【正文】 摘 要一件電鍍產(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行和保證產(chǎn)品的電鍍時間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動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，有效的減少廢品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動強度，有著非常好的經(jīng)濟效益和社會效益。設(shè)計中實現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的單周期運行、連續(xù)運行和步進三種工作方式，在工業(yè)生產(chǎn)中有很重要的作用，它可以給操作工人更多的選擇，同時有利于處理故障，有很強的實用性。關(guān)鍵詞： 電鍍監(jiān)控系統(tǒng)，自動化控制，PLC，MCGSELECTROPLATE TOOLING PLC CONTROL SYSTEM OF TRAVELING CRANE DESIGNABSTRACTA plating products have good quality in addition to the plating process maturity and quality of a good bath additives, the plating how to ensure that products in strict accordance with the plating process to ensure product operation and plating time is to determine product quality and the quality of electroplating an important factors. Used in electroplating production line automation and control products will not only enable the plating quality and strict quality assurance and effective to reduce the reject rate, but also can improve productivity and reduce labor intensity, with very good economic and social benefits. In this paper, this point for the design of automatic control in the production line control system, using a highreliability, high stability, programming is simple, easytouse, and is widely used in modern industrial enterprises in the production line process control of the controller PLC . Designed to achieve a plating production line monitoring system of the singlecycle operation, continuous operation and step three ways of working in industrial production in a very important role, it can give workers more choices to operate at the same time will help to deal with failure, there is highly practical. Finally, making MCGS software configuration to carry out the simulation, all of the features of monitoring system have achievedKEY WORDS: Electroplating monitoring system, Automatic Control, PLC, MCGS61 / 61目　錄第1章 概 述 5 PLC的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及未來展望 5 7 PLC的基本組成 8 PLC的主要特點及功能 9 PLC的主要特點 9 PLC的功能 10 MCGS 組態(tài)軟件簡介 11第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 15 15 主電路的設(shè)計 16 I/O分配表及其外部端子接線圖 17 I/O分配表 17 外部端子接線圖 19 電鍍生產(chǎn)線操作流程圖 20第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 22 PLC程序設(shè)計常用的方法 22 PLC的基本技術(shù)性能及編程語言 23 PLC的基本技術(shù)性能 23 PLC的編程語言 24 PLC程序設(shè)計 25 MCGS組態(tài)軟件的設(shè)計 25第4章 軟硬件的調(diào)試 36 軟件調(diào)試概述 36 組態(tài)畫面顯示及功能的實現(xiàn) 37第5章 總結(jié) 41謝 辭 42參考文獻 43附　錄 45第1章 概 述可變程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）通常稱為可編程控制器，英文縮寫為PLC或PC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、能源、化工、交通、電力等行業(yè)，并已躍居現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC，機器人和CAD/CAM）的首位。限于當(dāng)時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。 我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應(yīng)用。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。Control伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，電鍍工業(yè)生產(chǎn)控制技術(shù)的發(fā)展也是突飛猛進的，幾十年前，電鍍一個工件只要備一個鍍槽，用兩只電極(陰、陽極)裝上工件通上電就完事，漸漸地人們覺得這樣的鍍覆不能適應(yīng)復(fù)雜鍍層要求，于是就開始產(chǎn)生了生產(chǎn)線，引入一兩臺行車掛上工件，用繼電器控制技術(shù)控制行車運動，進而實現(xiàn)不同鍍液鍍覆過程的有序進行。 PLC的基本組成PLC是微機技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器為核心的用于控制的特殊計算機，因此PLC的組成與一般的微機類似，由硬件和軟件組成。其中CPU是核心，輸入單元和輸出單元是連接現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設(shè)連接。1．中央處理單元（CPU）CPU是PLC的核心，PLC中所有配置的CPU隨機型不同而不同。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC多采用高速位片式微處理器。在PLC中，存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機、其他PLC、計算機等設(shè)備實現(xiàn)通信。系統(tǒng)程序由PLC制造廠商設(shè)計編寫的，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫或更改。PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。 PLC的主要特點及功能 PLC的主要特點現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同，由于PLC具有諸多優(yōu)點，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程技術(shù)人員的歡迎。使用其構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點數(shù)可減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。（2）編程簡單易學(xué)，開發(fā)周期短作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，使用者不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。（3）體積小、重量輕、能耗低，使用方便PLC采用半導(dǎo)體集成電路，具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。PLC編程簡單，自診斷能力強，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息，使得維護方便容易。同時，PLC品種多，檔次高。 PLC的功能隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它目前主要有以下控制功能：（1）條件控制功能條件控制又稱邏輯控制，用PLC的“與”、“或”、“非”等邏輯指令取代繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接來實現(xiàn)開關(guān)控制，實現(xiàn)邏輯運算功能。計數(shù)、定時值可由用戶在編程時設(shè)定，在運行中讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。（4）數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算與邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。并可通過PID實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量的等物理參數(shù)的閉環(huán)控制，完成過程控制。（7）監(jiān)控功能PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、計數(shù)器等設(shè)定值或強制I/O狀態(tài)。工作量大，軟件通用性差，且易產(chǎn)生錯誤。目前國內(nèi)外有很多公司開發(fā)出不少優(yōu)秀產(chǎn)品，如Intellution 公司的Fix，Ci 公司的Citect，清華紫光的組態(tài)王等。MCGS(Monitor and Control Generated System)是由北京昆侖通態(tài)自動化軟件公司開發(fā)的一套基于Windows平臺，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。MCGS軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。運行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運行環(huán)境，進行各種處理，完成組態(tài)設(shè)計的目標(biāo)和功能。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫完成了MCGS系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關(guān)系如圖11所示。主控窗口:是工程的主要窗口或主框架。主要的組態(tài)操作包括：定義工程名稱，編制工程菜單，設(shè)計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設(shè)定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。用戶窗口:本窗口主要用于設(shè)置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。實時數(shù)據(jù)庫:是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心。也就是，您要在實時數(shù)據(jù)庫里定義一些變量與您所要控制的設(shè)備中的變量一一對應(yīng)，以備您建立的各個用戶窗口調(diào)用。圖12 MCGS軟件模塊功能圖運行策略:本窗口主要完成工程運行流程的控制。比如，當(dāng)您做的監(jiān)控界面有一段說明文字是根據(jù)PLC的兩個輸入點閉合的情況分別顯示不同的內(nèi)容，您就要在運行策略窗口做一個if....then判斷。與其他相關(guān)的硬件相結(jié)合，可以快速、方便地開發(fā)成各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件：網(wǎng)絡(luò)版處于整個監(jiān)控系統(tǒng)中最上層的組態(tài)軟件，主要完成整個系統(tǒng)的信息收集和發(fā)布，即把位于其監(jiān)控之下的所有監(jiān)控站點的數(shù)據(jù)通過各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終集中在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，并把所有的數(shù)據(jù)在服務(wù)器中統(tǒng)一管理和保存，通過Web瀏覽的方式向各個采集站點發(fā)布，使位于辦公室的部門直觀地看到現(xiàn)場的工作情況。PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要是指硬件選型，近十幾年來，國內(nèi)外眾多廠家提供了多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，已有幾十個系列、幾百種型號。因此，PLC的合理選擇，對提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟指針以及對于控制系統(tǒng)都有著重要作用。本系統(tǒng)設(shè)計有現(xiàn)場手動、單周期運行、連續(xù)運行及主控室單周期運行、連續(xù)運行三種操作模式。主控室監(jiān)控采用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計的監(jiān)控畫面可以實時觀察到電鍍生產(chǎn)線的每一步實時動作，如釣鉤的上升、下降，工件在生產(chǎn)線上的前進、后退等。自動工作過程：啟動—釣鉤上升—上限行程開關(guān)閉合—右行至1號槽—XK1行程開關(guān)閉合—釣鉤下降進入1號槽內(nèi)—下限行程