法设计：采用适当的控制算法，例如PID控制算法，以保持电镀过程中的稳定性和精确性。

•故障检测和报警：编写故障检测和报警程序，及时发现和处理系统中的异常情况。

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。

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。

PLC电镀生产线控制系统摘要随着科技的发展，PLC 的开发与应用把各国的工业推向自动化、智能化。

强大的抗干扰能力使它在工业方面取代了微型计算机，方便的软件编程使他代替了继电器的繁杂连线，灵活、方便，效率高。

本次设计主要是对电镀生产线控制系统的设计，在设计中针对控制对象。

本设计从控制系统的硬件系统组成，软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。

实现了电镀生产自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。

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。

关键词：PLC；电镀；手动控制；目录1 绪论 (1)2 总体设计 (2)2.1系统的总体设计要求 (2)2.2总体设计方案 (2)2.3控制对象分析 (3)3 系统的硬件设计 (3)3.1系统硬件选型设计 (3)3.2外部连接图 (5)4 系统的软件设计 (5)4.1程序I/O分配表 (6)4.2系统顺序功能图 (7)4.3软件程序设计 (8)4.3.1程序控制要求 (8)4.3.2主程序的设计 (8)5 调试 (12)6 结论 (12)结束语 (12)参考文献 (13)附录1 程序清单 (14)1 绪论可编程控制器(Programmable Controller)简称PC，人们将最初用于逻辑控制的可编程器叫做PLC(Programmable Logic Controller)，通常也称为可编程控制器。

它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置；它具有自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点。

采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的可移植性和可维护性，对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景。

基于PLC的电镀生产线监控系统设计引言电镀生产线是一种重要的工业生产方式，用于给金属制品表面涂上一层金属薄膜以提高其耐腐蚀性和美观度。

然而，传统的电镀生产线存在许多问题，如生产效率低下、品质控制困难等。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的电镀生产线监控系统设计，旨在提高生产线的效率和品质，减少生产中的故障和损失。

设计原理电镀生产线监控系统的设计基于PLC（可编程逻辑控制器）技术。

PLC是一种用于控制工业过程的计算机控制系统，具有高可靠性、可编程性和灵活性等优点。

该系统主要由PLC控制器、传感器、执行器和人机界面组成。

PLC控制器是系统的核心，通过接收传感器采集的数据以及用户的指令来控制整个生产过程。

在该设计中，PLC控制器主要负责监控生产线的温度、电流和液位等参数，并根据预设的工艺要求进行调节和控制。

传感器负责采集这些参数的实时数据，并将其传输给PLC控制器。

执行器则根据PLC控制器的指令来控制阀门、泵等设备，以实现对生产过程的调节。

人机界面是用户与系统的交互界面，用于显示生产过程的实时状态、报警信息和历史数据等。

用户通过人机界面可以监控整个生产线的运行情况，并进行远程控制和调整。

人机界面通常采用触摸屏或电脑等设备，方便用户进行操作和管理。

系统功能基于PLC的电镀生产线监控系统具有以下功能：实时监测系统可以实时监测电镀生产线各个环节的温度、电流和液位等参数。

传感器将采集到的数据传输给PLC控制器，经过处理后显示在人机界面上。

用户可以随时了解生产线的运行状态，及时发现异常情况。

工艺控制系统根据预设的工艺要求，通过PLC控制器对电镀生产线进行自动调节和控制。

例如，当温度超过设定值时，PLC控制器会自动调整加热设备的功率，以保持温度在合适的范围内。

这样可以提高生产线的稳定性和品质。

报警提示系统可以根据设定的报警条件，对生产线的异常情况进行实时监测和报警。

当发生温度过高、电流异常或液位过低等情况时，系统会发出声音和闪烁提示，提醒用户及时采取措施，防止事故和损失的发生。

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的电镀生产线控制系统设计专业：机电一体化技术班级： 07机电51姓名：李雅娴学号：37****：***、完成日期：前言毕业设计是大学阶段最后一次综合性设计，是大学里所学知识的综合体现，是应用所学基础理论.专业知识与技能分析和解决生产实际问题的综合性训练。

毕业设计是学生毕业前进行的全面综合训练，是培养学生综合运用所学知识与技能解决实际问题的教学环节，是学生在校获得的最后训练机会，也是对学生在校期间所获得知识检验。

希望通过最终的毕业设计，能更加巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识和技能，提高自己毕业设计制图、编写技术说明书的能力，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、严肃、认真的工作作风，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控制梯形图。

在这次设计中，我明确设计目的并决定好好把握和利用好这次机会，通过自己的努力终于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，希望老师们批评指正，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精心讲解和耐心帮助，对此，特表示衷心的感谢，感谢孙来为老师抽出宝贵时间为我讲解一些设计中出现的疑问。

目录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，利用实验室plc 实训装置模拟全自动电镀生产线的运行，并利用计算机进行组态监控。

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还原成镀层。

为排除其他阳离子的干扰，切实镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。

毕业设计说明书PLC在电镀生产线控制系统中的应用设计学院：学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2011年6月II / 66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。

重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统主电路图、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、电镀生产线、控制系统、组态王III / 66AbstractPlating production line driving the degree of automation in Germany, Italy, the United States and other countries have higher levels of development, while in China is still in development stage.The topics to the industry status quo as the starting point, combined with other industry application of automatic control technology proposed PLC-based automatic electroplating production line design lane, and through the application of mechanical, programmable logic controller (PLC) and many other specialized technology developmentautomated production systems.Firstly, analysis and development of the production line's overall design concept and programs to ensure that the production line automation system with real ability and a simple structure.In the production line control system, using a high reliability, high stability, simple programming and easy to use, and is widely used in modern industrial process control of production line controller PLC.Key parts of the system hardware and softwareIV / 66design, and the system hardware, wiring diagram, PLC control I / O port allocation table and the overall program flow, etc., to achieve a plating production automation, improve productivity and reduce labor intensity.In order to adapt the modern tradition industry control system, we also used based on the configuration king software system had taken on the position machine, coordinate lower position machine PLC has completed this system real-time monitoring system function, better caused this automatic production system to integrate to the modern industry control domain in.Key words: PLC ,Electroplating productionline,Control System, Configuration KingV / 66目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT(英文摘要) (Ⅱ)目录 (VI)前言 (1)第一章绪论 (4)1.1 PLC的发展和历史趋势 (4)1.2 PLC的分类 (6)1.3 PLC系统组成及各部分的功能 (11)1.4 PLC的基本工作原理 (13)1.5 电镀生产线的控制系统概述与选题背景意义 (13)1.5.1 基于PLC的电镀行车的控制系统的概述.. 131.5.2 课题的选题背景及意义 (14)VI / 661.6 控制对象的设计要求详述 (16)第二章系统的硬件设计 (18)2.1系统总体设计 (18)2.1.1应用系统总体方案设计 (18)2.1.2系统硬件设计根据 (18)2.1.3PLC的机型选择 (18)2.2 I/O分配表及其端子接线图 (21)2.3主电路的设计 (24)2.5 电镀生产线的工作流程图 (27)第三章系统的软件设计 (29)3.1 软件的组成及应用 (29)3.1.1 PLC内部资源 (29)3.1.2 PLC编程语言 (30)VII / 663.1.3 组态软件 (33)3.2 组态王软件设计 (35)第四章梯形图 (35)结论 (39)参考文献 (40)致谢及声明 (41)VIII / 66前言我们设计的工作过程是这样的：电镀生产线的一侧，工人将待加工零件装入吊篮，并发出信号，行车的左行和右行，前进与后退以及上升与下降的运动分别由电动机M1,M2,M3拖动通过电动机的正反转实现两个方向的运动，按工艺要求在需要停留的槽位停止，这由位置控制指令信号既固定于轨道一侧的限位开关发出来控制吊篮与槽位的对位。

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。