【正文】 時(shí)間的倉(cāng)促及自身專(zhuān)業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤。 感謝電氣工程系的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。在此，我特別要感謝我的導(dǎo)師于桂音教授，從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，他都費(fèi) 盡心血。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的 論文的寫(xiě)作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的?；厥准韧约阂簧顚氋F的時(shí)光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五車(chē)、才華橫溢的老師們的熏陶下度過(guò)，實(shí)是榮幸之極。當(dāng)然在以后的類(lèi)似設(shè)計(jì)當(dāng)中我們將會(huì)盡量的達(dá)到這些要求。 但是在編寫(xiě)的過(guò)程中我們還是遇到了很多問(wèn)題，這樣的系統(tǒng)如果能夠?qū)嶋H驗(yàn)證的話(huà)會(huì)很到程度上提高我們的動(dòng)手能力。 PLC 機(jī)型的選擇以及主電路的設(shè)計(jì)是該次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，根據(jù)工藝要求確定了輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)從而選擇了西門(mén)子系列的 S7300CPU314 型 PLC,主電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮到了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)的保護(hù)、主電路的保護(hù)以及電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)等方面，較好的完成了該項(xiàng)工作。 該電鍍生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本完成，在設(shè)計(jì)當(dāng)中我們充分考慮到了操作的方便性，元件的實(shí)惠性和工藝的簡(jiǎn)單性。并使其成為現(xiàn)代表面工程技術(shù)的重要組成部分。 說(shuō)明： (程序段 12)后退到限位開(kāi)關(guān) SQ4，行車(chē)停止后退，吊鉤下降到原位。 （程序段 10）下降到下限位開(kāi)關(guān) SQ6，吊鉤停止下降，吊鉤上升。 （程序段 8）下降到下限位開(kāi)關(guān) SQ5，吊鉤下降停止，吊鉤上 升。 （程序段 6）后退到回收液槽限位開(kāi)關(guān) SQ2，行車(chē)后退停止，吊鉤下降到回收液槽。 （程序段 4）到下限位 SQ6，吊鉤停止下降，吊鉤上升。 （程序段 2）上升到限位開(kāi)關(guān) SQ5 按下，停止上升，行車(chē)前進(jìn)。（電動(dòng)機(jī) M2 反轉(zhuǎn)） 說(shuō)明：計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)指示燈。（電動(dòng)機(jī) M1 反轉(zhuǎn)） 說(shuō)明：行車(chē)前進(jìn)指示燈。 參考文獻(xiàn) 27 說(shuō)明：吊鉤上升指示燈。 說(shuō)明：上升到上限位開(kāi)關(guān) SQ5，吊鉤停止上升，計(jì)時(shí) 15s 后，行車(chē)后退到限位開(kāi)關(guān) SQ4。 說(shuō)明：后退到清水槽限位開(kāi)關(guān) SQ3，行車(chē)停止后退，吊鉤下降到清水槽。 參考文獻(xiàn) 25 說(shuō)明：下降到下限位開(kāi)關(guān) SQ6，吊鉤下降停止，計(jì)時(shí) 30s 后，吊鉤上升。 說(shuō)明：上升到上限位 SQ5，吊鉤停止上升，計(jì)時(shí) 28s 后，行車(chē)后退到回收液槽。 說(shuō)明：到鍍槽限位開(kāi)關(guān) SQ1，停止行車(chē)前進(jìn)，吊鉤下降到鍍槽。停在原位。 參考文獻(xiàn) 23 說(shuō)明：在原位（ SQ SQ4 按下），按下啟動(dòng)，吊鉤上升。 OB1： 說(shuō)明：開(kāi)關(guān) 通，進(jìn)入 FC1，點(diǎn)動(dòng)控制。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。 方便的配方處理功能。強(qiáng)大的腳本語(yǔ)言處理，能夠幫助你實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理。 變量導(dǎo)入導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到 Excel 表格中，方便的對(duì)變量名稱(chēng)等屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實(shí) 現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間。 組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)可歸納如下：概念簡(jiǎn)單，易于理解和使 用；功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)；實(shí)時(shí)性與并行處理；建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，便于用戶(hù)分步組態(tài)，保證體統(tǒng)安全可靠運(yùn)行；利用豐富的“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面；引入“運(yùn)行策略”的概念 它具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： 可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫(kù)、動(dòng)畫(huà)連接。 組態(tài)軟件：對(duì)應(yīng)全稱(chēng)為 Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻譯為：人機(jī)第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 界面 /監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集軟件，一般英文簡(jiǎn)稱(chēng)有三種分別為 HMI/MMI/SCADA。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶(hù)從這些困境中解脫出來(lái)，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)于原有的 HMI（人機(jī)接口軟件， Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶(hù)能快速建 立自己的 HMI 的軟件工具，或開(kāi)發(fā)環(huán)境。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶(hù)提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。但在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，對(duì)這種并行處理與串行處理的差別有時(shí)候應(yīng)予注意，特別是那些在程序執(zhí)行階段還要隨時(shí)對(duì)輸入、輸出狀態(tài)存儲(chǔ)器進(jìn)行刷新操作的PLC，不要因?yàn)閷?duì)串行處理這一特點(diǎn)考慮不夠而引起偶然的誤操作。 電氣控制電路中各支路是同時(shí)加上電壓并行工作的，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。 梯形圖中的繼電器觸點(diǎn)既可常開(kāi)，又可常閉，其常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)的數(shù)目理論上是無(wú)窮多個(gè)（受存儲(chǔ)容量限制），也不會(huì)磨損，因此，梯形圖設(shè)計(jì)中，可不考慮觸點(diǎn)數(shù)量，這給設(shè)計(jì)者帶來(lái)很大方便。 梯形圖中使用的各種 PLC 內(nèi)部器 件，如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，也不是真的電器元件，但具有相應(yīng)的功能，因此通常按電氣控制系統(tǒng)中相應(yīng)器件的名稱(chēng)稱(chēng)呼它們。層次改變（接通的順序）也只能先上后下，與程序編寫(xiě)時(shí)的步序號(hào)是一致的。 電氣控制電路左右母線(xiàn)為 電源線(xiàn)，中間各支路都加有電壓，當(dāng)支路接通時(shí)，有電流流過(guò)支路上的觸點(diǎn)與線(xiàn)圈。 PLC 梯形圖具有以下一些特點(diǎn)： PLC 的梯形圖是“從上到下”按行繪制的，兩側(cè)的豎線(xiàn)類(lèi)似電氣控制圖的電源線(xiàn)，通常稱(chēng)做母線(xiàn)（ Bus Bar），大部分梯形圖只保留左母線(xiàn)；梯形圖的每一行是“從左到右”繪制，左側(cè)總是輸入接點(diǎn)，最右側(cè)為輸出元素，觸點(diǎn)代表邏輯“輸入”條件，如開(kāi)關(guān)、按紐、內(nèi)部條件等；線(xiàn)圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如指示燈、接觸器、中間繼電器、電磁閥等。 梯形圖左邊有一條垂直的線(xiàn)稱(chēng)作左母線(xiàn)，右邊一條虛線(xiàn)稱(chēng)為右母線(xiàn)。我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中選擇梯形圖編程。 S7200 系列 PLC 的編程語(yǔ)言非常豐富，有梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖和順序功能圖等，用戶(hù)可以選擇一種編程語(yǔ)言，如果需要，也可混合使用幾種語(yǔ)言編程。 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 19 PLC編程語(yǔ)言 PLC 是通過(guò)運(yùn)行編寫(xiě)的用戶(hù)程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。它主要起邏輯控制作用。同時(shí)在程序中其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。 輸出繼電器：輸出繼電器一般都有一個(gè) PLC 上的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。 輸入繼電器：輸入繼電器一般都有一個(gè) PLC 的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，它用于接受外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)。使用時(shí)要提前輸入它的特定植。利用定時(shí)器的觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。使用時(shí)要提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值。它是 PLC 中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。下面分別介紹下。在這里，我們把行車(chē)的一個(gè)動(dòng)作定義為：“到幾號(hào)工位上升，再到幾號(hào)工位下降”，或者是“延時(shí)幾秒”，每個(gè)動(dòng)作表由若干個(gè)動(dòng)作字組成，放在 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器里，動(dòng)作表由 PLC 程序初始化，也可以在運(yùn)行時(shí)通過(guò)串行通訊由上位機(jī)讀取和修改， PLC 程序在運(yùn)行時(shí)只是不斷地解釋和執(zhí)行動(dòng)作表 。 行車(chē)動(dòng)作無(wú)非就是上下左右 前后 受控移動(dòng)，按照指定的順序 (即動(dòng)作表 )完成一系列的動(dòng)作。下圖為電動(dòng)機(jī)的主電路圖，其中 M1 為控制行車(chē)的電動(dòng)機(jī)， M2 為控制吊鉤的電動(dòng)機(jī)。 我采用三相異步電動(dòng)機(jī)控制作為行車(chē)和吊鉤的動(dòng)力單元。電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置來(lái)繪制，而是根據(jù)它在電路中所起的作用畫(huà)在不同的部位上。 電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。 PLC 為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號(hào)有兩部分，一部分是原點(diǎn)、單周期、連續(xù)等面板控制按鈕，另一部分是多種行程開(kāi)關(guān)，這些面板按鈕信號(hào)和傳感器信號(hào)作為 PLC 的輸入變量，經(jīng)過(guò) PLC 的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器， 然后在 PLC 內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到輸出接口，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)控制行車(chē)的運(yùn)行和吊鉤的升降 I/O分配表及其端子接線(xiàn)圖 在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們定義的 I/O 分配表如表所示。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機(jī)床、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、電梯等行業(yè)。 根據(jù)自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線(xiàn)的控制要求以及以上根據(jù)，我們采用了德國(guó)西門(mén)子PLC S7300 CPU314 型號(hào)，此類(lèi)型 PLC 無(wú)論獨(dú)立運(yùn)行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。 ② 機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類(lèi)似，有利于技術(shù)力量的 培訓(xùn) 和技術(shù)水平的提高。 ⑹ 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。 ⑸ 系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿(mǎn)足。 ⑷ 響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的 通用 控制器 ，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿(mǎn)足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。 對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。 ⑶ 應(yīng) 用功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具 有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要 開(kāi)關(guān) 量控制的設(shè)備都可滿(mǎn)足。 ⑵ 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝 方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 ② 自動(dòng)運(yùn)行方式。 ④ 用 PLC 構(gòu)成遠(yuǎn)程 I/0 控制系統(tǒng)。 ② 由 PLC 構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)。 控制要求 （ 1）在原位時(shí)有原位指示燈 HL 亮； （ 2）由 SA1 開(kāi)關(guān)選擇工作狀態(tài)：點(diǎn)動(dòng)控制和單次循環(huán)控制； （ 3）停止操作，按下停止按鈕后，完成一個(gè)循環(huán)后才停止操作（停在原位狀態(tài)上）。機(jī)構(gòu)回到原位。 后面各工序的動(dòng)作過(guò)程，依次類(lèi)推。 （ 7）行車(chē)后退 T1 定時(shí)到，使 M2 接通，行車(chē)后退。 （ 5）吊鉤上升 T0 定時(shí)到，使 M1 接通，吊鉤上升。 （ 3）吊鉤下降 行車(chē)前進(jìn)至壓下限位開(kāi)關(guān) SQ1，行車(chē)停止前進(jìn)；同時(shí) M1 接通，吊鉤下降。 第一章 緒論 10 （ 1）吊鉤上升 按下啟動(dòng)按鈕 SB1，吊鉤上升，當(dāng)碰到上限位開(kāi)關(guān) SQ5 后，吊鉤上升停止。行車(chē)自動(dòng)工作控制過(guò)程如下。 用 PLC 輔以變頻器對(duì)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)行車(chē)進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)的特點(diǎn)，是一種很有效的自動(dòng)控制方式，是電鍍 生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。在電鍍生產(chǎn)線(xiàn)上采用自動(dòng)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?gòu)U品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，電鍍 生產(chǎn)線(xiàn)上對(duì)行車(chē)的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。電鍍工藝的應(yīng)用我們一般作以下用途： a:防腐蝕 b:防護(hù)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。 隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷細(xì)分，新工藝新材料的不斷涌現(xiàn)，在實(shí)際產(chǎn)品得到應(yīng)用的設(shè)計(jì)效果也日新月異，電鍍是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中經(jīng)常要涉及到的一種工藝，而電鍍效果是我們使用時(shí)間較長(zhǎng)，工藝也較為成熟的一種效果。 課題的選題背景及意義 電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過(guò)程。在電鍍生產(chǎn)線(xiàn)上采用自動(dòng)化控制不但可以使電鍍