【正文】 .................................11 程序流程圖設(shè)計 ...................................................................... 12 程序梯形圖設(shè)計 ...................................................................... 13 指令表 ...................................................................................... 15 小結(jié) .......................................................................................... 18 第 4 章 系統(tǒng)組態(tài)畫面設(shè)計 .................................................................. 19 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 組態(tài)軟件介紹 .......................................................................... 19 監(jiān)控畫面設(shè)計 .......................................................................... 20 建立新工程 .................................................................... 20 創(chuàng)建組態(tài)畫面 ............................................................... 22 定義 I/O 設(shè)備 ................................................................ 24 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 .................................................................... 27 動畫連接 ........................................................................ 29 編寫語言命令 ............................................................... 30 小結(jié) .......................................................................................... 31 第 5 章 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試 ...................................................................... 32 結(jié) 論 ..................................................................................................... 37 謝 辭 ..................................................................................................... 38 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 39 外文資料翻譯 ........................................................................................ 40 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 本設(shè)計的工作過程是這樣的：在電鍍生產(chǎn)線左側(cè)，工人將零件裝入行車的吊籃并發(fā)出自動啟 動信號，行車提升吊籃并自動前進(jìn)。在按要求達(dá)到定時時間后自動上升，如此完成工藝規(guī)定的每一道工序直至生產(chǎn)線末端，行車便自動返回原始位置，并由工人裝卸零件。 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。 用 PLC輔以變頻器對電鍍自動生產(chǎn)線行車進(jìn)行自動控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、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的特點，是一種很有效 的自動控制方式，是電鍍生產(chǎn)實現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動化生產(chǎn)的發(fā)展的主流方向。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，電鍍 生產(chǎn)線上對行車的自動控制則是電鍍生產(chǎn)線自動化控制的關(guān)鍵 [ 15]。 課題的選題背景及意義 中國經(jīng)濟高速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的不斷深化，為自動化行業(yè)的迅猛發(fā)展提供了廣闊的空間。 工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多、生產(chǎn)復(fù)雜，同時在電鍍中，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，對人的身心健康十分不利，而且人工操作隨機性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。采用 PLC 有較完善的診斷和自保護(hù)能力，可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。 控制對象的設(shè)計要求 如摘要中所述，電鍍的工作流程如圖 11：啟動 —— 吊鉤上升 —— 上限行程開關(guān)閉合 —— 右行至 1 號槽上方 —— XK1 行程開關(guān)閉合 —— 吊鉤下降進(jìn)入 1 號槽 —— 下限行程開關(guān)閉合 —— 電鍍延時 —— 吊鉤上升 ?? 由 3號槽內(nèi)吊鉤上升，繼續(xù)右行，碰到右限位，然后左行至左限位，吊鉤下降至下限位，即原位。 槽 3槽 2槽 1原 點上 限下 限左 限X K 1 X K 2 X K 3右 限 圖 11 電鍍生產(chǎn)線的工作流程 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 PLC 系統(tǒng)組成 PLC 分為箱式和模塊式兩種，但他們 的組成是相同，基本上都是由CPU，存儲器，輸入 /輸出接口電路，電源模塊等幾部分組成的 [ 5]。 CPU CPU 是整個 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用。同時，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤等。 存 儲器 存儲器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。由只讀存儲器、 ROM 組成。 用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。 輸入 /輸出接口電路 1. 輸入接口 輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。向內(nèi)部電路 輸入信號。 2. 輸出接口 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 輸出接口工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號 1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或者不動作。每次掃描過程，集中對輸入信號進(jìn)行采樣。輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。 元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲?；?PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 主電路設(shè)計 電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式，利用圖形符號和項目符號表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。 在本設(shè)計中，根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的工藝要求，只需用兩臺電機分別控制吊鉤的上升、下降和行車的左行、右行。 圖 21 中，接觸器 KM1， KM2 控制電動機 M1 的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)吊鉤的上升和下降，接觸器 KM3， KM4 控制電動機 M2 的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)行車的前進(jìn)和后退 。合理選擇 PLC 型號，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟性指標(biāo)具有重要意義 [3]。目前提供的 S7200CPU 有： CPU 22 CPU 22 CPU 22 CPU 224XP、CPU 226 和 CPU 226XM，不同型號的 PLC 性能差別也比較大。 根據(jù)自動化電鍍生產(chǎn)線的控制要求，我們采用了德國西門子 PLC S7200 CPU226 型號，此類型 PLC 無論獨立運行，還是聯(lián)接 網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機床、紡織機械、塑料機械、電梯等行業(yè)。 PLC 為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號有兩部分，一部分是原點、單周期、連續(xù)等面板控制按鈕，另一部分是多種行程開關(guān)，這些面板按鈕信號和傳感器信號作為 PLC 的輸入變量，經(jīng)過 PLC 的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器， 然后在 PLC 內(nèi)部進(jìn)行邏輯運算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的 形式送到輸出接口，從而驅(qū)動電機來控制行車的運行和吊鉤的升降。 在本設(shè)計中，我將 12 個輸入信號和 4 個輸入信號按各自的功能類型分好，選定與之功能相對應(yīng)的元器件，然后再與 PLC 的 I/O 點一一對應(yīng)，編排地址如表 21 所示。 在整個系 統(tǒng)的設(shè)計中，我選定 — 和 — 作為輸入信號，— 作為輸出信號。 表 21 I/O 分配表 PLC 外部接線圖 在本設(shè)計中定義的 I/O 端子接線圖如圖 22 所示。其中單操作按鈕開關(guān) 2 個，行程開關(guān) 3 個，限位開關(guān) 4 個，選擇工作方式開關(guān) 3 個。 序號 輸 入 序號 輸 出 1 上限位 SQ1 13 上升 KM1 2 下限位 SQ2 14 下降 KM2 3 左限位 SQ3 15 右行 KM3 4 右限位 SQ4 16 左行 KM4 5 XK1 行程開關(guān) SQ5 6 XK2 行程開關(guān) SQ6 7 XK3 行程開關(guān) SQ7 8 啟動 Q1 9 停止 Q2 10 步進(jìn) Q3 11 單周期 SB1 12 連續(xù) SB2 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 K M 1K M 2K M 3K M 4F U2 2 0 V+_2 4 VS B 2S A 3S Q 1S Q 2S Q 3S Q 4S Q 5S Q 6S Q 7S A 2S A 1I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3S B 1S7200 CPU 226 CN1 M2 M1 L圖 22 I/O 端子接線圖 小結(jié) 在本章中，主要介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計，選擇了西門子 S7— 200 作為本設(shè)計的 PLC 機型，既能夠充分發(fā)揮 S7— 200 系列 PLC 的性能特點，又能夠滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求。 在硬件設(shè)計中 確定了采用 2 臺電機組成系統(tǒng)工作的主要傳動機構(gòu)的基本思路，從而在此基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)的 I/O 端口分配以及外部端 子接線。 1. 定時器：電氣自動控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時器進(jìn)行時間控制，靈活地使用定時器可以編制出復(fù)雜動作的控制程序。 定時器的工作過程與繼電 接觸器控制系統(tǒng)的時間繼電器基本相同，但它沒有瞬動觸點。當(dāng)定時器的輸入條件 滿足時開始計時，當(dāng)前值從 0 開始按一定的時間單位增加；當(dāng)定時器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時，定時器觸點動作。 2. 計數(shù)器：計數(shù)器可用來累計輸入脈沖的個數(shù)，經(jīng)常用于對產(chǎn)品進(jìn)行計數(shù)或者進(jìn)行特定功能的編程。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時，計數(shù)器開始累計它的輸入端脈沖電位上升延的次數(shù)，當(dāng)計數(shù)器計數(shù)達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。當(dāng)外部的開關(guān)信號為閉合 時，輸入繼電器的線圈得電，在程序中常開觸點閉合，常閉觸點斷開。當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時， PLC 上的輸出端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號。 5. 內(nèi)部位存儲器：內(nèi)部位存儲器的作用和繼電 接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它在 PLC 中沒有輸入 /輸出端與之對應(yīng)，因此它的觸點不能驅(qū)動外部負(fù)載，這是與輸出繼電器的主要區(qū)別。 以上幾個是我們在本次系統(tǒng)設(shè)計的過程中可能 需要