1、辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸辽 源 职 业 技 术 学 院教研室主任批准教研室 日期 签名 毕业设计（论文）任务书发给学生 1、设计（论文）题目及专题： 2、学生提交设计（论文）期限：自 月 日开始至 月 日完成3、设计（论文）所用原始材料： 4、设计（论文）的主要章节: 5、图表目录（必须完成的图）: 6、设计答疑人7、发题日期： 年 月 日指导人（签名）： 学 生（签名）： 答 疑 章 节 姓 名辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸辽 源 职 业 技 术 学 院毕业设计（论文）指导人评语指 导 人： （签字）年 月 日辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸辽 源 职 业 技 术 学
2、院毕业设计（论文）评阅人评语评 阅 人： （签字）评阅人所在单位：评 阅 日 期： 年 月 日辽 源 职 业 技 术 学 院辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸毕业设计（论文）答辩评语 第 号日 期： 年 月 日提交设计（论文）学生： 提交毕业设计（论文）答辩材料：1） 、设计（论文）说明书共 页2） 、设计（论文）图 共 页3） 、指 导 教 师 评 语 共 页毕 业 设 计 （论文） 答 辩 评 语：答辩成绩： 综合成绩： 毕业设计（论文）答辩组长： （签字）组员： （签字）辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸基于 PLC 的电镀行车控制系统的设计与研究摘 要本 文 介 绍 了 利 用 可
3、 编 程 序 控 制 器 对 某 电 镀 行 车 的 工 作 过 程 进 行 控 制 的 方 法 ， 简 化了 控 制 系 统 的 接 线 ， 克 服 了 电 磁 继 电 器 动 作 时 间 长 、 触 点 抖 动 的 缺 点 ， 提 高 了 系 统 的可 靠 性 和 灵 活 性 。 利 用 PLC 实 现 对 电 镀 生 产 线 的 系 统 控 制 ， 使 系 统 具 有 很 强 的 适 应能 力 ， 可 方 便 完 成 自 动 ， 手 动 拉 制 和 相 互 之 间 的 切 换 ； 整 个 程 序 采 用 结 构 化 的 设 计方 法 ， 具 有 调 试 方 便 ， 维 护 简 单 ， 移
4、 植 性 好 的 优 点 。关 键 词 ： PLC， 电 镀 行 车 ， 可 编 程 控 制 器 ， 控 制AbstractThis paper presents a controlling system which controls the special traveling crane for electroplating. This system really helps improve the reliability and laity of the controlling system. And this paper introduces the application of Roc
5、kwell PLC in the plating product line. The system can achieve auto-control and manual-control, and be switched flexibly between the two methods. Modularization is the fundamental aspect of the programming designs. Advantages of this method include convenience for debugging, simplicity for maintenanc
6、e and good transplantation.Keywords: PLC, special traveling crane for electroplating, programmable controller, control辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸目 录第 1 章 前 言 11.1 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 种 类 .11.2 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 发 展 与 现 状 .2第 2 章 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 总 体 方 案 42.1 电 镀 行 车 概 述 .42.2 对 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 设 计 要 求 .7第 3
7、 章 控 制 系 统 硬 件 设 计 93.1 电 气 控 制 线 路 的 设 计 .93.2 PLC 控 制 系 统 硬 件 部 分 的 设 计 .9第 4 章 控 制 系 统 软 件 设 计 及 实 现 134.1 PLC 梯 形 图 总 体 方 案 设 计 134.2 公 用 程 序 设 计 144.3 单 周 /连 续 程 序 设 计 .154.4 手 动 程 序 设 计 164.5 信 号 显 示 及 故 障 报 警 程 序 设 计 16总 结 17参 考 文 献 19附 录 A 基 于 PLC 的 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 设 计 图 纸 20附 录 B 电 镀 行 车
8、电 气 控 制 系 统 PLC 指 令 表 28辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸1第 1 章 前 言1.1 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 种 类1.1.1 继 电 接 触 器 控 制 系 统继 电 器 问 世 以 来 ， 一 直 是 电 气 控 制 的 主 流 ， 目 前 国 内 仍 有 不 少 厂 家 应 用 继 电接 触 器 控 制 系 统 。 其 中 输 人 单 元 为 按 钮 开 关 等 主 令 电 器 、 逻 辑 单 元 是 支 配 控 制 系统 的 “程 序 ”， 它 是 由 各 种 继 电 器 的 触 点 通 过 导 线 连 接 ， 并 具 有 一 定 的 逻 辑 功
9、能的 控 制 线 路 。 输 出 单 元 包 括 各 种 阀 门 的 控 制 线 圈 、 各 类 接 触 器 控 制 线 圈 及 信 号 指示 等 执 行 元 件 。 这 种 控 制 系 统 的 特 点 是 ： 价 格 便 宜 、 性 能 价 格 比 低 。 由 于 存 在 继电 器 抖 动 、 打 弧 、 吸 合 不 良 等 现 象 ， 因 此 控 制 系 统 寿 命 短 ， 可 靠 性 差 。 因 为 它 的自 动 控 制 功 能 是 靠 继 电 器 的 辅 助 触 点 动 作 来 实 现 ， 而 触 点 动 作 一 次 需 要 几 十 毫秒 ， 所 以 控 制 速 度 慢 ； 由 于 需
10、 要 改 变 控 制 逻 辑 就 要 改 变 各 触 点 间 的 连 线 ， 故 技改 难 度 大 ， 同 时 体 积 大 ， 耗 能 高 。 因 此 继 电 接 触 器 控 制 方 案 ， 适 用 控 制 逻 辑 比 较简 单 ， 所 需 继 电 器 数 量 较 少 ， 程 序 固 定 的 场 合 。1.1.2 单 片 机 控 制 系 统 用 单 片 机 可 以 构 成 各 种 工 业 控 制 系 统 。 有 不 少 控 制 系 统 是 利 用 通 用 PC单 片机 或 通 用 计 算 机 。 大 部 分 都 可 以 用 单 片 机 系 统 或 单 片 机 加 通 用 机 系 统 来 代 替
11、 计 算机 系 统 ， 特 别 是 较 大 型 的 工 业 测 控 系 统 。 单 片 机 的 控 制 逻 辑 由 软 件 组 成 ， 同 时 软件 的 编 写 和 修 改 方 便 ， 设 计 安 装 接 线 工 作 量 相 对 较 少 ， 设 计 周 期 较 短 ， 其 适 应 性较 强 。 但 其 缺 点 是 对 工 作 环 境 条 件 要 求 较 高 ， 抗 干 扰 能 力 不 强 ， 它 适 应 于 工 作 环境 条 件 比 较 好 的 各 种 控 制 领 域 ， 如 机 械 、 冶 金 、 纺 织 、 国 防 、 民 用 等 。 除 通 用外 设 （ 如 打 印 机 、 硬 盘 、
12、磁 盘 等 ） 外 ， 还 有 许 多 外 部 通 信 、 采 集 、 多 路 分 配 管理 、 驱 动 控 制 等 接 口 ， 而 这 些 外 设 与 接 口 完 全 由 主 机 进 行 管 理 ， 必 然 造 成 主 机 负担 过 重 ， 因 而 出 现 了 新 的 控 制 手 段 ， 即 可 编 程 序 控 制 器 。1.1.3 可 编 程 序 控 制 器 控 制 系 统一 、 可 编 程 序 控 制 器 的 特 点（ 1） 可 靠 性 高 ， 抗 干 扰 能 力 强 ；（ 2） 适 应 性 强 ， 应 用 灵 活 ；（ 3） 编 程 方 便 ， 易 于 使 用 ；（ 4） 功 能 强
13、， 扩 展 能 力 强 ； （ 5） PLC控 制 系 统 设 计 、 安 装 、 调 试 方 便 ；（ 6） 维 修 方 便 ， 维 修 工 作 量 少 ；（ 7） PLC体 积 小 ， 重 量 轻 ， 易 于 实 现 机 电 一 体 化 。二 、 可 编 程 序 控 制 器 的 应 用 领 域辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸2随 着 微 电 子 技 术 的 快 速 发 展 ， PLC的 制 造 成 本 不 断 下 降 ， 而 功 能 却 大 大 加 强 。目 前 ， 在 先 进 工 业 国 家 中 PLC已 成 为 工 业 控 制 的 标 准 设 备 ， 应 用 的 领 域 已 覆 盖
14、 了所 有 的 工 业 企 业 。 概 括 起 来 主 要 应 用 在 以 下 几 个 方 面 ：（ 1） 顺 序 控 制 ；（ 2） 运 动 控 制 ；（ 3） 闭 环 过 程 控 制 ；（ 4） 数 据 处 理 ；（ 5） 通 信 和 联 网 。1.2 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 发 展 与 现 状在 工 业 控 制 的 各 个 领 域 里 ， 小 到 一 个 简 单 的 机 电 一 体 化 设 备 、 大 到 整 个 生 产线 ， 以 及 大 型 的 工 程 领 域 里 ， 都 存 在 PLC控 制 系 统 的 技 术 存 在 。 PLC已 不 在 是局 限 在 逻 辑 上 ，
15、应 该 理 解 成 过 程 控 制 器 ， 如 西 门 子 全 集 成 自 动 化 TIA的 概 念 。在 整 个 自 动 化 领 域 ， PLC和 传 动 是 组 成 自 动 控 制 的 两 个 非 常 重 要 的 部 分 。在 主 流 PLC往 大 型 化 、 集 成 化 、 多 功 能 化 、 网 络 化 发 展 的 同 时 ， 还 有 很 多 分支 在 并 列 发 展 。 我 们 还 有 很 多 单 体 化 、 一 体 化 的 设 备 ， 现 在 越 来 越 微 型 化 离 散 的控 制 也 在 同 步 进 行 。 比 如 西 门 子 S7-200功 能 强 大 ， 1000多 块 一
16、 个 ， 原 来 是 不 能想 象 的 。 为 满 足 自 动 控 制 领 域 各 层 面 的 不 同 要 求 ， 微 型 机 、 小 型 机 的 发 展 势 头 也很 猛 。现 在 ， PLC不 仅 能 进 行 逻 辑 控 制 ， 在 模 拟 量 的 闭 环 控 制 、 数 字 量 的 智 能 控 制 、数 据 采 集 、 监 控 、 通 信 联 网 及 集 散 控 制 方 面 都 得 到 广 泛 的 应 用 。 如 今 大 、 中 型 、甚 至 小 型 PLC都 配 有 A/D、 D/A转 换 及 算 术 运 算 功 能 ， 有 的 还 具 有 PID功 能 。 这些 功 能 使 PLC应
17、 用 于 模 拟 量 的 闭 环 控 制 、 运 动 控 制 、 速 度 控 制 等 具 有 了 硬 件 基 础 ；PLC具 有 输 出 和 接 收 高 速 脉 冲 的 功 能 ， 配 合 相 应 的 传 感 器 及 伺 服 装 置 ， PLC可以 实 现 数 字 量 的 智 能 控 制 ； PLC配 合 可 编 程 终 端 设 备 （ 如 触 摸 屏 ） ， 可 以 实 时显 示 采 集 到 的 现 场 数 据 及 分 析 结 果 ， 为 分 析 、 研 究 系 统 提 供 依 据 ； 利 用 PLC的自 检 信 号 可 实 现 系 统 监 控 ； PLC具 有 较 强 的 通 信 功 能
18、， 可 与 计 算 机 或 其 他 智 能 装置 进 行 通 信 和 联 网 ， 从 而 能 方 便 地 实 现 集 散 控 制 。 功 能 完 备 的 PLC不 仅 能 满 足控 制 的 要 求 ， 还 能 满 足 现 代 化 大 生 产 管 理 的 需 要 。总 之 为 了 进 一 步 扩 大 PLC在 工 业 自 动 化 领 域 的 应 用 范 围 ， 适 应 大 、 中 、 小 型企 业 扩 印 不 同 需 要 ， PLC产 品 大 致 向 以 下 几 方 面 发 展 ：（ 1） 向 小 型 化 方 向 发 展 ；（ 2） 向 高 速 度 、 大 容 量 和 智 能 化 方 向 发 展
19、 ；（ 3） PLC编 程 工 具 与 编 程 语 言 的 多 样 化 、 高 级 化 、 标 准 化 ；辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸3（ 4） 向 网 络 化 方 向 发 展 ；（ 5） 发 展 容 错 技 术 和 故 障 诊 断 。辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸4第 2 章 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 总 体 方 案2.1 电 镀 行 车 概 述2.1.1 电 镀 行 车 的 用 途本 电 镀 行 车 是 某 企 业 电 镀 车 间 为 了 提 高 工 作 效 率 ， 促 进 生 产 自 动 化 和 减 轻 劳动 强 度 而 制 造 的 一 台 起 吊 设 备 。 该
20、 设 备 采 用 远 距 离 控 制 ， 起 吊 物 品 是 有 待 进 行 电镀 或 表 面 处 理 的 各 种 产 品 零 件 。 另 外 ， 本 电 镀 行 车 拥 有 手 动 、 单 周 和 连 续 3种工 作 方 式 ， 用 户 可 根 据 实 际 需 要 选 择 其 中 工 作 方 式 进 行 电 镀 产 品 零 件 ， 这 样 就大 大 增 加 了 对 电 镀 行 车 操 作 的 灵 活 性 。2.1.2 电 镀 行 车 的 基 本 组 成 结 构本 电 镀 行 车 机 械 部 分 由 传 送 带 A、 传 送 带 B、 行 车 和 电 镀 槽 等 4部 分 组 成 ，而 行 车
21、 又 由 大 车 、 小 车 和 吊 钩 等 部 分 组 成 ， 如 图 2.1所 示 。 传 送 带 A、 传 送 带B、 大 车 、 小 车 和 吊 钩 分图 2.1 电 镀 车 间 平 面 示 意 图别 由 电 动 机 M1 M5拖 动 。 其 中 ， 大 车 、 小 车 和 吊 钩 在 电 动 机 的 拖 动 下 可 分 别 作前 后 、 左 右 、 上 下 运 动 ， 行 车 的 起 吊 重 量 在 500kg以 下 ， 起 吊 物 品 是 待 进 行 电镀 和 表 面 处 理 的 各 种 产 品 零 件 。 用 来 进 行 电 镀 和 表 面 处 理 的 容 器 是 1 5号 槽
22、，每 个 槽 内 从 左 到 右 都 有 5个 位 置 依 次 称 为 1号 位 、 2号 位 5号 位 ， 每 个 位 置 都可 以 放 置 一 个 吊 篮 ， 因 此 ， 每 个 槽 内 共 可 以 放 置 5个 吊 蓝 。 1 5号 槽 内 依 次 装有 酸 液 、 清 水 、 锌 液 、 铬 液 、 镍 镉 液 ， 可 分 别 用 来 对 产 品 零 件 进 行 除 锈 、 清 洗 、镀 锌 、 镀 铬 和 镀 镍 镉 等 处 理 （ 但 在 同 一 时 间 内 ， 只 需 对 产 品 零 件 进 行 镀 锌 或 镀12345123451234512345123451 2 3 4 5A
23、B 1234512345 . 辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸5铬 或 镀 镍 镉 处 理 ） 。 完 成 对 产 品 零 件 的 除 锈 、 清 洗 、 镀 锌 、 镀 铬 和 镀 镍 镉 处 理 所需 的 时 间 分 别 为 5分 钟 、 2分 钟 、 10分 钟 、 15分 钟 、 20分 钟 。2.1.3 电 镀 行 车 的 主 要 技 术 参 数根 据 工 厂 生 产 实 际 情 况 可 得 ：（ 1） 电 镀 行 车 传 送 带 A和 传 送 带 B最 大 载 重 为 Mmax=2500kg， 其 传 送 带 摩 擦系 数 =0.2， 传 送 带 速 度 要 求 为 v =15
24、m/min。 （ 2） 电 镀 行 车 大 车 最 大 载 重 为 Mmax =5000kg， 其 大 车 与 导 轨 的 摩 擦 系 数 =0.15， 大 车 的 速 度 要 求 为 v =30m/min。（ 3） 电 镀 行 车 小 车 最 大 载 重 为 Mmax =1500kg， 其 小 车 与 大 车 的 摩 擦 系 数 =0.1， 小 车 的 速 度 要 求 为 v =15m/min。（ 4） 电 镀 行 车 吊 钩 最 大 负 重 为 Mmax =500kg， 其 吊 绳 的 摩 擦 系 数 可 忽 略 不计 ， 吊 钩 上 升 与 下 降 的 速 度 要 求 为 v =15m/
25、min。2.1.4 电 镀 行 车 的 工 作 原 理要 求 本 电 镀 行 车 对 产 品 零 件 的 传 送 过 程 如 下 ：（ 1） 将 吊 篮 从 传 送 带 A送 到 1号 槽 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 除 锈 处 理 。在 电 镀 行 车 启 动 前 的 初 始 状 态 下 ， 吊 钩 在 大 车 和 小 车 的 拖 动 下 处 于 传 送 带 A的 1号 位 的 上 方 。当 按 下 启 动 按 钮 后 ， 传 送 带 A向 前 ， 将 装 满 待 电 镀 和 表 面 处 理 的 产 品 零 件 的吊 篮 送 到 1 5号 位 。 传 送 到 位 后 ， 吊 钩 下
26、降 。下 降 到 位 后 ， 小 车 向 右 一 小 段 距 离 ， 以 使 吊 钩 钩 住 吊 篮 。钩 住 吊 篮 后 ， 吊 钩 上 升 。吊 钩 将 吊 篮 提 升 到 位 后 ， 大 车 向 前 (小 车 不 动 )， 将 吊 篮 送 到 1号 槽 的 1号 位的 上 方 。将 吊 篮 送 到 位 后 ， 吊 钩 下 降 ， 将 吊 篮 送 到 1号 槽 中 的 1号 位 ， 以 对 产 品 零 件进 行 除 锈 处 理 。吊 钩 下 降 到 位 后 ， 小 车 向 左 一 小 段 距 离 ， 以 使 吊 钩 脱 离 吊 篮 。吊 钩 脱 离 吊 篮 后 ， 吊 钩 上 升 。上 升
27、 到 位 后 ， 大 车 向 后 ， 小 车 向 左 ， 拖 动 吊 钩 到 传 送 带 A的 2号 位 的 上 方 。吊 钩 到 达 传 送 带 A的 2号 位 的 上 方 后 ， 吊 钩 下 降 。以 后 重 复 上 述 过 程 ， 依 次 将 各 吊 篮 从 传 送 带 A的 2 5号 位 送 到 1号 槽 的2 5号 位 。当 行 车 将 第 5个 吊 蓝 送 到 1号 槽 的 5号 位 后 ， 重 复 上 述 第 （ 7） 、 （ 8） 步 的 过程 ， 使 吊 钩 脱 离 吊 篮 并 上 升 。上 升 到 位 后 ， 大 车 不 动 ， 小 车 向 左 ， 拖 动 吊 钩 回 到
28、1号 槽 的 1号 位 的 上 方 。等 待 下 一 步 传 送 工 作 的 进 行 。辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸6（ 2） 将 吊 篮 从 1号 槽 送 到 2号 槽 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 清 洗 。当 1号 槽 1号 位 的 吊 篮 中 的 产 品 零 件 经 酸 液 进 行 了 5分 钟 的 除 锈 处 理 后 ， 重复 类 似 于 上 述 （ 1） （ 13） 步 的 过 程 ， 依 次 将 各 吊 篮 从 1号 槽 中 的 1 5号 位送 到 2号 槽 的 1 5号 位 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 清 洗 。 将 各 吊 篮 送 到 位 后 ， 应 使
29、 吊 钩回 到 2号 槽 的 1号 位 的 上 方 。 等 待 下 一 步 传 送 工 作 的 进 行 。（ 3） 将 吊 篮 从 2号 槽 送 到 3号 槽 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 镀 锌 处 理 。当 2号 槽 1号 位 的 吊 篮 中 的 产 品 零 件 经 清 水 进 行 了 2分 钟 的 清 洗 后 ， 若 需 对产 品 零 件 进 行 镀 锌 处 理 ， 则 应 重 复 类 似 于 上 述 （ 1） （ 13） 步 的 过 程 ， 依 次将 各 吊 篮 从 2号 槽 中 的 1 5号 位 送 到 3号 槽 的 1 5号 位 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 镀 锌处
30、理 。 将 各 吊 篮 送 到 位 后 ， 应 使 吊 钩 回 到 3号 槽 的 1号 位 的 上 方 。 等 待 下 一 步 传送 工 作 的 进 行 。（ 4） 将 吊 篮 从 2号 槽 送 到 4号 槽 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 镀 铬 处 理 。当 2号 槽 1号 位 的 吊 篮 中 的 产 品 零 件 经 清 水 进 行 了 2分 钟 的 清 洗 后 ， 若 需 对产 品 零 件 进 行 镀 铬 处 理 ， 则 应 重 复 类 似 于 上 述 （ 1） （ 13） 步 的 过 程 ， 依 次将 各 吊 篮 从 2号 槽 中 的 1 5号 位 送 到 4号 槽 的 1 5号
31、位 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 镀 铬处 理 。 将 各 吊 篮 送 到 位 后 ， 应 使 吊 钩 回 到 4号 槽 的 1号 位 的 上 方 。 等 待 下 一 步 传送 工 作 的 进 行 。（ 5） 将 吊 篮 从 2号 槽 送 到 5号 槽 ， 对 产 品 零 件 进 行 镀 镍 镉 处 理 。当 2号 槽 1号 位 的 吊 篮 中 的 产 品 零 件 经 清 水 进 行 了 2分 钟 的 清 洗 后 ， 若 需 对产 品 零 件 进 行 镀 镍 镉 处 理 ， 则 应 重 复 类 似 于 上 述 （ 1） （ 13） 步 的 过 程 ， 依次 将 各 吊 篮 从 2号 槽
32、中 的 1 5号 位 送 到 5号 槽 的 1 5号 位 ， 以 对 产 品 零 件 进 行 镀镍 镉 处 理 。 将 各 吊 篮 送 到 位 后 ， 应 使 吊 钩 回 到 5号 槽 的 1号 位 的 上 方 。 等 待 下 一步 传 送 工 作 的 进 行 。（ 6） 将 吊 篮 从 3或 4、 5号 槽 送 到 传 送 带 B， 以 将 经 镀 锌 或 镀 铬 、 镀 镍 镉 处 理过 的 产 品 零 件 运 走 。当 3或 4、 5号 槽 的 1号 位 的 吊 篮 中 的 产 品 零 件 经 过 了 10或 15、 20分 钟 的 镀 锌或 镀 铬 、 镀 镍 镉 处 理 后 ， 重
33、复 类 似 于 上 述 （ 1） （ 13） 步 的 过 程 ， 依 次 将 各吊 篮 从 3或 4、 5号 槽 中 的 1 5号 位 送 到 传 送 带 B的 1 5号 位 ， 以 将 经 镀 锌 或 镀 铬 、镀 镍 镉 处 理 过 的 产 品 零 件 运 走 。 将 各 吊 篮 送 到 传 送 带 B后 ， 应 使 吊 钩 回 到 传 送带 A的 1号 位 的 上 方 。 等 待 下 一 个 循 环 的 传 送 工 作 的 进 行 。2.2 对 电 镀 行 车 控 制 系 统 的 设 计 要 求2.2.1 对 工 作 方 式 的 设 计 要 求（ 1） 为 了 适 应 电 镀 行 车 控
34、 制 系 统 的 调 试 、 检 查 和 操 作 方 便 的 需 要 ， 应 使 电辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸7镀 行 车 控 制 系 统 具 备 手 动 、 单 周 和 连 续 三 种 工 作 方 式 。（ 2） 应 具 有 对 上 述 三 种 工 作 方 式 的 自 由 选 择 功 能 。（ 3） 为 了 避 免 程 序 混 乱 ， 应 能 避 免 在 同 一 时 间 内 电 镀 行 车 按 两 种 或 两 种 以上 的 工 作 方 式 运 行 。2.2.2 对 单 机 控 制 的 设 计 要 求在 电 镀 产 品 零 件 的 过 程 中 ， 要 求 能 按 下 某 一 步 就
35、运 行 某 一 步 ， 即 当 遇 到 电 镀特 殊 工 艺 要 求 时 能 实 现 人 工 单 步 操 作 。2.2.3 对 全 机 控 制 的 设 计 要 求（ 1） 在 单 周 和 连 续 工 作 方 式 下 ， 当 下 述 初 始 条 件 中 的 任 何 一 个 不 具 备 时 ，应 避 免 电 镀 行 车 启 动 运 行 ： 行 车 大 车 在 初 始 位 置 ； 行 车 小 车 在 初 始 位 置 ； 吊 钩 在 初 始 位 置 。（ 2） 在 单 周 和 连 续 工 作 方 式 下 ， 应 能 使 电 镀 行 车 按 照 预 先 规 定 的 工 艺 流 程运 行 。（ 3） 在
36、电 镀 产 品 零 件 的 过 程 中 ， 如 遇 到 任 何 一 步 不 能 正 常 完 成 ， 应 能 使 电镀 行 车 立 即 自 动 停 车 。（ 4） 在 连 续 工 作 方 式 下 ， 应 能 对 电 镀 行 车 工 作 循 环 次 数 和 一 个 循 环 完 成 时间 进 行 累 计 ， 具 备 计 数 和 计 时 功 能 。（ 5） 应 能 保 证 操 作 人 员 随 时 都 能 使 电 镀 行 车 紧 急 停 车 。2.2.4 对 控 制 系 统 保 护 的 要 求为 了 能 够 保 障 电 镀 行 车 及 其 控 制 系 统 的 安 全 ， 应 使 控 制 系 统 具 备
37、以 下 保 护 功能 ：（ 1） 短 路 保 护 ；（ 2） 过 载 保 护 ；（ 3） 失 压 保 护 ；（ 4） 吊 钩 紧 急 制 动 。2.2.5 对 信 号 显 示 和 故 障 报 警 的 设 计 要 求（ 1） 在 任 何 工 作 方 式 下 ， 信 号 显 示 系 统 都 能 显 示 电 镀 行 车 及 其 传 送 带 运 行的 全 过 程 。（ 2） 信 号 显 示 系 统 应 能 显 示 控 制 系 统 的 电 源 的 工 作 状 态 ， 电 动 机 的 工 作 状辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸8态 ， 控 制 系 统 的 工 作 方 式 。（ 3） 当 任 何 一 台
38、 电 动 机 的 过 载 保 护 动 作 时 ， 信 号 显 示 系 统 应 能 显 示 发 生 过载 故 障电 动 机 ， 故 障 报 警 系 统 应 能 发 出 音 响 故 障 信 号 。辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸9第 3 章 控 制 系 统 硬 件 设 计3.1 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
39、 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 大 车 电 机 、 小 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 如 附 录 A中 的
40、 图 A.1所 示 。在 附 图 A.1所 示 主 电 路 中 ， 根 据 前 面 所 确 定 的 控 制 方 案 ， 各 主 轴 电 机 的 接 触器 KM1 KM10的 线 圈 由 PLC控 制 。 因 此 ， 在 该 图 中 不 再 给 出 这 些 接 触 器 的 线 圈 控制 回 路 。信 号 和 故 障 显 示 采 用 DC24V发 光 二 极 管 ， 因 此 ， 电 路 中 配 备 了 一 台AC220V/DC24V变 压 器 向 该 二 极 管 电 路 提 供 24V直 流 电 源 。在 附 图 A.1的 自 动 开 关 QF2作 为 稳 压 电 源 和 PLC及 其 负 载 的
41、 短 路 保 护 ， 接 触器 KM作 为 PLC及 其 负 载 的 电 源 控 制 电 器 。3.2 PLC 控 制 系 统 硬 件 部 分 的 设 计3.2.1 PLC输 入 /输 出 元 件 确 定一 、 所 需 PLC输 入 元 件 及 输 入 点 的 统 计预 开 按 钮 SB11、 启 动 按 钮 SB12和 预 停 按 钮 SB13， 占 用 PLC的 3个 输 入 点 。工 作 方 式 选 择 开 关 SA2用 来 选 择 手 动 、 单 周 、 连 续 三 种 工 作 方 式 的 一 种 ， 占用 PLC的 3个 输 入 点 。电 镀 种 类 选 择 开 关 SA3用 来 选
42、 择 镀 锌 、 镀 铬 、 镀 镍 镉 三 种 电 镀 中 的 一 种 ， 占用 PLC的 3个 输 入 点 。电 镀 行 车 及 传 送 带 的 手 动 操 作 按 钮SB1、 SB2、 SB3、 SB4、 SB5、 SB6、 SB7、 SB8、 SB9、 SB10均 为 一 个 常 开 触 点 ，它 们 共 占 用 PLC的 10个 输 入 点 。用 于 检 测 传 送 带 吊 篮 位 置 的 光 电 开 关 为 SP1、 SP2、 SP3， 它 们 共 占 用 PLC的 3个 输 入 点 。用 于 吊 钩 拖 动 电 机 串 电 阻 起 动 的 欠 电 流 继 电 器 为 KI1、 K
43、I2、 KI3， 它 们 共占 用 PLC的 3个 输 入 点 。用 于 检 测 电 镀 行 车 大 车 运 行 位 置 的 行 程 开 关 为辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸10SQ1、 SQ2、 SQ3、 SQ4、 SQ5、 SQ6、 SQ7、 SQ8、 SQ9， 它 们 共 占 用 PLC的 9个 输 入点 。用 于 检 测 电 镀 行 车 小 车 运 行 位 置 的 行 程 开 关SQ10、 SQ11、 SQ12、 SQ13、 SQ14、 SQ15、 SQ16、 SQ17， 它 们 共 占 用 PLC的 8个输 入 点 。用 于 检 测 吊 钩 升 降 位 置 的 行 程 开 关
44、SQ18， 占 用 PLC的 一 个 输 入 点 。用 于 电 镀 行 车 各 电 动 机 过 载 保 护 的 热 继 电 器 为FR1、 FR2、 FR3、 FR4、 FR5， 它 们 均 为 一 个 常 开 触 点 ， 共 占 用 PLC的 5个 输 入 点 。综 上 所 述 ， 共 需 PLC输 入 触 点 48个 。二 、 所 需 PLC输 出 元 件 及 输 出 点 的 统 计控 制 电 镀 行 车 各 个 电 机 运 行 的 接 触 器 线 圈 为KM1、 KM2、 KM3、 KM4、 KM5、 KM6、 KM7、 KM8、 KM9、 KM10， 它 们 共 占 用 PLC的10个
45、 输 出 点 。在 吊 钩 拖 动 电 机 转 子 回 路 中 ， 用 于 接 入 和 切 除 三 段 附 加 电 阻 的 接 触 器 为KM11、 KM12、 KM13， 用 于 防 止 三 台 接 触 器 同 时 通 电 动 作 的 中 间 继 电 器 为KA， KM11、 KM12、 KM13和 KA的 线 圈 与 PLC输 出 点 的 连 接 关 系 如 图 3.1所 示 ， 由该 图 可 知 ， KM11、 KM12、 KM13和 KA的 线 圈 共 占 用 PLC的 2个 输 出 点 。图 3.1 电 流 继 电 器 控 制 电 路 图用 于 大 车 电 机 、 小 车 电 机 、
46、 吊 钩 电 机 制 动 抱 闸 的 电 磁 铁 的 线 圈 为YB1、 YB2、 YB3， 它 们 共 占 用 PLC的 3个 输 出 点 。预 开 预 告 电 铃 BE 1个 ， 占 用 PLC的 1个 输 出 点 。故 障 报 警 蜂 鸣 器 BU 1个 ， 占 用 PLC的 1个 输 出 点 。电 镀 行 车 各 电 机 运 行 过 程 指 示 灯 为HL1、 HL2、 HL3、 HL4、 HL5、 HL6、 HL7、 HL8、 HL9、 HL10， 它 们 共 占 用 PLC的10个 输 出 点 。其 中 传 送 带 A向 前 指 示 灯 为 HL1； 传 送 带 A向 后 指 示
47、灯 为 HL2； 传 送 带 B向 前辽源职业技术学院毕业设计（论文）用纸11指 示 灯 为 HL3； 传 送 带 B向 后 指 示 灯 为 HL4； 大 车 前 进 指 示 灯 为 HL5； 大 车 后 退 指示 灯 为 HL6； 小 车 右 行 指 示 灯 为 HL7； 小 车 左 行 指 示 灯 为 HL8； 吊 钩 上 升 指 示 灯为 HL9； 吊 钩 下 降 指 示 灯 为 HL10。用 于 指 示 电 镀 行 车 各 电 机 过 载 故 障 的 指 示 灯 为HL10、 HL11、 HL12、 HL13、 HL14， 它 们 共 占 用 PLC的 5个 输 出 点 。综 上 所
48、述 ， 共 需 PLC输 出 触 点 32个 。3.2.2 PLC型 号 的 确 定查 阅 我 国 各 大 企 业 使 用 较 多 的 PLC生 产 厂 家 生 产 的 PLC的 技 术 手 册 ， 确 认 日本 三 菱 公 司 生 产 的 FX2N-128MR型 基 本 单 元 完 全 能 过 满 足 上 述 要 求 ， 因 此 本 课 题控 制 系 统 的 PLC选 用 FX2N-128MR型 基 本 单 元 1台 。 其 主 要 技 术 性 能 指 标 如 下 ： 该型 PLC为 整 体 式 结 构 ， 具 有 本 电 镀 行 车 所 需 的 所 有 指 令 功 能 ， 其 输 入 点 数 为 64点 ， 输 出 点 数 为 64点 ， 用 户 存 储 器 容 量 8KB， 输 入 模 块 电 压 为 DC24V， 输 出 模块 为 继 电 器 型 。3.2.3 PLC I/O元 件 分 配 表一 、 PLC输 入 元 件 分 配 表可 将 PLC电 镀 行 车 控 制 系 统 中 PLC的 所 有 输 入 元 件 分 配 到 PLC的 各 个 输 入 点上 ， 如 表 3. 1所 示 。表 3.1 PLC 输 入 元 件
