电镀流水线的PLC课程设计.docx

1、电镀流水线的PLC课程设计1、本课程设计目的根据要求设计出合理的PLC控制装置，学习使用PLC实现对工业过程的控 制。在设计过程中要全面的考 虑各种影响因素，提高设计的程序的可靠性，结合 实际情况综合的加深自己对PLC的各种基础知识加以理解消化吸收，提高 动手 能力和工程素养。2、设计指标与要求本选题是为了电镀车间提高工效、促进生产自动化以及减轻劳动强度而设计 的一种专用半自动起吊设备，采用远距离控制。起吊物品为待进行电镀或进行表 面处理的各种产品零件。电镀生产过程是由人工将待加工零件装入吊 篮（或挂钩上），在发出信号后， 起吊设备便提升并逐段前 进，按工艺要求，在需要停留的槽位上停止，并自

2、动下 降，下降到位并且停留一段 时间（电镀）后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的 每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件， 为下一次加工做好准 备。电 镀系统结构示意图如图所示。电負系统结构尔奮图1* 汉 康一电薇回收栖 3.第二电傥浪回收植4+m三液回收摘 亠挂件架 匕吊呦 仁 rr半3.课程设计报告内容与设计步骤1）设计的任务分析与计算1.课题要求1.电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后移动由 行车电动机M1控制，其功率为4kW;提升电动机M2控制吊钩上升与下放，其 功率为2.5 kW。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。2行车架携待镀工件向前运动至

3、槽上方，由行程开关控制其停止向前运 动 （制动）。3吊钩下放到一定位置，制动停车，待镀工件浸入槽内2min。4.吊钩提升待镀工件到位后停止（制动），在镀槽上方停30s。5行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止（制动）。6.吊钩下放，其工作情况与3过程相同，浸入槽内时间为32s。7.与4过程相同，停留时间为16s。8.以后工作重复上述过程。2.工艺过程电镀工艺流程图如图所示。先将待镀工件放人槽内2min,然后提起悬停30s， 随后放人第一电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s,再放人第二电镀液回收槽内浸32s,提起悬停16s,如此循环直到加工过程结束。整个过程为：从原始位置开

4、始，行车7停在挂件架5前，挂件架放在固定支 架上，由操作人员将待镀工件挂在挂具上，吊钩6勾住挂件架然后启 动系统工作 （见图）。3时序分析4.主电路设计计算在本设计中，装置的运行主要是通 过两个电动机的运转实现，在工业控制中， 可以直接使用220V电压供电。5控制方法设计本次课程设计，通过编写较为简单的PLC程序使电镀流水线的控制得以实现 在设计过程中，电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后 移动由行车电动机M1 控制，其功率为4kW;提升电动机M2控制吊钩上升与 下放，其功率为2. 5 kW。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。2)PLC输入/输出接口地址的分

5、配、接口电路图1.PLC选型控制系统采用了 8输入4输出，选用S7-200的CPU222即可，但基于在实际 中的使用情况，一般选用CPU224。本此设计使用的就是CPU224。2.主电路图及相关功能说明上图为系统的主电路图:图中，FA起到了短路保 护作用，即当控制线路发生短路故障时，控制线路应 能迅速切除电源，FA可以完成主电路的短路保护任务。QA为通电开关，当QA 闭合时，就可以用控制电路控制系统的运行。QA0为控制电动机M1向前（正转） 移动的主开关，QA1为控制其向后（反转）移动的主开关；QA2为控制电动机M2 上升（正转）的主开关，QA3为控制电动机M2下降（反转）的主开关。电路中的

6、BB1和BB2在电路中起到了过载保护作用，由于电动机长期超载运行，会造成 电动机绕组温度升到超 过其允许值而损坏，所以要采取过载保护，其特点为：负 载电流越大，保护动作时间越快，但不能受电动机启动电流影响而动作。3.PLC输入/输出地址分配输入设备I/O地址输出设备I/O地址M1向前（正转）移动开关I0.0控制前后移动电动机 M1正转接触器KMIQ0.1M1向后（反转）移动开关I0.1控制前后移动电动机 Ml反转接触器KM2Q0.2M2上升（正转）开关I0.2M2上升正转接触器 KM3Q0.3M2下降（反转）开关I0.3M2下降反转接触器KM4Q0.4槽1的限位开关I0.4槽2的限位开关I0.

7、5槽3的限位开关I0.6槽4的限位开关I0.74.PLC外部接线及相关说明如上图所示,10.0对应M1向前（正转）移动开关，。10.1对应M1向后仮转）移动开关。I0.2对应M2上升（正转）开关，同时间接控制定时器的工作。I0.3对应M2下降（反转）开关，同时间接控制定时器的工作。I0.4为槽1的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机 M1停止。I0.5为槽2的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机 M1停止。I0.6为槽3的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机 M1停止。I0.7为槽4的限位开关，可以控制电动机M2工作，也可以间接控制电动机

8、M1停止。Q0.1是用来控制前后移 动电动机M1正转接触器KM l。Q0.2是用来控制前后移 动电动机M I反转接触器KM 2。Q0.3是用来控制M2上升正转接触器KM3。Q0.4是用来控制M2下降反转接触器KM4。3）梯形图设计及相关分析1.根据Q）设计PLC梯形图PLC梯形图见附录2.编制程序STL如卜面所示：Network1LDI0.2LDSM0.1RM1.1, 1SS0.0, 1SCRTS0.4Network2Network17LSCRS0.0SCRENetwork3Network18LD10.0LSCRS0.4SQ0.1, 1Network19Network4LDSM0.0LDI0.

9、4TONT38, 30RQ0.1, 1Network20SCRTS0.1LDT38Network5SCRTS0.5SCRENetwork21Network6SCRELSCRS0.1Network22Network7LSCRS0.5LDSM0.0Network23SM1.0, 1LDSM0.0Network8SM1.2, 1LDI0.3Network24RM1.0, 1LDI0.5SCRTS0.2RM1.2, 1Network9SCRTS0.6SCRENetwork25Network10SCRELSCRS0.2Network26Network11LSCRS0.6LDSM0.0Network27T

10、ONT37, 120LDSM0.0Network12SM1.3, 1LDT37Network28SCRTS0.3LDI0.3Network13RM1.3, 1SCRESCRTS1.0Network14Network29LSCRS0.3SCRENetwork15Network30LDSM0.0LSCRS1.0SM1.1, 1Network31Network16LDSM0.0TONT39, 32LDI0.3Network32RM1.6, 1LDT39SCRTS1.5SCRTS1.1Network49Network33SCRESCRENetwork50Network34LSCRS1.5LSCRS1.

11、1Network51Network35LDSM0.0LDSM0.0TONT41,32SM1.4, 1Network52Network36LDT41LD10.2SCRTS1.6RM1.4, 1Network53SCRTS1.2SCRENetwork37Network54SCRELSCRS1.6Network38Network55LSCRS1.2LDSM0.0Network39SM1.7, 1LDSM0.0Network56TONT40, 16LDI0.2Network40RM1.7, 1LDT40SCRTS2.0SCRTS1.3Network57Network41SCRESCRENetwork5

12、8Network42LSCRS2.0LSCRS1.3Network59Network43LDSM0.0LDSM0.0TONT42, 16SM1.5, 1Network60Network44LDT42LDI0.6SCRTS2.1RM1.5, 1Network61SCRTS1.4SCRENetwork45Network62SCRELSCRS2.1Network46Network63LSCRS1.4LDSM0.0Network47SM2.0, 1LDSM0.0Network64SM1.6, 1LDI0.7Network48RM2.0, 1SCRTS2.2SCRTS2.5Network65Networ

13、k77SCRESCRENetwork66Network78LSCRS2.2LSCRS2.5Network67Network79LDSM0.0LDSM0.0SM2.1, 1TONT44, 16Network68Network80LDI0.3LDT44RM2.1, 1SCRTS0.0SCRTS2.3Network81Network69SCRESCRENetwork82Network70LDM1.2LSCRS2.3OM1.5Network71OM2.0LDSM0.0=Q0.2TONT43, 32Network83Network72LDM1.1LDT43OM1.4SCRTS2.4OM1.7Networ

14、k73OM2.2SCRE=Q0.3Network74Network84LSCRS2.4LDM1.0Network75OM1.3LDSM0.0OM1.6SM2.2, 1OM2.1Network76=Q0.4LDI0.2RM2.2, 14）调试过程1调试设备介绍调试过程中采用了 YHSMS-A型可编程控制器实验系统V2.0，V4.0 STEP7 MicroWIN SP3软件和西门子S7-200模拟仿真软件。2.调试方法首先，将已编好的PLC程序输入到V4.0 STEP7 MicroWIN SP3软件，当编译 无错误的话，运行程序，此时可以在此软件上采用开始程序状 态监控，就可以看到程序运行的状 态

15、，从而进行程序分析，纠正其中不合理之处。若程序可以满足 设计要求且无错误，可以在YHSMS-A型可编程控制器实验系统V2.0接好线后, 开启电源，打开控制开关，将电脑中的程序下载到实验系统中。之后，使程序处 于运行状态，通过实验台上面的各个控制开关完成 对系统的控制，控制过程中相 应的指示灯可以一目了然地看到各个运行状 态。Q0.1亮，表示控制前后移动电动机M1正转接触器KMI工作）Q0.3亮，表示控制M2上升正转接触器KM3工作）Q0.4亮，表示控制M2下降反转接触器KM4工作）3程序联调1）2)3)4)4.设计中遇到的问题与解决方法1、 问题：设计PLC程序时，电动机M1与电动机M2之间需

16、实现互相制约，即 当电动机M1工作时电动机M2必须停止，当电动机M2工作时电动机M1也必 须停止。解决方法：运用置位、复位指令，在电动机M1置位的同时使得电动机M2 复位，即电动机M1工作时电动机M2无法工作。同理，在电动机M2置位的同 时使得电动机M1复位，此时电动机M2可以工作而电动机M1无法工作2、 问题：在接线过程中，发现PLC实验装置台上没有限位开关。解决方法：用普通开关代替，当程序运行到该状态时用手拨动开关，即表 示此时触发了限位开关。3、 问题：在调试程序过程中，课题要求的延时时间比较长，因此等待过程比较 长。解决方法：很际调试时我把延时时间缩小了 10倍，这样就节省了不必要 的

17、等待时间，大大减少了调试程序所花费的时间，从而能够迅速的发现并解决问 题。5.设计总结及体会学完一门专业课都要进行一次课程设计，目的是帮助我们把书本中学到 的知识运用到实践中去，做到理论与实践相结合。此次设计以分组的方式进行， 每组有一个题目，我们做的是电镀流水线的PLC控制。由于平时大家都是学理 论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通 过各方面的 查资料并学习。我们基本学会了 PLC设计的步聚和基本方法。分组工作的方式 给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。通过这次设计实践。我学会了 PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和 使用方法也有了更深刻的理解。

18、在 对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在 没有做实践设计以前，我们对知识的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视， 当我们把自己想出来的程序与到 PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就 是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我 们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多 同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个 人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的 问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此

19、过程中，每个人都想自己的方案得到 实现，积极向同学说明自己的想法。能过比 较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。通过此次课设，让我了解了 PLC梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了 解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最 适合的设计方法。虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力 量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中 要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的 统一思想，这样就不会使自己在 做 的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些 思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的 处理问题 要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改 善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。纸上得来终觉浅，投身实践觅真知。”这便是我此次课程设计的心得。6参考书目1、 现代电气控制及PLC应用技术王永华编著 北京航空航天大学出 版社2、 流行PLC实用程序及设计西门子S7-200系列） 罗宇航主编 西安电子科技大学出版社