电镀生产线的PLC控制71890

基于PLC的电镀生产线控制系统设计摘要本文讨论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，从而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，大大提高了工作人员的工作环境质量。

为适应现代传统的工业控制系统，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Design of Galvanization Production Line ControlSystem Based on PLCABSTRACTThis article discussed how carried on the automated galvanization production line control using German Siemens PLC S7-200. In this design, we take consider of the automatic control technology component in the domestic application prospect and the environment of the galvanization production line, and this makes this production line truly to have the automatic production movement as the goal. We formulate a plan that uses a programmable controller which can adapt many kinds of environment in current and later to control the entire work. We analyzed the system software and hardware design with emphasis, and provide the system hardware wiring diagram, PLC I/O port distribution list and the overall program flow diagram and so on. This design realized the galvanization production automation, enhanced the product efficiency, and reduced the labor intensity. In order to adapt the modern tradition industry control system, we also used the King View software system which had taken on as the position machine. And coordinate PLC as lower position machine. All this has made this system had the function of current time monitoring. That caused this automatic production system integrate to the modern industry control system better.KEY WORDS: PLC, Galvanization, King View目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 控制系统概述与选题背景意义 (2)1.1.1 控制系统的概述 (2)1.1.2 课题的选题背景及意义 (2)1.2 控制对象的设计要求 (3)1.3PLC系统组成 (4)1.3.1 CPU (4)1.3.2 存储器 (4)1.3.3 输入/输出接口电路 (4)1.4PLC的基本工作原理 (5)1.5 小结 (5)第2章系统的硬件设计 (6)2.1 主电路设计 (6)2.2 PLC机型选择 (7)2.3 I/O分配表及其端子接线图 (7)2.3.1 I/O地址分配 (7)2.3.2 PLC外部接线图 (8)2.4 小结 (9)第3章系统的软件设计 (10)3.1 软件的组成及作用 (10)3.1.1 PLC内部资源 (10)3.1.2 PLC编程语言 (11)3.2 程序流程图设计 (12)3.3 程序梯形图设计 (13)3.4 指令表 (15)3.5 小结 (18)第4章系统组态画面设计 (19)4.1 组态软件介绍 (19)4.2 监控画面设计 (20)4.2.1 建立新工程 (20)4.2.2 创建组态画面 (22)4.2.3 定义I/O设备 (24)4.2.4 构造数据库 (27)4.2.5 动画连接 (29)4.2.6 编写语言命令 (30)4.3 小结 (31)第5章系统软硬件调试 (32)结论 (37)谢辞 (38)参考文献 (39)外文资料翻译 (1)前言本设计的工作过程是这样的：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。

课程设计任务书学院名称课程名称工厂电气控制技术课题名称电镀车间专用行车PLC控制系统专业班级姓名学号指导教师审批一、设计任务书（一）专用设备基本情况介绍电镀专用行车采用远距离控制，起吊重量500kg以下，起重物品是有待进行电镀或表面处理的各种产品零件。

根据电镀加工工艺的要求，电镀专用行车的结构和动作流程如图1所示，其中1 槽为电镀槽，槽中装有电镀液，2槽为回收槽，3槽为清水槽，实际生产中电镀槽的数量由电镀工艺要求决定，电镀的种类越多，槽的数量越多。

图 1 电镀专用行车的结构和动作流程图。

图1电镀专用行车的结构和动作流程图电镀专用行车的工作过程如下：（1）在电镀生产一侧，工人将待加工的零件装入吊篮，发出控制信号，行车自动上升，并逐段前进，根据工艺要求在需要停留的槽位停止。

（2）行车停留在某个槽位上面后，自动下降，停留一定的时间（各槽停留的时间根据工艺要求预先设定），再自动上升并继续前行。

（3）如此完成电镀工艺规定的各道工序，直至生产的末端。

然后，自动返回原位，由工人卸下处理好的零件。

电镀专用行车一次加工过程的控制是顺序控制，由吊篮前进、下降、延时停留、上升、后退等工序组成。

（二）拖动系统设计专用行车的前后和升降运动由三相交流异步电动机拖动，根据电镀行车的起吊重量，选用两台电动机进行拖动。

主电路拖动控制系统如图2所示，其中，行车的前进和后退，吊钩的上升和下降控制分别通过两台电动机M1、M2的正、反转来控制图2 主电路拖动控制系统原理图（三）设计任务（1）根据控制选择PLC型号，分配I/O端口（2）设计 I/O电路，选择电器元件，并绘制I/O接线电气原理图（3）绘制梯形图，绘制用户程序语句表并进行模拟调试（4）绘制以下工艺图中的一种：电气元件布置图与接线图、底板加工图；控制面板布置图、接线图、面板加工图；电气箱图与总接线图（5）编写设计、使用说明书、设计小结及参考资料目录二、设计过程（一）总体方案选择说明（1）本设计方案中的控制对象电机均由交流接触器完成开、停的控制，电动机需采用正、反向控制，正、反转之间具有互锁的功能，为了避免过多的使用接触器，互锁装置由PLC 内部的软件完成。

PLC的电镀生产线控制系统设计学号: 2009061141班级: 09电气一班设计人：陈军许指导老师：高明远日期：2011年6月22号基于PLC的电镀生产线控制系统设计本学期课程设计我们选择的是电镀生产线控制系统的设计，其主要控制流程是，生产线有三个槽，工件有可升降吊钩的行车带动，经过电镀，渡液回收和清洗等过程来完成工件的电镀过程。

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。

电镀生产线的控制系统概述与选题背景意义基于PLC电镀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。

2 电镀生产线专用行车的技术要求2.1电镀生产线的工艺要求本课题研究的电镀生产线属于小型生产企业的电镀生产线。

电镀小型专业行车，其运动形式主要有三种：即大车拖动的行车前后运动和提升机构的重物的升降运动以及小车在镀槽方向上的左右运动。

电镀专用行车设备是采用远距离控制，起吊重量是500kg以下（含电镀装具和电镀件），生产效率高，劳动强度低的专用自动化起吊设备。

电镀专用行车的结构与工艺流程图1所示：图1 电镀专用行车示意图电镀专用行车在生产线上的工作顺序是：操作人员在操作区域将待加工的零件装入吊篮，并发出开车指令，专用行车的小车便自动提升吊篮至吊梁顶部，大车同时自动前行。

前行至电镀生产现场时大车停止运行，小车牵引吊篮以及生产工件自动逐段前行，按工艺设定的要求在各镀槽前停车，吊篮自动下降至电镀槽内，停留一定的时间（在各槽停留的时间预先按工艺要求设定）后自动提升吊篮，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的终端，大车自动后行返回操作区域，小车自动右行自动返回原位，卸下吊篮内处理好的零件，重新装料待出发指令后进入下一次加工循环。

在电镀生产工艺中，不同的零件对镀层的要求不同，而且还要满足批量生产的需求。

因此，电气控制系统针对不同的工艺流程（如镀锌、镀铬、镀镍等），硬件应具有预选功能，控制程序应具有参数可修正功能。

电镀专用行车与通用的小型行车结构类似，跨度较小，但要求定位准确，以便吊篮能准确进入电镀槽内，所以设计中在工序的各个动作中的转化时利用传感器的传感信号作为动作转化的开关。

工作时大车的移动（前/后）与吊篮的上/下运动、小车移动（左/右）,除了应该具有自动控制功能以外，还要能够执行人工手动控制。

由于电镀生产线属于中型的工业生产系统，生产的设备的造价较高，生产的时候设备的功率较大，耗电量较大，故而其安全性必须得到考虑，以保证操作人员以及生产设备的安全，降低危险系数，所以无论是自动运行时还是手动运行时，系统都必须有相应的保护措施，各个动作之间要有联锁、自锁。

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。

电镀自动生产线示意图1.2控制对象的设计要求详述如摘要中所述，电镀的工作流程如图1.1：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，然后左行至左限位，吊钩下降至原位，即原位。

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。

电镀车间专用行车PLC控制系统设计1.1 电镀生产线简介随着我国国民经济的迅速发展，电镀与精饰的新技术，新工艺不断涌现。

电镀生产线实现的是一个复杂的工艺生产过程，需要控制电镀时间，电镀电流，电压，溶液浓度，温度，相关的周边设备控制及生产过程自动化。

电动行车是现代化工厂中用于物料输送的重要设备，传统的控制方式下，大都采用人工操纵的半自动控制方式。

在许多场合，为了提高工作效率、促进生产自动化和减轻劳动效率，往往需要实现电动行车的自动化控制。

实现自动化控制，可以使行车能够按照预定顺序和控制要求，自动完成一系列的工作。

1.2电镀车间行车专用PLC控制系统设计内容1.2.1设备基本情况该电镀自动线是某厂电镀车间为提高工效、促进生产自动化和减轻劳动强度而提出制造的一台专用半自动起吊设备。

采用远距离控制，起吊重量在500千克以下，起吊物品是待进行电镀及表面处理的各种产品零件。

其结构及工艺流程如图1所示。

图1 电镀自动线示意图电镀自动线机械结构与普通小型行车结构类似，由小车、大车和吊物提升机构组成。

工作时，除具有自动控制的大车移动（前/后）与小车（提升吊物用）上/下运动外，还有调整吊篮位置的小车左右运动。

其工作过程为：在电镀自动线的一侧，工人将待加工零件装入吊篮，并发出信号，提升机构便提升并自动逐段前进，按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降，停留一定时间后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至自动线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新发出信号进入下一加工循环。

对于不同零件，其镀层要求和工艺过程是不相同的，则自动线上镀槽的数量也不相同，该控制系统能对不同工艺过程（如镀锌、镀铬、镀镍镉）有程序预选和修改能力。

该自动线有5个电镀槽，各槽停留时间由用户根据工艺要求进行整定。

1.2.2 拖动系统专用行车的小车、大车和升降运动均采用三相交流异步电动机（Y802-4，0.75kW、2A、1390r/min、380V）分别拖动，并采用一级机械减速。