【正文】 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 PLC 機(jī)型選擇 各種 PLC 的品種很多，它們的結(jié)構(gòu)形式，性能，價(jià)格也都各不相同，適合的場(chǎng)合也各有側(cè)重。主電路如圖 21。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明的特點(diǎn)，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等方面得到廣泛應(yīng)用 [10]。 小結(jié) 就目前的工業(yè)發(fā)展情況和學(xué)校的教育實(shí)際而言，選擇基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為本科階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)，既能與當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，能夠在一定程度上解決當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的問(wèn)題，又能與大學(xué)本科教育的具體實(shí)際相吻合，將大學(xué)階段所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，具有很好的效果。掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定： CPU 執(zhí)行指令的速度；指令本身占有的時(shí)間；指令條數(shù)。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入 [14]。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。 PLC 的基本工作原理 PLC 采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一個(gè)掃描周期分為輸入采 樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。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(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)，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。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。它按照 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中。下面分別對(duì)幾種單元進(jìn)行介紹 。 按照要求，我們要實(shí)現(xiàn)以下工作方式：連續(xù)工作，當(dāng)?shù)?鉤回到原點(diǎn)后，延時(shí)一段時(shí)間（裝卸零件），自動(dòng)上升右行，按照工作流程要求不停的循環(huán)；單周期工作，設(shè)備始于原點(diǎn)，按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)備工作一個(gè)周期，然后停于原點(diǎn)，要重復(fù)第二個(gè)工作周期，必須再按一下啟動(dòng)按鈕；步進(jìn)工作，設(shè)備始于原點(diǎn)，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，設(shè)備只會(huì)運(yùn)行一步，然后停止；再按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，設(shè)備會(huì)再向前運(yùn)行一步，然后停止；按照此過(guò)程一直工作下去，直至一個(gè)工作周期完成。 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 用 PLC 輔以變頻器對(duì)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線行車進(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。傳統(tǒng)的方法是使用順序控制器，由于其電路復(fù)雜，接口多，受外界干擾大，工作可靠性差，維護(hù)也困難。電鍍行業(yè)是我國(guó)重要的加工行業(yè)，但是 大多數(shù)中小企業(yè)仍在使用許多過(guò)時(shí)的技術(shù)和設(shè)備，大量的生產(chǎn)線為半機(jī)械化和半自動(dòng)化控制，一些甚至為手工操作。 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 [8]；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 [ 7]。 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 緒論 控制系統(tǒng)概述與選題背景意義 控制系統(tǒng)的概述 一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素 [ 4]。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。按工藝要求在需要停留的槽位停止，并自動(dòng)下降。 為適應(yīng)現(xiàn)代傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，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。基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本文討論了如何利用德國(guó)西門子 PLC S7200 進(jìn)行自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線控制， 在本次設(shè)計(jì)中，我們從自動(dòng)控制技術(shù)器件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用前景及電鍍生產(chǎn)線生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境來(lái)考慮，以使該生產(chǎn)線真正具備自動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)行為目的，從而采用在當(dāng)前及以后都應(yīng)用廣泛且能適應(yīng)多種環(huán)境的可編程控制器來(lái)控制整個(gè)工作流程的方案。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)硬件接線圖、 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，大大提高了工作人員的工 作環(huán)境質(zhì)量。 關(guān)鍵詞： PLC，電鍍，組態(tài)王 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Design of Galvanization Production Line Control System Based on PLC ABSTRACT This article discussed how carried on the automated galvanization production line control using German Siemens PLC S7200. In this design, we take consider of the automatic control technology ponent in the domestic application prospect and the environment of the galvanization production line, and this makes this production line truly to have the automatic production movement as the goal. We formulate a plan that uses a programmable controller which can adapt many kinds of environment in current and later to control the entire work. We analyzed the system software and hardware design with emphasis, and provide the system hardware wiring diagram, PLC I/O port distribution list and the overall program flow diagram and so on. This design realized the galvanization production automation, enhanced the product efficiency, and reduced the labor intensity. In order to adapt the modern tradition industry control system, we also used the King View software system which had taken on as the position machine. And coordinate PLC as lower position machine. All this has made this system had the function of current time monitoring. That caused this automatic production system integrate to the modern industry control system better. KEY WORDS: PLC, Galvanization, King View 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ............................................................................................ 2 控制系統(tǒng)概述與選題背景意義 ............................................... 2 控制系統(tǒng)的概述 ............................................................. 2 課題的選題背景及意義 ................................................. 2 控制對(duì)象的設(shè)計(jì)要求 ............................................................... 3 PLC 系統(tǒng)組成 ........................................................................... 4 CPU ................................................................................... 4 存儲(chǔ)器 .............................................................................. 4 輸入 /輸出接口電路 ........................................................ 4 PLC 的基本工作原理 ............................................................... 5 小結(jié) ............................................................................................ 5 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ........................................................................ 6 主電路設(shè)計(jì) ................................................................................ 6 PLC 機(jī)型選擇 ............................................................................ 7 I/O 分配表及其端子接線圖 ...................................................... 7 I/O 地址分配 .................................................................... 7 PLC 外部接線圖 .............................................................. 8 小結(jié) ............................................................................................ 9 第 3 章 系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................... 10 軟件的組成及作用 .................................................................. 10 PLC 內(nèi)部資源 ................................................................ 10 PLC 編程語(yǔ)言 ................................