【正文】 nd be switched flexibly between the two methods. Modularization is the fundamental aspect of the programming designs. Advantages of this method includes convenience for debugging, simplicity for maintenance and good transplantation. Keywords: PLC, special traveling crane for electroplating， programmable controller control， subprograms 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 II 前言 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)。利用 PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可方便完成自動(dòng)，手動(dòng)拉制和相互之間的切換 。 42 參考文獻(xiàn) 31 后 記 28 公用程序 設(shè)計(jì) 26 PLC 梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu) 26 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 PLC 程序的組成及各部分程序的作用 18 輔助電路的設(shè)計(jì) 8 剛度的校核 8 行車梁的強(qiáng)度剛度計(jì)算 4 對(duì)電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 3 電鍍行車的基本結(jié)構(gòu) Ⅰ 前 言 用來進(jìn)行電鍍和表面處理的容器是 1～ 5號(hào)槽，依次盛有酸液、清水、鋅液、鉻液、鎳鎘液，可分別用來對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘等處理。存檔日期： 存檔編號(hào)： 安 徽 師 范 大 學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論 文 題 目： 電鍍行車的自動(dòng)化控制 姓 名： 李相旭 院 系： 專業(yè)、年級(jí)、班組： 指 導(dǎo) 教 師： 安徽 師范大學(xué) 科文學(xué)院 印制 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 安徽 師范大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 院（ 系 ） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 專業(yè) 班 學(xué)生 一、設(shè)計(jì)題目： 電鍍行車的自動(dòng)化控制 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 要求及原始資料 ： 本電鍍行車是 電鍍車間的自動(dòng)送料和起吊設(shè)備 ,它由傳送帶和行車這 兩 個(gè)基本部分組成，而行車又由大車、小車和吊鉤等部分組成。 其中，傳送帶 、 大車、小車和吊鉤由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) ,作前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)。 [1] 齊占慶 ,王振臣 . 機(jī)床電氣控制 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 周軍 . 電氣控制及 PLC [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3] 吳惕華 .機(jī)械制造自動(dòng)化 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 三、設(shè)計(jì)時(shí)間： 2021 年 3 月 20 日至 2021 年 5 月 30日 指導(dǎo)老師： （簽名） 教學(xué)院長(zhǎng)： （簽名） 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 目 錄 摘 要 Ⅱ 緒 論 1 第 1章 電鍍行車控制系統(tǒng)的總體方案論證 3 電鍍行車概述 3 電鍍行車的工作原理 6 第 2章 硬件設(shè)計(jì) 8 強(qiáng)度的校核 11 電動(dòng)機(jī)電氣控制設(shè)計(jì) 12 電機(jī)型號(hào)選擇 12 電 氣 元件 選擇 13 電氣原理圖設(shè)計(jì) 19 PLC 硬件部分的 選擇 20 第 3章 控制系統(tǒng)軟 件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 26 PLC 總體方案設(shè)計(jì) 29 單周 /連續(xù)程序設(shè)計(jì) 30 結(jié) 論 32 附 錄 A基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙 33 附 錄 B電氣控制系統(tǒng) PLC指令表 49 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 I 摘 要 本文介紹了利用可編程序控制器對(duì)某電鍍行車的工作過程進(jìn)行控制的方法，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的接線，克服了電磁繼電器動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)、觸點(diǎn)抖動(dòng)的缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。整個(gè)程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，具有調(diào)試方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，移植性好的優(yōu)點(diǎn)。 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。 因此用 PLC 來設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是理想的選擇。若是控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，電鍍行車也就處于癱瘓的地步，這樣將直接影響生產(chǎn)的進(jìn)行，無疑會(huì)給企業(yè)造成重大的損失，這對(duì)于任何一個(gè)企業(yè)來說都是不能接受的 .同時(shí)，控制系統(tǒng)的性能的好壞也關(guān)系到電鍍行車的正常運(yùn)行，若是控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，或者經(jīng)常出故障，或是不能夠正常的運(yùn)行，同樣都會(huì)給企業(yè)的生產(chǎn)造成困難。因此，我們可以得知控制系統(tǒng)在電鍍行車中的地位是非常重要的，它直接關(guān)系 著企業(yè)生產(chǎn)的 正常 進(jìn)行。目前市場(chǎng)上存在的控制系統(tǒng)包括繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、可編程控制器（ PLC）控制 系統(tǒng)， 可編程控制器依靠其越來越明顯的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)發(fā)展的主流。 隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展， PLC的制造成本不斷下降，而功能卻大大加強(qiáng)。 在工業(yè)化的電鍍車間中，工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多 、 生產(chǎn)復(fù)雜 ， 在電鍍中 ， 其氧化 、 酸洗 、 堿洗 、 電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕 ， 如果 采用 人工操作電鍍行車 ，那么將會(huì) 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的身體健康十分不利 ，并使工人長(zhǎng)期處于精神高度緊張的狀態(tài)。采用 PLC控制系統(tǒng)控制該電鍍行車，其突出特點(diǎn)表 現(xiàn)在：電鍍行車控制系統(tǒng)抗干擾能力大為提高，其工作的可靠性和穩(wěn)定性度大大提高。而且系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單 ,使用方便 ,提高了生產(chǎn)效率、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。傳送帶 A、傳送帶 B、大車、小車和吊鉤分別由電動(dòng)機(jī) M1～ M5 拖動(dòng)。用來進(jìn)行電鍍和表面處理的容器是 1～ 5 號(hào)槽，每個(gè)槽內(nèi)從左到右都有 5 個(gè)位置依次稱為 1號(hào)位、 2號(hào)位?? 5 號(hào)位，每個(gè)位置都可以放置一個(gè)吊籃，因此，每個(gè)槽內(nèi)共可以放置 5個(gè)吊藍(lán)。完成對(duì)產(chǎn) 品零件的除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘處理所需的時(shí)間分別為 5 分鐘、 2 分鐘、 10 分鐘、 15 分鐘、 20 分鐘。 在電鍍行車啟動(dòng)前的初始狀態(tài)下，吊鉤在大車和小車的拖動(dòng)下處于傳送帶 A的 1號(hào)位的上方。傳送到位后，吊鉤下降。 ③ 鉤住吊籃后，吊鉤上升。 ⑤ 將吊籃送到位后，吊鉤下降，將吊籃送到 1 號(hào)槽中的 1號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹處理。 ⑦ 吊鉤脫離吊籃后，吊鉤上升。 ⑨ 吊鉤到達(dá)傳送帶 A的 2號(hào)位的上方后，吊鉤下降。 當(dāng)行車將第 5個(gè) 吊藍(lán)送到 1 號(hào)槽的 5 號(hào)位后，重復(fù)上述第 (7)、 (8)步過程，使吊鉤脫離吊籃并上升。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。 當(dāng) 1號(hào)槽 1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)酸液進(jìn)行了 5分鐘的除銹處理后，重復(fù)類似于上述過程，依次將各吊籃從 1號(hào)槽中的 1～ 5號(hào)位送到 2號(hào)槽的 1～ 5 號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行清洗。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。 當(dāng) 2號(hào)槽 1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了 2分鐘的清洗后，若需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述 (1)～ (13)步的過程，依次將各吊籃從 2號(hào)槽中的 1～5號(hào)位送到 3 號(hào)槽的 1～ 5 號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。 當(dāng) 2號(hào)槽 1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了 2分鐘的清洗后，若需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述 (1)～ (13)步的 過程，依次將各吊籃從 2號(hào)槽中的 1～5號(hào)位送到 4 號(hào)槽的 1～ 5 號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。 當(dāng) 2號(hào)槽 1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了 2分鐘的清洗后，若需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述 (1)～ (13)步的過程，依次將各吊籃從 2號(hào)槽中的1～ 5號(hào)位送到 5 號(hào)槽的 1～ 5號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理。等待下一 步傳送工作的進(jìn)行。 當(dāng) 3或 5 號(hào)槽的 1 號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)過了 10或 1 20 分鐘的鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理后，重復(fù)類似于上述 (1)～ (13)步的過程，依次將各吊籃從 3或 5號(hào)槽中的 1～ 5號(hào)位送到傳送帶 B的 1～ 5 號(hào)位，以將經(jīng)鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理過的產(chǎn)品零件運(yùn)走。等待下一個(gè)循環(huán)的傳送工作的進(jìn)行。 (2) 應(yīng)具有對(duì)上述三種工作方式的自由選擇功能。 ② 手動(dòng)控制的設(shè)計(jì) 在電鍍產(chǎn)品零件的過程中，要求能按下某一步就運(yùn)行某一步，即當(dāng)遇到電鍍特殊工藝要求時(shí)能實(shí)現(xiàn)人工單步操作。 (2) 在單周和連續(xù)工作方式下，應(yīng)能使電鍍行車按照預(yù)先規(guī)定的工藝流程運(yùn)行。 (4) 在連續(xù)工作方式下，應(yīng)能對(duì)電鍍行車工作循環(huán)次數(shù)和一個(gè)循環(huán)完成時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，具備計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)功能。 ④ 對(duì)控制系統(tǒng)保護(hù)的要求 為了能夠保障電鍍行車及其控制系統(tǒng)的安全，應(yīng)使控制系統(tǒng)具備以下保護(hù)功能： (1) 短路保護(hù) (2) 過載保護(hù) (3) 欠壓保護(hù) (4) 吊鉤緊急制動(dòng) ⑤控制系統(tǒng)操作面板設(shè)計(jì)要求 對(duì)于電鍍行車控制系統(tǒng) 操作面板的工藝設(shè)計(jì)。詳見 附圖 操作面板工藝圖 （操作面板元件 布置圖 ） 、附圖 操作面板工藝圖 (操作面板元件接線圖 )。元器件形狀框圖用黑色勾畫。 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 8 第 2 章 硬件設(shè)計(jì) 行車梁的強(qiáng)度剛度計(jì)算 強(qiáng)度的校核 根據(jù)行車實(shí)際尺寸跨度 L=5m，大車自重 4t， 起重量 ,電葫蘆自身重量 ，吊車大梁由 22a 號(hào)工字鋼制成 ，材料許用應(yīng)力 MPa270][ ?? 。 首先 作出 大 梁受自重均布載荷下的 剪力圖、 彎矩圖 ： 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 9 根據(jù)已知條件， 求出 均布載荷 q 為： MNm NLFq ?????? 34 行車自重 均布載荷 下梁最大 彎矩 M為： MNqlM ??????? 4232 查 型鋼表 得知 22a 號(hào)工字鋼的抗彎截面系數(shù)為： Wz=309cm3= 根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算公式： MP aMNwMz 44m a xm a x1 ?? ???? ?? ][?? 作出簡(jiǎn)支梁在集中載荷下的彎矩圖和剪力圖： 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 10 Fs X 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 11