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基于plc的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2025-05-01 10:09本頁(yè)面
  

【正文】 洗 的過(guò)程 。 該 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 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、性能可靠和靠干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化,提高了生產(chǎn)效率,降低了疲勞強(qiáng)度 ,能夠更好的融入到現(xiàn)在的工業(yè)控制領(lǐng)域 。PLC。 電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有成熟的電鍍工藝和好品質(zhì)的鍍液添加劑外,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)間也是決定電鍍產(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(dòng)化控制 和組態(tài)王監(jiān)控 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,能夠帶來(lái)豐富的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 1 電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)概述 選題背景及意義 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。防腐蝕、抗耐磨等都是通過(guò)電鍍工藝所生產(chǎn)的 產(chǎn)品的特性。隨著社會(huì)的發(fā)展,電鍍生產(chǎn)線逐漸增多,生產(chǎn)變得復(fù)雜 。早期的控制是 使用順序控制器,由于 其電路復(fù)雜,接 口眾多,受外界干擾大, 所以 工作可靠性較差,維護(hù)也 較 困難。 本課題 從 以 PLC 為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)電鍍生產(chǎn)線 自動(dòng)控制的角度進(jìn)行討論,在我國(guó)電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化還不普及但社會(huì)飛速發(fā)展的狀況下,對(duì)電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化的研究具有極其重要的意義,符合社會(huì)發(fā)展的潮流。更高效安全的電鍍生產(chǎn)線,必將對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。如日本大阪友電舍株式會(huì)社的電鍍車(chē)間,各種鍍液中的主要成分都是由電腦自動(dòng)測(cè)定和自動(dòng)調(diào)節(jié),行車(chē)的運(yùn)行完全無(wú)人操作,自動(dòng)化程度比較高。相對(duì)而言,手工操作 還比較多, 有些工廠的機(jī)械設(shè)備還比較陳舊,自動(dòng)化程度不高。例如常州營(yíng)達(dá)環(huán)??萍加邢薰镜碾婂兩a(chǎn)線就比較先進(jìn),自動(dòng)化程度較高,廢棄廢液處理的也很好。 電鍍生產(chǎn)線采用專(zhuān)用 的行車(chē)架,行車(chē)架上帶 有可 以上升和下降 的吊鉤, 吊鉤 和 行車(chē) 由 電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng),行車(chē) 的進(jìn)退和吊鉤升降由限位開(kāi)關(guān)控制,限 定為三槽位, 依次 完成酸洗 、電鍍、清洗過(guò)程。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控 制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司( DEC)研制開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)可編程控制器,并在 GM公司汽車(chē)生產(chǎn)線上應(yīng)用成功。當(dāng)時(shí)開(kāi)發(fā) PLC 的主要目的是用來(lái)取代 以 繼電器為主的 邏輯控制系統(tǒng),所以最初的 PLC 功能只局限于 計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù) 、執(zhí)行繼電器邏 輯 等功能。 人們將微機(jī)技術(shù) 結(jié)合 到 PLC 中,使其能夠更好的發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能,用邏輯編程取代了硬連線邏輯, 增加了 數(shù)據(jù)傳送 、 運(yùn)算和處理等功能,使其真正的 成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備。但由于它和個(gè)人計(jì)算機(jī)( Personal Computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)容易混淆,所以現(xiàn)在仍把可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)做 PLC。對(duì) PLC 的分類(lèi)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進(jìn)行大致分類(lèi)。 (含微型機(jī)) I/O 點(diǎn)數(shù)小于 128 點(diǎn)的 PLC 為小型機(jī),以處理開(kāi)關(guān)量邏輯控制為主,現(xiàn)在的小型 PLC還具有較強(qiáng)的通信能力和一定量的模擬量處理能力 。 I/O 點(diǎn)數(shù)在 2048 點(diǎn)以上,程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量最高分別可達(dá) 10MB,具有極強(qiáng)的軟件和硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能,它可以構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng),實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 微型和小型 的 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)?;締卧显O(shè)有擴(kuò)展端口,通過(guò)擴(kuò)展電纜與擴(kuò)展單元相連。 大、中 型 PLC 多采用模塊式結(jié)構(gòu)。各模塊功能是獨(dú)立的,外形尺寸是統(tǒng)一的,可根據(jù)需要靈活配置。 用 PLC 實(shí)施控制,其實(shí)質(zhì)是按控制功能要求,通過(guò)程序按一定算法進(jìn)行輸入 /輸出變換,并將這個(gè)變換給以物理實(shí)現(xiàn),并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 PLC 的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示 21 所示 。用戶程序和數(shù)據(jù)事先存入存儲(chǔ)器中,當(dāng) PLC 處于運(yùn)行方式時(shí), CPU按循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。 輸 出 接 口 單 元 輸 入 接 口 單 元 CPU 存儲(chǔ)器 電源部分 編程設(shè)備 按鈕、行程開(kāi)關(guān)等 接觸器、電磁閥等 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 6 ( 2) I/ O 模塊 輸入 (Input)模塊和輸出 (Output)模塊簡(jiǎn)稱(chēng)為 I/ O 模塊,輸入單元用來(lái)接收來(lái)自用戶設(shè)備的各種控制信號(hào),如行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、操作開(kāi)關(guān)以及其他傳感器的信號(hào)。 CPU 運(yùn)行時(shí)讀出輸入映像寄存器中和其他元器件的最新信息并按照程序執(zhí)行,把輸出的最新結(jié)果存入輸出映像寄存器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來(lái)存放由 PLC 廠家編寫(xiě)完成的系統(tǒng)程序,并固化在 ROM 內(nèi),用戶不能更改。系統(tǒng)程序的內(nèi)容主要包括三部分:系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用管理程序。使用編程軟件可以在屏幕上直接生產(chǎn)和編輯梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖和順序功能圖程序,并能實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換??捎么疟P(pán)或打印的方式來(lái)保存程序,使用網(wǎng)絡(luò)還能進(jìn)行遠(yuǎn)程編輯和傳送。 第一 是上電處理。 第二 是掃描過(guò)程 。首先進(jìn)行輸入掃描,其次完成其他外設(shè)的通信處理,然后進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器 的 更新處理。當(dāng) CPU 處在 RUN 方式時(shí), PLC 要先執(zhí)行完用戶程序和輸出處理,然后再運(yùn)行自診斷檢查。 PLC 每次進(jìn)行掃描前,要先執(zhí)行一次自診斷檢查,確定 PLC 自身的配置運(yùn)行是否正常,如 CPU、電池、程序存儲(chǔ)器、 I/O 接口和通信模塊等工作是否正常。 概括而言, PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的 。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,維護(hù)容易,價(jià)格便宜,具有較好 動(dòng)性性能 。 L 1L 2L 3M 1~3~3M 2F U 1 F U 2K M 1K M 2 K M 3K M 4F R 1F R 2Q S 圖 31 電鍍生產(chǎn)線主電路圖 接觸器 KM1, KM2 控制電動(dòng)機(jī) M1 的正、反轉(zhuǎn), 實(shí)現(xiàn) 吊鉤的上升和下降 ,接觸器 KM3,KM4 控制電動(dòng)機(jī) M2 的正、反轉(zhuǎn), 實(shí)現(xiàn) 行車(chē)的前進(jìn)和后退 。現(xiàn)在最新版的 S7200 系列 PLC 的主要特點(diǎn)是: 可靠性 較高、 指令集 豐富、 內(nèi)置集成功能 豐富 、實(shí)時(shí)特性強(qiáng)和通信能力 強(qiáng)大 。 圖 32 S7200PLC 系統(tǒng)組成 根據(jù) 電鍍生產(chǎn)線 自動(dòng)化的控制要求,本課題 采用了德國(guó)西門(mén)子 PLC S7200 CPU226型號(hào), 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出, I/O 共計(jì) 40 點(diǎn),程序存儲(chǔ)容量大,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量達(dá)到 10KB,它有 2 個(gè)通信口,通信能 力強(qiáng), 無(wú)論獨(dú)立運(yùn)行,還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任 務(wù)。 S7200 CPU226 通訊功能完善,具有極高的性能價(jià)格比 ,這是 采用它的主要原因。這些面 信號(hào)作為 PLC 的輸入變量, 首先 經(jīng)過(guò) 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(yùn)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(dòng)電機(jī)來(lái)控制行車(chē)的運(yùn)行和吊鉤的升降 , 完成電鍍的自動(dòng)化過(guò)程。 表 31 端口 分配 及 功能 表 序號(hào) PLC 地址 ( PLC 端子) 電氣符號(hào) (面板端子) 功能說(shuō)明 1 SD 啟動(dòng) 2 ZD 自動(dòng) 3 SQ1 左到位 4 SQ2 上到位 編程工具 CPU 主機(jī)模塊 HMI 人機(jī)界面 擴(kuò)展 模塊 功能 模塊 通信 模塊 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 10 5 SQ3 下到位 6 1 號(hào) 清洗到位 7 2 號(hào) 電鍍到位 8 3 號(hào) 酸洗到位 9 ML 左行 10 MR 右行 11 UP 上升 12 DOWN 下降 13 D1 等待清洗 14 D2 等待電鍍 15 D3 等待酸洗 16 SX 酸洗 17 DD 電鍍 18 QX 清洗 定義的 I/O 端子接線圖如 33 所示 。下面分別介紹下。它是 PLC 中重要的編程元件,是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。使用時(shí)要提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值。使用時(shí)要提前輸入 它的特定植。 :輸入繼電器一般都有一個(gè) PLC 的輸入端子與之對(duì)應(yīng),它用于接受外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)。 :輸出繼電器一般都有一個(gè) PLC 上的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。同時(shí)在程序中其常開(kāi)觸點(diǎn)閉
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