【正文】 36 謝 辭 在同學(xué)齊心協(xié)力的努力幫助下，在導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)下，我們這個電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計完成較好，在此我對我所有的代課老師，學(xué)校的各位領(lǐng)導(dǎo)，特別是對我的指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。那么，通過我們這次對電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計不僅讓我們更多的了解到了電鍍這個工藝的發(fā)展前景，而且讓我們重新認(rèn)識了用 PLC 來設(shè)計控制系統(tǒng)的使用價值，整個設(shè)計對我們即將走入社會的畢業(yè)生來講是一次很大的鍛煉，是我們對專業(yè)知識有了進一步的提高。 按動“連續(xù)運行”按鈕，再按“啟動按鈕”，系統(tǒng)向上運行，上升指示燈亮如圖 51 所示。 完成上面所述的步驟后，組態(tài)王工程已經(jīng)初步建立起來，進入到運行和調(diào)試階段。自此，動畫連 接告一段落。 圖 412 新設(shè)備 在定義數(shù)據(jù)庫變量時 ，只要把 I/O變量連結(jié)到這臺設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。 圖 45 開發(fā)系統(tǒng) I/O 設(shè)備 選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備 \COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，運行“設(shè)備配置向?qū)А比鐖D 46 所示。 組態(tài)王軟件設(shè)計的步驟 啟動組態(tài)王軟件的工程管理器，在菜單中點擊“新建”彈出如 圖 41 ，擁有全面的腳本與圖形動畫功能可以對畫面中的一部分進行保存，以便以后進行分析或打印。對應(yīng)于原有的 HMI（人機接口軟件， Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的 HMI 的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。對于外部輸入信號，只要接入一個信號到 PLC 即可。對 CP1E40DR 系列的 PLC 來說，還有一種輸出“盒”（功能框），它代表附加的指令，如定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運算等功能指令。 PLC 中的程序由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成，系統(tǒng)程序由 PLC 生產(chǎn)廠家提供，它支持用戶程序的運行；用戶程序是用戶為完成特定的控制任務(wù)而編寫的應(yīng)用程序。當(dāng)外部的開關(guān)信號為閉合時，輸入繼電器的線圈得電，在程序中常開觸點閉合，常閉觸點斷開。 定時器的工作過程與繼電 接觸器控制系統(tǒng)的時間繼電器 基本相同，但它沒有瞬動觸點。 電鍍行車的工作流程圖 我們根據(jù)設(shè)計要求繪制了整個系統(tǒng)的 工作流程圖，以便可以更清楚的認(rèn)識電鍍行車的生產(chǎn)全過程，整個系統(tǒng)的工作流程圖，如圖 23 所示。其中 操作按鈕開關(guān) 2 個，行程開關(guān)3 個，限位開關(guān) 5 個，選擇工作方式開關(guān) 2 個。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機床、紡織機械、塑料機械、電梯等行業(yè)。（ 1） CPU 執(zhí)行指令的速度（ 2）指令本身占有的時間（ 3）指令條數(shù) ,集中輸出的方式。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號 0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。 PLC：除具有中檔 PLC 的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、函數(shù)、表格、 CRT 可編程控制器原理與應(yīng)用顯示、打印和更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能 ，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) ,實現(xiàn)工廠自動化。對 PLC 的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進行大致分類。 相同 I/O 點數(shù)的系統(tǒng)，用 PLC 比用 DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。今天的 PLC 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十 4 分重要的作用。電鍍工藝的應(yīng)用我們一般作以下用途： a、防腐蝕 b、防護裝飾 c、抗磨損 d、電性能（根據(jù)零件工作要求，提供導(dǎo)電或絕緣性能的鍍層） e、工 藝要求。少數(shù)合資企業(yè)或正規(guī)專業(yè)化企業(yè)擁有國際先進水平的設(shè)備和設(shè)施，但是大多數(shù)中小企業(yè)仍在使用許多過時的技術(shù)和設(shè)備，大量的生產(chǎn)線為半機械化和半自動化控制，一些甚至為手工操作。 用 PLC 對電鍍行車進行自動控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強的特點，是一種很有效的自動控制方式，是電鍍生產(chǎn)實現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動化生產(chǎn)的發(fā)展的主流方向 [1]。 在本次設(shè)計中，從電鍍行車在生產(chǎn)現(xiàn)場的運行環(huán)境和自動控制技術(shù)器件在國內(nèi)的應(yīng)用前景來考慮，以電鍍行車具備自動生產(chǎn)運行為目的，制定了采用在當(dāng)前及以后都應(yīng)用廣泛且能適應(yīng)多種環(huán)境的可編程控制器 PLC 來控制整個工作流程的方案。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 基于 PLC 的電鍍行車自動控制系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文 被查閱和借閱。首先對系統(tǒng)的軟硬件進行設(shè)計，給出系統(tǒng)的工作流程圖、硬件接線圖、 PLC 控制 I/O 端口分配表及整體程序流程圖。 為適應(yīng)現(xiàn)代傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，我們還采用了基于組 態(tài)王軟件的系統(tǒng)作為上位機，配合下位機 PLC 完成了該系統(tǒng)的實時監(jiān)控系統(tǒng)功能，更好的使該自動生產(chǎn)系統(tǒng)融入到現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中。 工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多、生產(chǎn)復(fù)雜，同時在電鍍中，其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕，對人的身心健康十分不利，而且人工操作隨機性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運行和保證產(chǎn)品的電鍍時間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品， PLC 在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的 PLC 年增長率保持為 20%～ 30%。 PLC 的 CPU 內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加 1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為 END指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。 PLC 沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比 DCS 要低很多。 按 I/O 點數(shù)分類 PLC 按其 I/O 點數(shù)多少一般可分為以下 4 類。 PLC：除具有低檔 PLC 的功能外，還具有較強的模擬量 I/O、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或不動作 [5]。存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入 /輸出響應(yīng)延遲。CP1E40DR 通訊功能完善，具有極高的性能價格比是很突出的特點，也是我們采用它的主要原因。 PLC 控制系統(tǒng)的輸出信 號有 5 個，其中 2 個用于驅(qū)動吊鉤 電機正反轉(zhuǎn)接觸器 、 ,2 個用于驅(qū)動行車電機正反轉(zhuǎn)接觸器 、 ， 1 個用于原位指示。 行車動作無非就是上下左右受控移動，按照指定的順序 (即動作表 )完成一系列的動作。使用時要提前輸入時間預(yù)設(shè)值。 ：輸出繼電器一般都有一個 PLC 上的輸出端子與之對應(yīng)。CP1E40DR 系列 PLC 的編程語言非常豐富，有梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖等，用戶可以選擇一種編程語言，如果需要，也可混合使用幾種語言編程。 ，中間各支路都加有電壓，當(dāng)支路接通時，有電流流過支路上的觸點與線圈。 ，而 PLC 是采用循環(huán)掃描方式工作，梯形圖中各元件是按掃描順序依次執(zhí)行的，是一種串行處理方式。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前， 工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫 HMI 應(yīng)用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。 ，變量可以導(dǎo)出到 Excel 表格中，方便的對變量名稱等屬性進行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開發(fā)時間。 對話框如下。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 46 設(shè)備配置向?qū)е? 選中 PLC,由于在本次設(shè)計中用的是 歐姆龍 CP1E40DR 系列的模塊，所以雙擊“ 歐姆龍 ”，選中 CP1E40DR，彈出如圖 47 所示對話框。 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫 \數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”對話框如圖 413所示。 ：如圖 416所示。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇 “ 文件 \切換到 View” 菜單命令，進入組態(tài)王運行系統(tǒng)。 圖 51 上升運行 當(dāng)行車碰到上限開關(guān)時，系統(tǒng)向右運 行，右行指示燈亮如圖 52所示。 在該組成員的極力配合下，該電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計基本完成，在設(shè)計當(dāng)中我們充分考慮到了操作的方便性，元件的實惠性和工藝的簡單性。 在設(shè)計的過程中我們遇到了很多困難，有很多問題通過我們的教科書是解決不了的，但是我一方面可以通過導(dǎo)師的指點，找出問題的所在，所以我們能夠成功完成設(shè)計有很大一部分通過導(dǎo)師的指導(dǎo)；另一方面我們可以通過學(xué)校的借書條件 ，從學(xué)校的圖書館獲得我們想要的資料，因此我們也要感謝學(xué)校能給我們提供這樣自我解決問題的平臺；同時，我們能夠運用我們的專業(yè)知識，在設(shè)計當(dāng)中我們能夠充分運用我們的專業(yè)知識，這都是我們在這三年里所有專業(yè)老師的細(xì)心教導(dǎo)。當(dāng)然在以后的類似設(shè)計當(dāng)中我將會盡量的達到這些要求。并使其成為現(xiàn)代表面工程技術(shù)的重要組成部分。我們編輯好畫面圖，根據(jù)各個部件之間的相互聯(lián)系和控制關(guān)系，按照上一章所述的操作步驟進行設(shè)備連接，最后終于在運行環(huán)境里實現(xiàn)了系統(tǒng)在監(jiān)控狀態(tài)下的自動運行。在空白處填入所需命令語句，點擊“確認(rèn)”即可。 按照上面的步驟，根據(jù)設(shè)計需求，分別對畫面中的物件進行動畫連接，從而實現(xiàn)了外部輸入量與內(nèi)部事物的數(shù)據(jù)連接。需要檢測外部輸入量是否與 PLC 相連時，只用雙擊該設(shè)備，在彈出的對話框中選擇測試 PLC 即可。 圖 44 新畫面 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，點擊“確定”按鈕進入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)如圖 45所示。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式 [12]。 它具有以下幾個方面的特點： ，真彩顯示圖形、支持漸進色、豐富的圖庫、動畫連接。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。 ，又可常閉，其常開、常閉觸點的數(shù)目理論上是無窮多個（受存儲容量限制），也不會磨損，因此，梯形圖設(shè)計中，可不考慮觸點數(shù)量，這給設(shè)計者帶來很大方便。 PLC 梯形圖具有以下一些特點： 的梯形圖是“從上到下”按行繪制的，兩側(cè)的豎線類似電氣控制圖的電源線，通常稱做母線（ Bus