电镀生产线的PLC控制

电镀生产线的控制一. 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 o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三、设计PLC的I/O分配表如表3-1所示是PLC的I/O分配表，其详细列出了输入输出的元件符号、编号、功 能等，其中输出元件对应于电机的正、反转，丫0作为吊环电机M1的正转，控制生产线中 的上升阶段；丫2作为电机M1的反转输出控制吊环下降；而丫1则是作为电机M2的正转输 出控制右行；丫3是电机M2的反转输出信号控制其生产过程中的左行阶段。表3-1 PLC的I/O分配表输入输出PLC编号元件符号功能PLC编号元件符号功能X0SB1启动Y0KM1上升X7SB2停止Y2KM2下降X5SQ5上限位丫1KM3右行X6SQ6下限位Y3KM4左行X1SQ1右限位X2SQ2回收液槽限位X3SQ3清水槽限位X4SQ4左限位X13SA1手动X11SA2步进X12SA3单周期X10SA4连续X14SB3上升X15SB4下降X16SB5右行X17SB6左行四、设计PLC的I/O接线图如图3-4-1所示，为电镀生产线控制系统的I/O接线图，其中SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6为按钮开关，均需要用手操控其作用；SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6为行程开关，分别置于不同的限位上，用于控制电机的上下左右；SA1、SA2 SA3 SA4为拨动开关或者是旋转开关，主要用于手动、单周期、自动循环、步进这四种工作方式的选择 与切换。图3-4-1电镀生产线控制系统的I/O接线图五、设计功能图如图3-5-1是电镀生产线控制的PLC控制功能图，功能图主要用于描述电镀生产线 控制系统的工作过程，功能及其特性，是分析、设计该电器系统控制程序的主要根据， 主要有步、有向连线、转换、转换条件和命令组成，在本设计中更具PLC的具体情况,我们选择如图中M0M2作为功能图的步，将整个电镀生产过程分成了许多步，每步完成 各自不同的动作，通过输入转换条件如 X0X17 T0T5进行步间转换后，由不同的输出 Y0、丫1、丫2、丫3从而驱动电机运行完成整个电镀生产过程。顺序功能图的设计同时也为 我们下一步的梯形图设计奠定了基础，图 3-5-1 电镀生产线控制的 PLC 控制功能图六、设计梯形图梯形图 如图 3-6-1 梯形图，为电镀生产过程的总控制图，根据设计的要求在总控制梯 形图中每个生产控制方式由程序不同的部分来控制完成：1 如图 3-6-1 是完成控制系统的启动与停止其中按钮SB1( X0)启动，SB2(X7)停止。如图 3-6-1 系统的启动与停止梯形图2 如图 3-6-2 手动工作方式控制部分当开关拨动到 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。图 3-6-2 手动工作方式控制梯形图3 图 3-6-3 为步进工作方式的控制部分将开关拨动到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。图 3-6-3 进工作方式的控制梯形图4 如图 3-6-4 为单周期和自动循环工作方式的控制部分当闭合SA1则实现自动循环，若闭合 SA4则实现单周期的控制方式。如图 3-6-4 单周期和自动循环工作方式梯形图图 3-6-5 电镀生产线 PLC 控制系统梯形图