【正文】 產(chǎn)線上采用自動(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)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(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)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。 電鍍生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)概述與選題背景意義 基于PLC的電鍍行車的控制系統(tǒng)的概述 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低等特點(diǎn)。集中輸出的方式。 掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。9 / 46一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。 PLC 采用“ 順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式 每次掃描過(guò)程。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào) 0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線圈沒(méi)有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過(guò)輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成 PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能CPU 運(yùn)算和控制中心 它在整個(gè)系統(tǒng)中起“心臟”作用。三菱公司的大中型機(jī)有 A 系列、QnA 系列、Q 系列，具有豐富的網(wǎng)絡(luò)功能，I/O 點(diǎn)數(shù)可達(dá) 8192 點(diǎn)。FX2N 幾年推出的高功能整體式小 型機(jī)，它是 FX2 的換代產(chǎn)品，各種功能都有了全面的提升。繼 F1/F2 系列之后，20 世紀(jì) 80 年代末三菱公司又推出 FX 系列，在容量、速度、特殊功能、網(wǎng)絡(luò) 功能等方面都有了全面的加強(qiáng)。其小型機(jī) F1/F2 系列是 F 系列的升級(jí)產(chǎn)品，早期在我國(guó)的銷量也不小。 松下公司的 PLC 產(chǎn)品中，F(xiàn)PO 為微型機(jī)，F(xiàn)P1 為整體式小型機(jī)，F(xiàn)P3 為中型機(jī)，F(xiàn)P5/FPFP10S（FP10 的改進(jìn)型）、FP20 為大型 機(jī)，其中 FP20是最新產(chǎn)品。大型機(jī)有 C1000H、C2022H、CV （ CV500／CV1000 ／CV2022 ／CVM1）等。C200HX /HG/HE 是 C200HS 的升級(jí)產(chǎn)品，有 1148 個(gè) I/O 點(diǎn)，其容量是 C200HS 的 2 倍，速度是 C200HS 的 3．75 倍，有品種齊全的通信模塊，是適應(yīng)信息化的 PLC 產(chǎn)品。C200H 是前些年暢銷的高性能中型 機(jī)，配置齊全的 I/O 模塊和高功能模塊，具有較強(qiáng)的通信和網(wǎng)絡(luò)功能。P 型機(jī)現(xiàn)已被性價(jià)比更高的CPM1A 系列所取代，CPM2A/2C、 CQM1 系列內(nèi)置 RS232C 接口和實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并具有軟 PID 功能，CQM1H 是 CQM1 的升級(jí)產(chǎn)品。微型機(jī)以 SP 系列為代表，其體積極小，速度極快。日本有許多 PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世界小型 PLC 市場(chǎng)上，日本產(chǎn)品約占有 70％的份額。本的 PLC 產(chǎn)品 日本的小型 PLC 最具特色，在小型機(jī) 領(lǐng)域中頗具盛名，某些用歐美的中型機(jī)或大型機(jī)才能實(shí)現(xiàn)的控制，日本的小型機(jī)就可以解決。在 S5 系列中，S590U、S95U 屬于微型整體式 PLC；S5100U 是小型模塊式 PLC，最多可配置到 256 個(gè) I/O 點(diǎn)；S5115U 是中型 PLC，最多可配置到 1024 個(gè) I/O 點(diǎn)；S5115UH 是中型機(jī)，它是由兩臺(tái) SS－115U 組成的雙機(jī)冗余系 統(tǒng)； S5155U 為大型機(jī)，最多可配置到 4096 個(gè) I/O 點(diǎn)，模擬量可達(dá) 300 多路；SS－155H 是大型機(jī)，它是由兩臺(tái)S5155U 組成的雙機(jī)冗余系 統(tǒng)。在中、大6 / 46型 PLC 產(chǎn)品領(lǐng)域與美國(guó)的 AB 公司齊名。歐州的 PLC 產(chǎn)品 德國(guó)的西門子（SIEMENS）公司、AEG 公司、法國(guó)的 TE 公司是歐洲著名的 PLC 制造商。M584 是大型機(jī)，其容量大、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)，最多可擴(kuò)展 I/O 點(diǎn)為 8192。其中 M84 是小型機(jī)，具有模擬量控制、與上位機(jī)通信功能，最多 I/O 點(diǎn)為 112 點(diǎn)。除 TI100 和 TI300 無(wú)聯(lián)網(wǎng)功能外，其它 PLC 都可實(shí)現(xiàn)通信，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。GEⅥ/P 最多可配 置到4000 個(gè) I/O 點(diǎn)。中型機(jī) GEⅢ，它比GE1/P 增加了中斷、故障診斷等功能，最多可配置到 400 個(gè) I/O 點(diǎn)。GE1/J 是更小型化的產(chǎn) 品，其 I/O 點(diǎn)最多可配置到 96 點(diǎn)。GE 公司的代表產(chǎn)品是：小型機(jī) GEGE 1/J、GE1/P 等，除 GE1/J 外，均采用模塊結(jié)構(gòu)。大型機(jī) PLC3 最多可配置到 8096 個(gè) I/O 點(diǎn)。該系列為模塊式結(jié)構(gòu)，CPU 模塊為 PLC5/PLC5/12 、 PLC5 / 465/1PLC5/25 時(shí)，屬于中型 PLC，I/O 點(diǎn)配置范圍為 256～1024 點(diǎn)；當(dāng) CPU模塊為 PLC5/1PLC5/ PLC5/PLC5/40 、PLC5/60、PLC5/40L、PLC5/60L 時(shí)，屬于大型 PLC，I/O 點(diǎn)最多可配置到 3072 點(diǎn)。其中 AB 公司是美國(guó)最大的 PLC 制造商，其產(chǎn)品約占美國(guó) PLC 市場(chǎng)的一半。美國(guó)和歐洲以大中型 PLC 而聞名，而日本則以小型PLC 著稱。美國(guó)和歐洲的 PLC 技術(shù)是在相互隔離情況下 獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國(guó)和歐洲的 PLC 產(chǎn)品有明顯的差異性。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi) PLC 在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。PLC 的發(fā)展必然朝著操作簡(jiǎn)化對(duì)復(fù)雜任務(wù)的編程，在這一點(diǎn)上西門子就充當(dāng)了先行者，西門子 S7200 的編程軟件設(shè)計(jì)了大量的編程向?qū)?，只需要在?duì)話框中輸入一些參數(shù)，就可以自動(dòng)生成包括中斷程序在內(nèi)的用戶程序，大大方便了用戶的使用。PID 控制、網(wǎng)絡(luò)通信、高速計(jì)數(shù)器、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應(yīng)用也是 PLC 程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普通的方法對(duì)它們編程時(shí)，需要熟悉有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器的意義，在編程時(shí)對(duì)它們賦值，運(yùn)行時(shí)通過(guò)訪問(wèn)它們來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。三是 PLC 操作向簡(jiǎn)易化方向發(fā)展。PLC 已不再是早期那種只能進(jìn)行開關(guān)量邏輯運(yùn)算的產(chǎn)品了，而是具有越來(lái)越強(qiáng)的模擬量處理能力，以及其他過(guò)去只有在計(jì)算機(jī)上才能具有的高級(jí)處理能力，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID 調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。 二是 PLC 向高性能小型化方向發(fā)展，PLC 的功能正越來(lái)越豐富，而體積則越來(lái)越小。3 / 46第一章 緒論 PLC的發(fā)展和歷史趨勢(shì)PLC 發(fā)展至今已有近 40 年的歷史，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有翻天覆地的變化，PLC 亦再不斷的發(fā)展，正朝著新的技術(shù)發(fā)展。每條程序語(yǔ)言確定一個(gè)順序，運(yùn)行時(shí) CPU 一次讀取查出其中的程序語(yǔ)句，對(duì)它們的內(nèi)容解釋并加以執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果用以輸出設(shè)備，兩支被控制對(duì)象工作。其輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與繼電器控制系統(tǒng)相同，但它們直接連接到可編程控制器的輸入端子和輸出端子。在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不需要改變控制器內(nèi)部的接線，而只需通過(guò)通過(guò)編程器中的某些程序語(yǔ)言內(nèi)容。所謂程序控制，就是將控制邏輯程序語(yǔ)言的形式存放在存儲(chǔ)器中，通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的控制要求。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(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)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺(tái)行車、三臺(tái)行車和四臺(tái)行車工作，每臺(tái)行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對(duì)于行車的自動(dòng)控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器 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。通過(guò)程序指令，由延時(shí)繼電器控制在各個(gè)槽位的停留時(shí)間，停留一定時(shí)間后自動(dòng)提升。關(guān)鍵詞：PLC 、電鍍生產(chǎn)線、控制系統(tǒng)、組態(tài)王III / 46AbstractPlating production line driving the degree of automation in Germany, Italy, the United States and other countries have higher levels of development, while in China is still in development topics to the industry status quo as the starting point, bined with other industry application of automatic control technology proposed PLCbased automatic electroplating production line design lane, and through the application of mechanical, programmable logic controller (PLC) and many other specialized technology developmentautomated production , analysis and development of the production line39。重點(diǎn)分析了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)部分，并給出了系統(tǒng)主電路圖、PLC 控制 I/O端口分配表以及整體程序流程圖等，實(shí)現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。本文首先分析和制定了該生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)思想和方案，確保了該生產(chǎn)線系統(tǒng)具備真正的自動(dòng)化生產(chǎn)能力且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書PLC 在電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)學(xué) 院 ： 學(xué) 院專 業(yè) ： 電 氣 工 程 及 其 自 動(dòng) 化學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師 ： 2022 年 6 月II / 46摘 要電鍍行車生產(chǎn)線自動(dòng)化的程度在德國(guó)、意大利、美國(guó)等國(guó)家的發(fā)展水平已經(jīng)較高，而在我國(guó)尚處于發(fā)展階段。本課題以行業(yè)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合其他行業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了基于 PLC 的電鍍行車自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，并通過(guò)應(yīng)用機(jī)械、可編程序控制器(PLC)等多項(xiàng)專門技術(shù)開發(fā)的自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)。在該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中，采用了高可靠性，高穩(wěn)定性，編程簡(jiǎn)單，易于使用，而且廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)線過(guò)程控制中的控制器 PLC。為適應(yīng)現(xiàn)代傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，我們還采用了基于組態(tài)王軟件的系統(tǒng)作為上位機(jī)，配合下位機(jī) PLC 完成了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)功能，更好的使該自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)融入到現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中。s overall design conce