【正文】 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。為此，特向他致以深深的謝意。在完成整個論文的過程中，他不僅提供了大量的資料，及時提出論文中存在的問題并給予了耐心的指導(dǎo)，對論文初稿進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的審查并提出了許多寶貴的意見。畢業(yè)設(shè)計達(dá)到了預(yù)期目的。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。使我們能夠通過畢業(yè)設(shè)計對電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)的了解更加深刻。結(jié)論在電鍍行車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計對我們即將進(jìn)入社會的畢業(yè)生進(jìn)行了能力綜合訓(xùn)練,著重訓(xùn)練我們查閱資料的能力、工程制圖的能力、計算機(jī)運(yùn)用能力、元件選擇能力、軟件開發(fā)使用能力以及文字表達(dá)的能力。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。， 系統(tǒng)選擇單周或連續(xù)工作方式工作時，X4或X5的常開觸點接通，且必須是由一個上升沿脈沖才能使觸點動作，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。系統(tǒng)選擇手動工作方式運(yùn)行時，X3的常開觸點接通，用區(qū)間復(fù)位指令ZRST使M1～M23復(fù)位，同時初始步M0復(fù)位，為以后由手動轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)作好準(zhǔn)備。據(jù)此，應(yīng)將預(yù)停按鈕X和初始步的狀態(tài)寄存器M0的常閉觸點串聯(lián)起來，去控制輔助繼電器M150的線圈回路，以得到所需的預(yù)?；芈?。，電鍍行車的預(yù)停信號由輔助繼電器 M150發(fā)出。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。，在電鍍行車的小車處于傳送帶A的1號位時（初始狀態(tài)）和未按預(yù)停按鈕的情況下，輔助繼電器的線圈回路中X33和X44的觸點處于斷開狀態(tài)，X2觸點均處于閉和狀態(tài)。據(jù)此。(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。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。因此這部分程序主要用于電鍍行車控制對象及其PLC控制系統(tǒng)在組裝或檢修完成后投入生產(chǎn)前的試車，以及工人交接班時對行車的檢查。因此，連續(xù)程序可大大提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動強(qiáng)度、降低加工成本。連續(xù)程序是軟件中最重要的部分。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。由此可知，F(xiàn)X2N128MR型基本單元，其技術(shù)性能指標(biāo)完全能滿足電鍍行車控制系統(tǒng)的上述要求。 PLC型號的確定綜上所述,查閱我國各大企業(yè)使用較多的PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC的技術(shù)手冊，確認(rèn)日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N128MR型基本單元完全能夠滿足上述要求，因此本課題控制系統(tǒng)的PLC選用FX2N128MR型基本單元1臺。本電鍍行車對PLC輸出點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，且每一點的輸出容量較大，在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點的個數(shù)沒有限制，這將給設(shè)計工作帶來很大的方便。繼電器型輸出模塊的觸點工作電壓范圍廣,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。因此，本電鍍行車控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊輸入電壓選用DC24V電壓。交流輸入方式的觸點接觸可靠,適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 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。 對PLC輸入/輸出點數(shù)的要求PLC的實際輸入點數(shù)應(yīng)大于所需輸入點數(shù)48點, PLC的實際輸出點數(shù)應(yīng)大于所需輸出點數(shù)32點,在條件許可的情況下，盡可能留有10%20%的余量。 對PLC的指令功能的要求現(xiàn)代可編程序控制器的指令功能越來越強(qiáng),內(nèi)部編程元件(如輔助繼電器、定時器和計數(shù)器)的個數(shù)越來越多,任何一種PLC都可以滿足開關(guān)量控制系統(tǒng)的要求。模塊式和疊裝式可編程序控制器還具備有多種特殊I/O模塊供用戶選用，可完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時更換模塊等也很方便，因此較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式或疊裝式可編程控制器。整體式每一I/O點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。綜上所述，共需PLC輸出觸點32個。其中傳送帶A向前指示燈為HL1；傳送帶A向后指示燈為HL2；傳送帶B向前指示燈為HL3；傳送帶B向后指示燈為HL4；大車前進(jìn)指示燈為HL5；大車后退指示燈為HL6；小車右行指示燈為HL7；小車左行指示燈為HL8；吊鉤上升指示燈為HL9；吊鉤下降指示燈為HL10。故障報警蜂鳴器BU 1個，占用PLC的1個輸出點。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。 所需PLC輸出元件及輸出點的統(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。用于電鍍行車各電動機(jī)過載保護(hù)的熱繼電器為FRFRFRFRFR5，它們均為一個常開觸點，共占用PLC的5個輸入點。用于檢測電鍍行車小車運(yùn)行位置的行程開關(guān)SQSQ1SQ1SQ1SQ1SQ1SQ1SQ17，它們共占用PLC的8個輸入點。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。電鍍行車及傳送帶的手動操作按鈕SBSBSBSBSBSBSBSBSBSB10均為一個常開觸點，它們共占用PLC的10個輸入點。工作方式選擇開關(guān)SA2用來選擇手動、單周、連續(xù)三種工作方式的一種，占用PLC的3個輸入點。蜂鳴器選用型號為7012型，數(shù)量1個。 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。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。根據(jù)以上要求，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊》，選取型號為LX314的行程開關(guān)18個。對個行程開關(guān)的選擇要求是：只需1對常開觸點即可。 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。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。PLC 輸入點的電壓為直流24V，電流小于100mA。根據(jù)國家對按鈕帽顏色的規(guī)定：紅色代表停止，而綠色代表起動。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3對，沒有常閉觸點，任何時刻都只能有一對常開觸點閉合。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)的所有觸點都應(yīng)處于斷開狀態(tài)。由于在任何時刻都只能選中一種工作方式，所以工作方式選擇開關(guān)必須有三個操作位置來對應(yīng)三種工作方式。通過工作方式選擇開關(guān)中手動這一檔位的觸點閉合，其余檔位的觸點斷開的這一狀態(tài)，使與之相連接的輸入繼電器X的狀態(tài)分別為“1”和“0”態(tài)，使得系統(tǒng)只執(zhí)行手動工作方式的程序，其余工作方式的程序?qū)⒈辉竭^而不執(zhí)行。由于與PLC輸入點相連的一般都是電器元件的常開觸點，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閉合。 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。 PLC控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計 PLC I/O元件選型 PLC運(yùn)行控制開關(guān)SA1 可選規(guī)格最小的XB2BD25型具有1對常開觸點的二位置旋鈕作PLC運(yùn)行／停止控制開關(guān)SA1。因此，應(yīng)為控制系統(tǒng)配置一只電源指示燈HLD，并應(yīng)將該指示燈直接跨接到電動機(jī)主電路的相線與零線之間。據(jù)此。 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。根據(jù)以上配置情況。由于發(fā)光二極管屬直流元件，其電壓等級較高的也只有24V，因此就需要為PLC負(fù)載配置一臺輸出電壓為24V的直流穩(wěn)壓電源GD。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。，接觸器KM作為PLC及其負(fù)載的電源控制電器。信號和故障顯示采用DC24V發(fā)光二極管，因此，電路中配備了一臺AC220V/DC24V變壓器向該二極管電路提供24V直流電源。，根據(jù)前面所確定的控制方案，各主軸電機(jī)的接觸器KM1～KM10的線圈由PLC控制。因?qū)嶋H需要，吊鉤電機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻起動。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。熔斷器FU1接于直流穩(wěn)壓電源GD的輸入電路中，它所保護(hù)的對象為直流穩(wěn)壓電源GD，該直流穩(wěn)壓電源GD向PLC的負(fù)荷供電，其負(fù)荷中沒有沖擊性負(fù)荷，因此，該直流穩(wěn)壓電源GD的輸入電路中沒有沖擊性電流。 制動電磁鐵型號的選擇電動機(jī)的機(jī)械抱閘制動器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)由機(jī)械方面的工程技術(shù)人員提供，這里只需向機(jī)械方面的工程技術(shù)人員提供選擇制動電磁鐵的要求即可，即要求對大車和小車拖動電機(jī)采用通電抱閘制動方式；為了防止突然停電時吊鉤上的重物自由落下，應(yīng)對吊鉤拖動電機(jī)采用斷電抱閘制動方式。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。.1倍整定值時小于20ms，觸頭斷開容量AC250V，電壽命10萬次。其額定電壓為交流500V，額定電流為60A，熱繼電器熱元件額定電流為22A，調(diào)節(jié)范圍14～22A，這樣能保證熱繼電器在電動機(jī)過載時可靠動作。(3) 小車拖動電機(jī)的熱繼電器FR4的選擇根據(jù)小車電機(jī)額定電流為5A，可選與傳送帶A、B拖動電機(jī)同樣型號規(guī)格的熱繼電器JR020/3D作為小車拖動電機(jī)的過載保護(hù)電器。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?？紤]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。 熱繼電器選擇(1) 傳送帶A、B拖動電機(jī)的熱繼電器FR1和FR2的選擇、額定電流為5A，查《電器控制》，可選用規(guī)格最小的熱繼電器作為傳送帶電機(jī)熱繼電器FR1和FR2，其型號為JR020/3D，數(shù)量為2只，極數(shù)為3，有斷相保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能，觸頭數(shù)量：1個常閉，1個常開。該接觸器的額定電壓為交流380V，額定電流為9A，操作頻率為1200次/h，電壽命為12萬次，機(jī)械壽命為800萬次。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。(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。(3) 小車電機(jī)接觸器KM7和KM8的選擇根據(jù)小車電機(jī)額定功率=、額定電流=5 A，可選擇其接觸器與傳送帶電機(jī)選擇接觸器型號相同。