【正文】 圖，其中 M1 為控制 吊鉤 升降 的電動(dòng)機(jī)， M2 為控制 行車 運(yùn)動(dòng) 的電動(dòng)機(jī) 。 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 圖 22 PLC 運(yùn)行框圖 存放自診斷錯(cuò)誤結(jié)果 輸出處理 執(zhí)行自診斷 執(zhí)行程序 PLC 是否 正常？ 致命 錯(cuò)誤 電源 ON 輸入處理（輸入傳送、遠(yuǎn)程 I/O） 更新時(shí)鐘、特殊寄存器 通信服務(wù)（外設(shè)、 CPU、總線服務(wù)） 內(nèi)部處理 CPU 運(yùn)行方式 CPU 強(qiáng)制為 STOP STOP RUN Y N Y N 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類： （ 1）制造業(yè)自動(dòng)化 （ 2）中小型單片機(jī)電氣控制系統(tǒng) （ 3）運(yùn)動(dòng)控制 （ 4）數(shù)據(jù)處理 （ 5）流程工業(yè)自動(dòng)化 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇 本課題選 用三相異步電動(dòng)機(jī)控制作為行車和吊鉤的動(dòng)力單元。如查出有異常時(shí)， PLC 上的故障提示 LED 燈亮，在特殊繼電器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼；當(dāng)有致命錯(cuò)誤出 現(xiàn)時(shí)， CPU 被強(qiáng)制為 STOP 方式， PLC 的掃描過程便停止。 第三 是出錯(cuò)處理。當(dāng) CPU 處在 STOP運(yùn)行方式時(shí)， PLC 運(yùn)行自診斷檢查。 PLC 第一 階段 完成以后進(jìn)入掃描處理過程。機(jī) 器上電后對(duì) PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行一次上電初始化，包括初始化硬件，檢查 I/O 模塊工作狀態(tài)，設(shè)定的停電保持范圍，系統(tǒng)的通信參數(shù)等。 PLC 的工作方式 PLC 工作過程 分為三個(gè)部分 ，如圖 22 所示 。程序被編譯后下載到 PLC，也可以把 PLC 中的程序?qū)氲接?jì)算機(jī)中。 （ 4）編程設(shè)備 過去的編程設(shè)備一般是編程器，現(xiàn)在 PLC 生產(chǎn)廠家提供的編程設(shè)備是在 PC 上運(yùn)行的基于 WINDOWS 的編程軟件。它使 PLC 具有基本功能，能夠完成 PLC 設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。 （ 3）存儲(chǔ)器 PLC 的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩部分。 PLC 的接口電路把這些接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CPU 能識(shí)別和處理的信號(hào)， 并存到輸入映像寄存器中。 CPU 的主要任務(wù)是控制用戶程序和數(shù)據(jù)的接受與存儲(chǔ)；用掃描的方式通過 I/O 接口接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；診斷 PLC 內(nèi)部 電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等； PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有 關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。 圖 21 PLC 結(jié)構(gòu)框圖 （ 1）中央處理單元（ CPU） 與一般的計(jì)算機(jī)一樣， CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能控制 PLC有條不紊地進(jìn)行工作。 PLC 專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由 CPU、 電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入 /輸出接口電路等組成。 PLC 的系統(tǒng)組成 PLC 種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC 由一些模塊單元構(gòu)成，這些標(biāo)準(zhǔn)模塊有 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊和各種功能模塊等。整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 成本 低 ， 體積小 和安裝方便。整體式 的特點(diǎn)是將 PLC 的基本部件 緊湊地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，形成一個(gè)整體，組成 PLC 的一個(gè)基本單元（主機(jī)）。 按結(jié)構(gòu)形式 分類 根據(jù) PLC 結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 主要可分為整體式和模塊式兩類。 型 機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)為 128～ 2048 點(diǎn)之間，不僅具有極強(qiáng)的開關(guān)量邏輯控制功能，而其他的通信聯(lián)網(wǎng)功能和模擬量處理功能更強(qiáng)大，適用于復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)線的過程控制場(chǎng)合 。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類 PLC 按其 I/O 點(diǎn)數(shù)多少一般可分為以下 3 類。 PLC 的分類 PLC 產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。國外在 1980 年 將其 正式 命名為可編程序控制器（ PC,Programmable Controller） ,簡(jiǎn)稱 PC。 隨著科技進(jìn)步和電子學(xué)的發(fā)展 ， 20 世紀(jì) 70 年代中期，人們研發(fā)出了微處理器和微型計(jì)算機(jī)。這是世界上的第一臺(tái)可編程控制器，型號(hào)為 把他稱作可編程序邏輯控制器 ,簡(jiǎn)稱 PLC。目前， PLC 已經(jīng)基本代替了傳統(tǒng)的繼電器，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制儀器，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱 (可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 )的首位。 按照要求， 依次完成酸洗、電鍍、清洗的過程 ,如圖 11 所示 ： 啟動(dòng)→吊鉤上升→上限位行程開關(guān)閉合→右行至 右限位 3 號(hào)槽上方→ XK3 行程開關(guān)閉合→吊鉤下降進(jìn)入 3 號(hào)槽→ 下限位開關(guān)閉合→酸洗延時(shí)（ 10 秒）→吊鉤上升→上限位開關(guān)閉合→延時(shí) 15秒→左行至 2號(hào)槽上方→ XK2行程開關(guān)閉合→吊鉤下降進(jìn)入 2號(hào)槽→下限位開關(guān)閉合→電鍍延時(shí)（ 20 秒）→吊鉤上升→上限位開關(guān)閉合→延時(shí) 10 秒→左行至 1 號(hào)槽上方→ XK3 行程開關(guān)閉合→吊鉤下降進(jìn)入 1 號(hào)槽→下限位開關(guān)閉合→清洗延時(shí)（ 10 秒）→吊鉤上升→上限位開關(guān)閉合→ 延時(shí) 8 秒 → 左 行（ 1 秒） 至左限位 →上限位開關(guān)閉合→吊鉤下降至原點(diǎn) 圖 11 電鍍的 工作流程 2 可編程 序 控制器（ PLC）簡(jiǎn)介 PLC 的產(chǎn)生和定義 可編程控制器的英文縮寫是 PLC(Programmable Logic Controller)， PLC 是一種專XK1 原點(diǎn) 槽 1 槽 2 槽 3 XK2 XK3 上 限 下 限 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 門 的 在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用 的數(shù)字運(yùn)算操作式的 電子裝置。 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)基于 PLC 全自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)化逐漸在電鍍車間應(yīng)用起來，自動(dòng)化程度逐漸提高，電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)化得到了發(fā)展，逐漸在追趕發(fā)達(dá)國家。 在國內(nèi)， 電鍍生產(chǎn)設(shè)備與國外先進(jìn)國家相比，還有比較大的差距。 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在國外，電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)控制的研究已經(jīng)取得不少成果，在少數(shù)幾個(gè)先進(jìn)國家已經(jīng)采取全自動(dòng)化的電鍍生產(chǎn)線，其中有些電鍍車間可以實(shí)現(xiàn)車間無塵，全部由電腦實(shí)現(xiàn)監(jiān)基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 控，達(dá)到了無人操作的程度。隨著社會(huì)經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展，電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化是大勢(shì)所趨。如果電鍍生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工人可以通過在控制室監(jiān)控，盡可能不去或少去車間， 就能 減少身體危害，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人生命安全。 并且 在電鍍 生產(chǎn) 過程 中， 很多 工藝需要人工操作， 其氧化、酸洗、電鍍等 所需原料具有很強(qiáng) 的 腐蝕 性 和 污染 性，對(duì)人體有很大的危害。 在目前，我國的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)還處在發(fā)展階段。對(duì)于這種工藝的應(yīng)用在我們的產(chǎn)品上已經(jīng)非常多，而通過這種 工藝的處理我們 可以得到一些 不同色澤的金屬產(chǎn)品， 搭配不同的效果構(gòu)成產(chǎn)品效果的差異性， 通過這樣的處理為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)增加一個(gè)亮點(diǎn)。 用 PLC 輔以變頻器對(duì)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、操作靈活、工作穩(wěn)定、使用安全、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，是電鍍行業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、成本低、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。電鍍生產(chǎn)線由早期采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至現(xiàn)在采用可編程控制器 PLC 作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠 、方便、靈活、自動(dòng)化程度更高。 automation 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 引言 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程（是物理和化學(xué)變化的結(jié)合）。 關(guān)鍵詞 ： 電鍍； PLC； 自動(dòng)化 Design of Control System for Electroplating Production Line Based on PLC Student majoring in Mechatronics Enginee