【正文】 第1章 電鍍行車控制系統(tǒng)的總體方案論證 電鍍行車概述 電鍍行車的基本結(jié)構(gòu)本電鍍行車機(jī)械部分由傳送帶A、傳送帶B、行車和電鍍槽等4部分組成，而行車又由大車、小車和吊鉤等部分組成?？删幊绦蚩刂破骺煽啃愿撸垢蓴_能力強(qiáng)；編程方便，易于使用；設(shè)計安裝調(diào)試、維修方便維修工作量少體積小重量輕，易于實現(xiàn)機(jī)電一體化等優(yōu)勢。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動化控制不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少廢品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生產(chǎn)線上對行車的自動控制則是電鍍生產(chǎn)線自動化控制的關(guān)鍵。整個程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法，具有調(diào)試方便，維護(hù)簡單，移植性好的優(yōu)點(diǎn)。因此，我們可以得知控制系統(tǒng)在電鍍行車中的地位是非常重要的，它直接關(guān)系著企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。采用PLC控制系統(tǒng)控制該電鍍行車，其突出特點(diǎn)表現(xiàn)在：電鍍行車控制系統(tǒng)抗干擾能力大為提高，其工作的可靠性和穩(wěn)定性度大大提高。完成對產(chǎn)品零件的除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘處理所需的時間分別為5分鐘、2分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘。⑤ 將吊籃送到位后，吊鉤下降，將吊籃送到1號槽中的1號位，以對產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹處理。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。②手動控制的設(shè)計在電鍍產(chǎn)品零件的過程中，要求能按下某一步就運(yùn)行某一步，即當(dāng)遇到電鍍特殊工藝要求時能實現(xiàn)人工單步操作。（操作面板元件布置圖）、(操作面板元件接線圖)。 電動機(jī)電氣控制線路的設(shè)計 電機(jī)型號選擇 傳送帶電機(jī)選擇根據(jù)工廠生產(chǎn)實際要求：電鍍行車傳送帶A和傳送帶B最大載重為Mmax=2500Kg，其傳送帶摩擦系數(shù)u=，傳送帶速度要求為v=15m/min，由電機(jī)功率計算公式 () ()得出P=1250W, 由此查《電動機(jī)選型與應(yīng)用》可選型號為Y100L14的電動機(jī)2臺分別作為傳送帶A、B的拖動電機(jī)，額定電壓為交流380V，額定電流為5A，額定轉(zhuǎn)速1430r/min。根據(jù)前面所選定的各種電機(jī)額定電流可知該主電路的總工作電流為45A，工作電壓為380/220V，查《低壓電器維修手冊》，可將該塑料外殼式自動開關(guān)QF1的型號選為DZ10100。(4) 吊鉤電機(jī)接觸器KM9和KM10的選擇、查《低壓電器維修手冊》，選擇其接觸器KM9和KM10型號為CJ24100，數(shù)量為2臺，其額定電壓為交流380V，額定電流為100A，操作頻率為600次/h，電壽命為180萬次，機(jī)械壽命為600萬次。考慮到傳送帶A、B的拖動電機(jī)額定電流為5A，故熱繼電器的動作電流整定為5A，這樣能保證熱繼電器在上述兩臺電動機(jī)過載時可靠動作。.1倍整定值時小于20ms，觸頭斷開容量AC250V，電壽命10萬次。電動機(jī)控制線路中各電機(jī)主電路接于380V電源，控制電路接于220V電源。，接觸器KM作為PLC及其負(fù)載的電源控制電器。 PLC及其負(fù)載的電源控制電路設(shè)計在電鍍行車正常工作下，通常PLC及其負(fù)載的電源應(yīng)一直處于供電狀態(tài)，因此，可采用由按鈕和接觸器組成的啟、保、停電路對它們的電源進(jìn)行通/斷控制。 工作方式選擇開關(guān)型號的選擇為了滿足控制要求，本電鍍行車控制系統(tǒng)設(shè)置了手動、單周和連續(xù)三種工作方式；且電鍍種類也分為鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘三種。當(dāng)工作方式選擇開關(guān)手柄置于零位時，工作方式選擇開關(guān)的所有觸點(diǎn)都應(yīng)處于斷開狀態(tài)。手動工作方式按鈕、啟動按鈕、預(yù)開按鈕和PLC負(fù)載電源接通按鈕選綠色，共13個；緊急停止按鈕和預(yù)停按鈕為紅色，共2個。根據(jù)國家對指示燈顏色的規(guī)定：表示工作方式、運(yùn)行過程等的指示燈的顏色應(yīng)為綠色，表示故障的指示燈應(yīng)為紅色。電鍍行車及傳送帶的手動操作按鈕SBSBSBSBSBSBSBSBSBSB10均為一個常開觸點(diǎn)，它們共占用PLC的10個輸入點(diǎn)。 所需PLC輸出元件及輸出點(diǎn)的統(tǒng)計控制電鍍行車各個電機(jī)運(yùn)行的接觸器線圈為KMKMKMKMKMKMKMKMKM KM10，它們共占用PLC的10個輸出點(diǎn)。綜上所述，共需PLC輸出觸點(diǎn)32個。 對PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的要求PLC的實際輸入點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于所需輸入點(diǎn)數(shù)48點(diǎn), PLC的實際輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于所需輸出點(diǎn)數(shù)32點(diǎn),在條件許可的情況下，盡可能留有10%20%的余量。繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍廣,導(dǎo)通壓降小,承受瞬間過電壓和過電流的能力較強(qiáng),每一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá)2A），在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個數(shù)沒有限制，但動作速度較慢,壽命(動作次數(shù))有一定的限制。據(jù)此，本設(shè)計基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的軟件部分應(yīng)由公用程序、手動程序、單周程序、連續(xù)程序、信號顯示和故障報警程序等五個部分組成。具體來說，就是要實現(xiàn)單步控制，即按下某一步的起動按鈕，該步就運(yùn)行直到信號顯示及故障報警程序用來顯示電鍍行車控制對象中各電動機(jī)的工作狀態(tài)、電鍍行車控制對象的工作方式和運(yùn)行過程，用來在電鍍行車控制對象啟動的所有初始條件都已具備且已按下預(yù)開按鈕時發(fā)出音響預(yù)告信號，或在各電動機(jī)的過載保護(hù)動作時發(fā)出音響故障警告信號。M151動作可為電鍍行車起動作好準(zhǔn)備,Y17動作可接通電鈴BE的電源，向人們發(fā)出電鍍行車將要開車的音響預(yù)告信號。， 系統(tǒng)選擇單周或連續(xù)工作方式工作時，X4或X5的常開觸點(diǎn)接通，且必須是由一個上升沿脈沖才能使觸點(diǎn)動作，同時使用ZRST指令使Y0～Y42復(fù)位，防止由手動轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)時出現(xiàn)兩個輸出狀態(tài)同時為ON的異?，F(xiàn)象。本設(shè)計成功地實現(xiàn)使控制系統(tǒng)滿足工藝流程要求以及設(shè)計任務(wù)書上提出的所有控制、保護(hù)和顯示要求，并且力圖使所設(shè)計的控制系統(tǒng)做到了工作穩(wěn)定可靠、技術(shù)性能先進(jìn)、操作靈活方便。此外，在攻讀學(xué)位期間的學(xué)習(xí)中，得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和幫助，還得到了許多老師的協(xié)助，在這里對他們一并表示感謝。畢業(yè)設(shè)計達(dá)到了預(yù)期目的。據(jù)此，可設(shè)計出單周/連續(xù)工作方式程序的順序功能圖。，電鍍行車的預(yù)停信號由輔助繼電器 M150發(fā)出。(2)為了避免程序混亂和發(fā)生機(jī)械碰撞事故，應(yīng)能避免在同一時間內(nèi)電鍍行車控制系統(tǒng)有兩種或兩種以上的工作方式運(yùn)行。連續(xù)程序是軟件中最重要的部分。本電鍍行車對PLC輸出點(diǎn)的動作速度要求不高，繼電器型輸出模塊的動作速度完全能夠滿足要求，且每一點(diǎn)的輸出容量較大，在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個數(shù)沒有限制，這將給設(shè)計工作帶來很大的方便。 對PLC輸入模塊的類型及電源電壓的要求開關(guān)量輸入模塊的輸入電壓一般有DC24V和AC200V兩種。整體式每一I/O點(diǎn)的平均價格比模塊式便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。用于大車電機(jī)、小車電機(jī)、吊鉤電機(jī)制動抱閘的電磁鐵的線圈為YBYBYB3，它們共占用PLC的3個輸出點(diǎn)。用于吊鉤拖動電機(jī)串電阻起動的欠電流繼電器為KIKIKI3，它們共占用PLC的3個輸入點(diǎn)。 電鈴和蜂鳴器型號的選擇為減少PLC負(fù)載電源的種類和電壓等級的級數(shù)，便于控制機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和接線，電鈴和蜂鳴器的額定電壓也應(yīng)選為直流24V。 行程開關(guān)型號的選擇電鍍行車中各電機(jī)的運(yùn)行速度比較緩慢，使得各行程開關(guān)閉合和斷開的速度也同樣較為緩慢，這樣使得處于電路中的行程開關(guān)的觸頭在閉合和斷開時都將產(chǎn)生較長時間的電弧，而且電弧存在的時間越長，就越容易燒壞行程開關(guān)的觸頭。根據(jù)以上的要求，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊》，選用LW515GF1781/4型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)作為工作方式選擇開關(guān)和電鍍種類選擇開關(guān)，數(shù)量為2個，手柄操作位置4個，常開觸點(diǎn)3對，沒有常閉觸點(diǎn)，任何時刻都只能有一對常開觸點(diǎn)閉合。由于與PLC輸入點(diǎn)相連的一般都是電器元件的常開觸點(diǎn)，也就是說，在任何時刻，工作方式選擇開關(guān)都只能有一對常開觸點(diǎn)閉合。據(jù)此。為了減少指示燈占用的信號顯示屏的安裝面積，需要選用體積較小的信號指示燈。因?qū)嶋H需要，吊鉤電機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻起動。故在電路中設(shè)置了中間繼電器，在起動時由中間繼電器的常開觸頭來切斷接觸器KM11～KM13的線圈回路，這樣就可保證起動時轉(zhuǎn)子回路接入全部電阻。其額定電壓為交流500V，額定電流為20A，熱元件額定電流為11A，～11A。據(jù)此，選規(guī)格最小的3TB40型接觸器1只作PLC電源及PLC負(fù)載電源的控制接觸器KM，并選擇其線圈的額定電壓為AC220V，主觸頭為三對常開，輔助觸頭為兩對常開和兩對常閉。(2) 用于PLC和穩(wěn)壓電源配電支路電源端的自動開關(guān)QF2的選擇由于PLC、變壓器和穩(wěn)壓電源配電支路的工作電壓為交流220V，工作電流較小，不超過6A，查《低壓電器維修手冊》，可選用規(guī)格最小的塑料外殼式自動開關(guān)作為用于PLC、照明變壓器和穩(wěn)壓電源配電支路電源端的自動開關(guān)QF2，其型號為DZ510，其額定電壓為交流220V，額定電流為10A，極限短路通斷電流（有效值）為1000A，電壽命為2000次；過電流電磁脫扣器額定電流為10A，： DZ510型自動開關(guān)的脫扣器延時特性試驗電流5～6IN動作時間1h20min～40s 接觸器選擇(1) 傳送帶電機(jī)接觸器KM1～KM4的選擇、額定電流為5A，查《低壓電器維修手冊》，選擇其接觸器KM1～KM4型號為CJ1020，數(shù)量為4臺，其額定電壓為交流380V，額定電流為20A，操作頻率為600次/h，電壽命為60萬次，機(jī)械壽命為300萬次。 小車電機(jī)選擇根據(jù)電鍍行車小車實際情況：電鍍行車小車最大載重為Mmax=1500Kg，小車與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)u=，小車的速度要求為v=15m/min，由電機(jī)功率計算公式()～()可得出P=375W，由此查《電動機(jī)選型與應(yīng)用》可選型號為Y100L14的電動機(jī)1臺作為小車的拖動電機(jī)，額定電壓為交流380V，額定電流為5A，額定轉(zhuǎn)速1430r/min。元器件形狀框圖用黑色勾畫。(2) 在單周和連續(xù)工作方式下，應(yīng)能使電鍍行車按照預(yù)先規(guī)定的工藝流程運(yùn)行。當(dāng)3或5號槽的1號位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)過了10或120分鐘的鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理后，重復(fù)類似于上述(1)～(13)步的過程，依次將各吊籃從3或5號槽中的1～5號位送到傳送帶B的1～5號位，以將經(jīng)鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理過的產(chǎn)品零件運(yùn)走。當(dāng)2號槽1號位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了2分鐘的清洗后，若需對產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述(1)～(13)步的過程，依次將各吊籃從2號槽中的1～5號位送到4號槽的1～5號位，以對產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理。當(dāng)1號槽1號位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)酸液進(jìn)行了5分鐘的除銹處理后，重復(fù)類似于上述過程，依次將各吊籃從1號槽中的1～5號位送到2號槽的1～5號位，以對產(chǎn)品零件進(jìn)行清洗。⑦ 吊鉤脫離吊籃后，吊鉤上升。在電鍍行車啟動前的初始狀態(tài)下，吊鉤在大車和小車的拖動下處于傳送帶A的1號位的上方。而且系統(tǒng)維護(hù)簡單,使用方便,提高了生產(chǎn)效率、降低了工人的勞動強(qiáng)度。目前市場上存在的控制系統(tǒng)包括繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng)，可編程控制器依靠其越來越明顯的優(yōu)勢已經(jīng)成為控制系統(tǒng)發(fā)展的主流。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(yùn)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。關(guān)鍵詞: PLC, 電鍍行車, 可編程控制器Abstract This paper presents a controlling system which controls the special traveling crane for electroplating. With a PIE. This system really helps improve the reliability and laity of the controlling system. And this paper introduces the application of Roc