电气控制技术课程设计说明书 电镀车间专用行车PLC控制系统设计系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 教 授 专 业： 自 动 化 班 级： 自本0803班 完成时间： 2011-11-11 摘 要通过对可编程逻辑器（PLC）进行软件编程，通过子程序的调用的方法对电镀行车关于不同的槽位进行选择性行车。从而实现电镀程序的预选功能。通过设计电机控制主电路，PLC外部接线等一些必要的硬件电路的设计，实现电镀车间专用行车的专用硬件电路。通过软件和硬件电路的结合，设计实现了电镀车间专用行车系统的设计。 关键词 可编程控制器；电镀行车；硬件设计；软件设计ABSTRACT Through to the programmable logic controller (PLC) software programming, through the subroutine calls the method of driving about different plating slots for selective driving. So as to realize the electroplating process primary function. Through the design of main circuit motor control, PLC external connection and others, some necessary hardware circuit design, realization of electroplating workshop special driving special hardware circuit. Through the combination of software and hardware circuit, electroplating workshop designed special driving system design. Key words Programmable controller; Electroplating driving; The hardware design; Software design目录1 绪论31.1 PLC 概述31.2 电镀生产线的系统简介31.3 可编程序控制器的基本结构及工作原理41.4 PLC的技术参数51.5 电镀车间行车PLC控制的电气要求51.5.1 拖动系统51.5.2 设计要求51.5.3 设计任务61.6电镀行车PLC控制的优势62 总体方案设计72.1 行车动作设计72.2 总体方案选择82.2.1 拖动方案选择82.2.2槽位选择设计的方案选择82.2.3信号检测装置选择82.2.4指示显示方案选择82.2.5工作方式方案选择92.2.6保护方案选择92.3程序设计93 主电路设计103.1 控制电机主电路104 PLC控制系统设计114.1 PLC 的选型114.2 PLC主机资源分配124.3 PLC外部接线图134.4 控制梯形图144.5 语句表184.6 测试调试215 参考文献23致 谢241 绪论1.1 PLC 概述 PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在 工业入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。 PLC的特点：可靠性高，抗干扰能力强；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； PLC的应用领域：目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 PLC的国内外状况：我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器，可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。1.2 电镀生产线的系统简介 现有的电镀生产工艺，生产工艺数据输入十分繁琐，现场操作人员众多、劳动强度大，极易造成生产工艺参数、生产数量、挂具匹配错误。为了达到提高电镀生产线的自动化生产水平，实现对电镀生产的实时监控，提高生产效率、生产的安全性，提高产品的性能，在电镀生产线中引入RFID技术，即无线射频技术对整个电镀生产流程进行监控. 目前对于制造业企业，特别是对零配件生产能够大大解决生产问题，市场需求量大1.3 可编程序控制器的基本结构及工作原理 PLC种类繁多，但其组成结构和工作原理基本相同。用可编程序控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现，应用于工业现场。PLC专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，它主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。PLC的结构框图如图1所示。 图1 PLC单元式结构1.4 PLC的技术参数一般技术参数主要是指PLC产品的工作条件与一般工作环境的适应程度。PLC是专为工业控制设计的，充分考虑了工业环境种种恶劣因数。其技术指标如表1所示。 表1 PLC的一般技术参数环境温度055环境湿度35%89%RH（不结露）抗振JIS C0911标准 1055Hz 0.5mm（最大2G）3轴方向各2h抗冲击JIS C0912标准10G 3轴方向各3次抗噪声干扰用噪声仿真器产生电压为1000Vp-p, 噪声脉冲宽度为1s,频率为30100Hz噪声，在此噪声干扰下PLC正常工作耐压AC 1500V 1min绝缘电阻5M以上，DC 500V接地第三种接地，不能接地时，亦可浮空使用环境禁止腐蚀性气体，严禁尘埃1.5 电镀车间行车PLC控制的电气要求1.5.1 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。1.5.2 设计要求 （1）控制装置具有程序预选功能（按电镀工艺确定需要停留工位），一旦程序选定，除上、下装卸零件，整个电镀工艺应能自动进行。 （2）前后运动和升降运动要求准确停位，前后、左右、升降运动之间有联锁作用。 （3）采用远距离控制，整机电源及各种动作要有相应指示。 （4）应有极限位置保护和其它必要的电气保护措施。1.5.3 设计任务 （1）根据控制要求设计程序及必要的硬件系统。 （2）PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。 （3）选择电器元件，编制元件目录表。 （4）绘制梯形图。 （5）用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。6编写设计说明书及设计小结。1.6电镀行车PLC控制的优势 目前市场上面主流的控制方式包括。PLC、单片机、DSP、FPGA、RPC等。其中DSP为精密微控制器，工作环境要求高，在电镀车间的复杂环境中有很大的限制，单片机虽然使用的环境可以适应服装的环境，但是由于起本身的资源限制，不能满足稍微复杂的控制要求。FPGA是通过硬件语言设计其控制功能的，因此不容易为其赋予复杂的控制算法，并且也不容易实现一些数学运算，并且其也是精密的微电子器件，对工作的环境有很高的要求。PRC工业控制机，只能对特定的控制系统进行控制，并且成本也很高，需要的外部辅助器件太多。 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，进步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，进步系统的可靠性，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，有广泛的应用远景。 可编程控制器是70年代以来，计算机迅速发展在产业控制领域对顺序控制有着重大意义的一种新兴技术，由于它编程直接，方便，抗干扰能力强，产业控制中几乎所有的顺序控制都可简单地由它完成，因而其应用愈来愈广泛。电动行车是现代化生产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，在很多场合，为了进步工作效率，促进生产自动化和减轻劳动强度，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。2 总体方案设计2.1 行车动作设计 总体方案是通过控制三台电动机，控制行车的前进后退到达不同的电镀槽位，上行下行实现电镀过程，以及必要的时候做左右的调整。选择功能的实现是通过选择不同的旋动开关，以使行车在选择的不同的槽位停止去实行电镀的动作，以下图2是设计方案的行车动作流程图。图2 行车动作流程图2.2 总体方案选择2.2.1拖动方案选择 由于行车的动作具有很好的可控制性，并且需要迅速频繁的连续开关电机。电镀过程中会电镀槽有热量产生，并且电镀槽里面的电镀液不能有其他的杂志存在，再有就是由于现在变频器的迅速发展，为交流三相电机的无级调速的实现成为可能，因此就不选择使用液压马达做为拖动，而采用三相异步电动机做拖动。 为实现不同的槽位的精准位置停车，设计采用自带刹车的电机。既可以节约左右制动用的接触器等器件也可以节约能耗制动的能量。而且使用接近开关代替行程开关，以获得更多的反应时间，然后在程序中使用一定的延时，保证行车的精准位置停车，并且使挂件不会因为运动的惯性，而发生撞击的事故或者其他的意外。在平移过程中上下行的电机采用抱闸制动（失电保持型），以防止吊篮因为自重下滑导致事故。 对于防止运行在不同的位置停电或者是其他的原因停车，而不能重新启动的事情发生，我采用了上下行和平移的点动操作。2.2.2槽位选择设计的方案选择 不同的槽位选择，在启动电机以前要通过旋动开关的关闭选择好，由于设计的行车是上料点和下料点分开，就不用考虑行车在中途就需要返回。只要在不同的槽位前面通过程序的设计就可以实现行车只在选择的位置停车以及发生电镀的要求。于是我设计采用调用子程序的方法来做的槽位选择。2.2.3 信号检测装置选择 在每一个槽位之前使用接近开关，可以比行程开关做到更加精准的停车，在左右平移的前后上限位置也使用接近开关，给PLC更多的反应时间做到前后限位的保护。 每个槽位电镀都做了上下限的行程开关。方便控制电镀过程的电机动作。由于上下动作的时候速度很慢，为了节约输