【正文】 當然，在這個過程中我的成長遠遠離不開我尊敬的指導(dǎo)老師李澄非老師，還有我親愛的同學(xué)們，沒有他們的幫助我遠遠不能得到今天的進步。 在設(shè)計的過程中我遇見了不少的困難，這些困難不僅僅是靠我們的教材和課堂上面老師教給我們的那些知識就能解決的，我們必須自己想辦法解決。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 32 參考文獻 1 史宜巧等 .PLC 技術(shù)及應(yīng)用項目教程 .機械工業(yè)出版社， 2021 2 李道霖 . 電氣控制與 PLC 原理及應(yīng)用 .電子工業(yè)出版社， 2021 3 初航 .三菱 FX 系列 PLC 編程及應(yīng)用 .電子工業(yè)出版社， 2021 4 J. ?wider, K. Foit. The use of the Mitsubishi PLC systems in student’s preparation for realization of industrial tasks. VOLUME 14 ISSUE 12 JanuaryFebruary 2021 5 劉艷梅等 .三菱 PLC 基礎(chǔ)與系統(tǒng)設(shè)計 .機械工業(yè)出版社， 2021 6 肖明耀 .三菱 FX系列 PLC 應(yīng)用技巧實訓(xùn) .中國電力出版社， 2021 7 楊 公源 黃琦蘭 可編程控制器應(yīng)用與實踐 清華大學(xué)出版社 8 魏俊民 .模擬量輸出通道 .工業(yè)計算機與接口技術(shù) .2021 9 嚴盈富 .監(jiān)控組態(tài)軟件與 PLC 入門 .北京：人民郵電出版社 ,2021 10 廖常初 .西門子人機界面 (觸摸屏 )組態(tài)與應(yīng)用技術(shù) .北京：機械出版社 ,2021 11 北京亞控科技有限公司 .組態(tài)王中級培訓(xùn)教程 12 廖常初主編 .PLC 編程及飲用 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021 13 常曉玲 .電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器．北京：機械工業(yè)出版社， 2021 14 組態(tài)王軟件在監(jiān)控系 統(tǒng)中的應(yīng)用 .李瑞先 .文章編號 : 1005— 7277 ( 2021) 05— 0049— 03 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 致謝 歷時幾個月的努力，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，在同學(xué)們的幫助下，在自己通過各方面查找資料后，我最終完成了基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計。在進行吊鉤設(shè)計時，采用了吊鉤與電鍍籃之間倒三角咬合關(guān)系，并且把這種關(guān)系利用 CAD 的作圖方式簡單地描述出來，這種設(shè)計不但使電鍍籃在運動中更加穩(wěn)定而且還能糾行程開關(guān)不靈敏所造成的定位不準確，同時也為設(shè)計節(jié)省了電力成本，符合企業(yè)的應(yīng)用要求。 具體的 調(diào)試的過程就是實現(xiàn)電鍍生產(chǎn)線功能的過程，在這里就不一一贅述了。 首先 用 rs232 轉(zhuǎn) USB 數(shù)據(jù)線連接好 PLC 與 PC。 在畫面中用簡單的圖形來表示 工業(yè)現(xiàn)場裝置或者功能表示 。 if(\\本站點 \A吊鉤移動 =100 || \\本站點 \A吊鉤移動 =10) 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 29 \\本站點 \A 吊鉤報警 =1。 if(\\本站點 \B吊鉤移動 ==90)\\本站點 \行車 B上限 =1。 if(\\本站點 \A行車移動 ==320)\\本站點 \電鍍負 =1。 //A 位置 if(\\本站點 \A行車移動 ==0)\\本站點 \行車 A原位 =1。 //B 行車與吊鉤運動 if(\\本站點 \B行車前進（向右） ==1) \\本站點 \B 行車移動 =\\本站點 \B行車移動 10。 } //A 行車與吊鉤運動 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 if(\\本站點 \A吊鉤上升 ==1) \\本站點 \A 吊鉤移動 =\\本站點 \A吊鉤移動 +10。 \\本站點 \B 吊鉤上升 =0。 應(yīng)用程序命令語言編輯框如圖 513： 圖 513 應(yīng)用程序命令語言編寫對話框 設(shè)計中所編寫的應(yīng)用程序命令語言程序為： //暫停事件 if(\\本站點 \暫停 ==1) { \\本站點 \A 吊鉤上升 =0。例如行車的左移右移，我們可以選擇“水平移動” 出現(xiàn)圖 512 對話框， 圖 512 水平移動動畫設(shè)置對話框 點擊“？”在彈出的“選擇變量名”對話框中選中“行車移動”并可以在這個對話框里面設(shè)置“移動距離”和該移動距離所對應(yīng)的值。在“變量類型”中我們有內(nèi)存離散、內(nèi)存整數(shù)、內(nèi)存實數(shù)、內(nèi)存字符串、 I/O 離散、 I/O 整數(shù)、 I/O實數(shù)、 I/O 字符串選擇。 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 在建立好 組態(tài)王畫面以后，我們要建立一個數(shù)據(jù)庫 ，用于組態(tài)王和 PLC 之間的數(shù)據(jù)交換。 設(shè)備定義完成后，可以在工程瀏覽器 對話框中顯示出 所新建的外部設(shè)備 名稱 。 圖 58 運動曲線監(jiān)控畫面 定義 I/O 設(shè)備 在組態(tài)王對 PLC程序進行調(diào)試時，必須在組態(tài)王和 PLC 之間建立一個連接通道。 在工程瀏覽器中點擊“畫面”后，就可以在右邊的對話框中新建此次設(shè)計所需要的畫面，在這里，我建 立了四個畫面，如圖 54所示 ： 圖 54 新建組態(tài)畫面 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 22 一、 電鍍生產(chǎn)線的現(xiàn)場模擬圖 55下： 圖 55 電鍍生產(chǎn)線現(xiàn)場模擬畫面 二、 電鍍生產(chǎn)線的監(jiān)控畫面如 圖 56 下： 圖 56 監(jiān)控畫面 三、 行車和吊鉤在運行時，可能會出現(xiàn)各種越限、錯位的情況， 圖 67就是當出現(xiàn)這些情況時的實時報警以及記錄。 圖 52 選擇工程存放位置 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 三、輸入新建工程的名稱“電鍍生產(chǎn)線”至此我們完成了一個新工程的建立。啟動“工程管理器”，點擊新建工程。接下來的小節(jié)中主要是根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的控制要求，利用三菱專用的編程軟件 gx developer 來進行編程，在編程之前首先要對編程對象進行分析，結(jié) 合實際思考設(shè)計需要哪些功能，利用什么樣的編程方法來實現(xiàn)。 在啟動自動檔之前要把行車與吊鉤進行位置的復(fù)位，否則會造成錯 誤。 在編寫行車與吊鉤的手動功能時，考慮到安全因素， 對需要進行動作的互鎖。如 圖 44，當按下按鈕 X15， M501 保持接通，輸出 Y0 吊鉤開始上升。 如 圖 43，當程序開始運行時，利用 cj 指令跳轉(zhuǎn)到 P0 位置， P0 是自動運行狀態(tài)的起始點。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 PLC 程序梯形圖設(shè)計 自動手動功能的切換 自動和手動的切換時電鍍生產(chǎn)線必須具備的功能之一。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 程序流程圖設(shè)計 圖 41 程序 的總體 流程圖 在把程序?qū)懭氲?PLC 后，按下“啟動”按鈕，程序的默認是進入自動運行狀態(tài)。指令表的編程也是非常靈活，即使同一功能的梯形圖轉(zhuǎn)換得到指令語句表也各有差異。梯形圖由于具有直觀、簡潔、方便的編程特點，常常被工程開發(fā)人員所用。最后根據(jù)系統(tǒng)的工作流程圖 詳細介紹了整個生產(chǎn)系統(tǒng)的一個詳細生產(chǎn)過程，并指出了生產(chǎn)中一些必須注意的事項。 因此在本設(shè)計中便刪除了 生產(chǎn)線在自動運行狀態(tài)下的 掉電保持功能 。 對于 PLC 控制的設(shè)備，每個執(zhí)行元件都會有個 初始狀態(tài) ， 設(shè)備 啟動 時 ， 首先要執(zhí)行程序的初始化 ，讓 每一個 執(zhí)行元件 恢復(fù)至初始狀態(tài) ，當所有的執(zhí)行元件 的 初始化完成 時 才能進入 程序 的 自動運行 。在手動上升時，下降開關(guān)無效，反之亦然，同理手動左移時，右移開關(guān)無效。 至此，兩臺行車共同配合完成了一 個電鍍籃工件的電鍍工作。 在 A行車把電鍍籃放置至回收槽的同時發(fā)送信號驅(qū)動行車 B， B 行車 保持吊鉤在下限處并 向左移動至 “ 回收槽 ”位。 一、自動狀態(tài)下，兩臺行車與吊鉤的工作流程 大致如下： 行車 A在上掛處把電鍍籃提起至上限后，向右行駛至“電鍍正”槽位停止 ，吊鉤 A下降使電鍍籃放置進電鍍正槽里面 進行工件的電鍍處理，時間 延時 30S。 根據(jù) 34PLC 的外圍接線圖所示 ，設(shè)計一共有 23 個輸入端和 8 個輸出端。 根據(jù)設(shè)計所需的 IO 口數(shù)量、容量、電源、成本等，我們選擇了三菱公司的 PLC，型號為 FX1N40MT001。根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的控制在要求，本設(shè)計所需的輸入設(shè)備包括按鈕、行程限位開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)，輸出設(shè)備有接觸器、指示信號燈。為了更接近企業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，我們采用了兩臺行車的 協(xié)調(diào)運作此次設(shè)計的主要要求。 目前市面上 PLC 的種類很多，而且對于每個廠家所生產(chǎn)的 PLC，其外形、結(jié)構(gòu)、功能還有配套設(shè)備均有差別，面向的工業(yè)場合也各有不同。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 控制電路設(shè)計 機型選擇 控制電路的設(shè)計采用了 PLC 來進行過程控制，擺脫了傳統(tǒng)繼電器控制的種種局限。 如 圖 32，吊鉤提起電鍍籃的動作過程如下：首先吊鉤保持在下限處，通過左移或者右移使吊鉤的三角形溝槽鐵置于電鍍籃倒三角掛鐵下方，然后吊鉤上升，在上升的過程中就能順利地提起電鍍籃。 采用電磁失電制動型電機控制吊鉤上下運動，防止行車在左右移動過程中由于重力因素使電鍍籃下降。 圖 31 PLC電鍍生產(chǎn)線的 主電路圖 如 圖 31 所示， 當下企業(yè)所應(yīng)用的電鍍生產(chǎn)線均為多臺行車同時運行，為了更接近企業(yè)的現(xiàn)場應(yīng)用，此次設(shè)計采用兩臺行車協(xié)調(diào)運作作為設(shè)計模型。在第二、三中分別講述了組態(tài)王軟件的組成以及說明 GXdeveloper與 GXSimulator在此次畢業(yè)設(shè)計中的作用，為接下來的工作做好準備。 GXSimulator 是在 GXDEVELOPER 基礎(chǔ)上才能安裝的， 它 提供 了 一個虛擬的實驗平臺 ，安裝后可 實現(xiàn)對進行程序的離線 仿真 調(diào)試。正是由于這種相互獨立性，為工程的調(diào)試提供了極大的便利。用于組態(tài) 工程的創(chuàng)建和 集中 管理本機 上的 已有 組態(tài)王 工程 ，可對現(xiàn)有的組態(tài) 工程進行 操作，如 添加、備份、 刪除、 恢復(fù)以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。 主要用于工程的新建、監(jiān)控畫面的創(chuàng)建、設(shè)備運行狀態(tài)的模擬、系統(tǒng)中各種變量的建立等等 。由 于組態(tài)王具有 友好的人機界面、對各種現(xiàn)場情況有很強適應(yīng)性、系統(tǒng)的開放性和豐富的拓展模 等特點， 為傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件所存在的 種種 限制提供出了良好的解決方案， 大大縮短了工程的開發(fā)周期。 關(guān)閉輸入端口，開始準備 新一輪的程序執(zhí)行 。 在結(jié)束完一輪指令掃描執(zhí)行工作后， CPU 再次從首條程序開始重復(fù)上一輪的工作 。 PLC 對外部供電的穩(wěn)定性要求不高，可以在額定值的百分之十二左右 波動。當要驅(qū)動外部設(shè)備時，由于外設(shè)的驅(qū)動電平各有不同，所以在控制信號輸出前還要轉(zhuǎn)換成外設(shè)所能識別的驅(qū)動信號 。 輸入 /輸出接口電路 輸入 /輸出接口電路也稱為 I/O 模塊， PLC 通過輸入口獲取工業(yè)現(xiàn)場的狀態(tài)數(shù)據(jù)，再通過處理后生成相應(yīng)的邏輯指令信號并通過 I/0 口對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的更新 。 系統(tǒng)程序存儲 區(qū) ： 系統(tǒng)程序存儲器 是不可以被用戶直接讀取的，斷電不會消失。在通電并開始運行時， PLC 首先以掃描的方式把接收到數(shù)據(jù)分別放到 輸入輸出口的鎖存區(qū) ， 這些數(shù)據(jù)主要包括現(xiàn)場的各種裝置的輸入狀態(tài)和設(shè)定的數(shù)據(jù)。而且 在畢業(yè)設(shè)計中能將大學(xué)所學(xué)知識應(yīng)用在實際中也符合大學(xué)本科教育的具體要求。 為防止行車的撞車和吊鉤的越限，系統(tǒng)必須提供對應(yīng)的實時報警功能，并生成報警事件記錄文檔。 系統(tǒng)的設(shè)計要求 本設(shè)計包含有啟動、暫停、自動和手動檔位的切換 ， PLC 開始運作時默認為自動待命狀態(tài) 。 因此我國電鍍生產(chǎn)行業(yè)中的自動化改造是勢在必行的，而且傳統(tǒng)的電鍍工藝也不能夠滿足現(xiàn)代化的需要， 電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量的提升不但要有成熟的電鍍工藝設(shè)備和品質(zhì)過硬 的電五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 鍍液，還與電鍍產(chǎn)品在電鍍過程中是否嚴格按照正確的工藝順序操作、每一道工序所需的電鍍時間是否控制在要求之內(nèi)等等因素有關(guān)。電鍍是我國 歷史較為悠久的一個加工行業(yè)，如今在傳統(tǒng)的電鍍生產(chǎn)線上依然 存在大量過時的設(shè)備和相關(guān)技術(shù) ， 這些 生產(chǎn)線 多 為 依靠氣傳統(tǒng)的控制技術(shù)，更有甚者 完全人工 操作。它能為用戶提供大量的工具模塊，為適應(yīng)各種工業(yè)現(xiàn)場，這些工具模塊可以自由組合成所需要的功能模塊。 組態(tài)王監(jiān)控軟件在工業(yè)中的應(yīng)用 伴隨著我國工業(yè)化道