PLC在电镀生产线的应用开题报告.docx

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PLC在电镀生产线的应用开题报告

南京机电职业技术学院

毕业设计（论文）开题报告

题目：

PLC在电镀生产线的应用

系部电子工程系专业电气自动化

姓名徐鹏学号G*******

*******

2012年5月1日

1、文献综述

1.课题来源：

本课题是在老师的帮助下和我们小组的探讨下，根据实际情况最终才确定的。

2.选题依据、背景情况：

电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。

简单的理解，是物理和化学的变化和结合。

随着工业化生产的不断细分，新工艺新材料的不断涌现，在实际产品得到应用的设计效果也日新月异，电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺，而电镀效果是我们使用时间较长，工艺也较为成熟的一种效果。

对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多，而通过这种的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果，如高光、亚光等，搭配不同的效果构成产品效果的差异性，通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。

电镀工艺的应用我们一般作以下用途：

a:

防腐蚀b:

防护装饰c:

抗磨损d:

电性能（根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层）e:

工艺要求。

一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。

在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。

电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。

在现代的电镀行车中，一个优质、稳定的控制系统是整个电镀行业正常运行的最基础的保障。

它的作用好比总指挥的作用假如系统出现了故障这将会给企业带来重大的损失，对企业来说着是不能接受的。

假如系统不稳定或者经常出故障同样会给企业带来重大损失。

所以电镀行车控制系统的设计和制作工作要引起足够的重视。

用PLC辅以变频器对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用安全、工作稳定、性能可靠和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产实现高效、低成本、高质量自动化生产的发展方向。

3.国内外研究现状、发展动态：

一、我国电镀行业的发展现状 

电镀工业是我国重要的加工行业，据不完全统计，全国现有20000家电镀厂（点），从业人数超过50万，8000多条生产线，年电镀面积大约5亿m2，电镀加工年产值为400多亿人民币。

八十年代以来电镀企业数量增长很快，但部分电镀产品市场却逐步被塑料制品和涂料制品取代，使得生产能力增加和市场需求减少之间的矛盾变得尖锐。

随着行业内部结构调整优化等措施实施，预计在近期内电镀产品的市场总需求将保持相对稳定。

二、电镀行业未来的发展前景

（1）未来市场装饰性和高抗蚀性工艺技术将得到广泛应用，并伴随汽车工业、电子工业、家电工业、航空工业的发展而迅速发展。

（2）传统的装饰性电镀技术将要被喷镀、物理气相沉积所替代，功能性电镀将有很好的发展空间。

　（3）污染严重的电镀技术将被电镀清洁生产技术取代，如无氰电镀技术、三价铬镀铬技术、代镉、代铬镀层将有上升趋势。

　（4）某些性能好、无污染的新兴表面工程技术将进入产业化。

如达克罗（Dacrotized）涂层、克罗赛（Corrosil）工艺等。

4.主要参考文献：

1、王也仿主编，《可编程控制器应用技术》。

机械工业出版社，2001

2、孙振强主编，《PLC原理及应用》。

清华大学出版社，2006

3、方承远、张振国主编，《工厂电气控制技术》。

机械工业出版社，2006

4、崔亚军主编，《可编程控制器原理及程序设计》。

电子工业出版社，1993

5、李恒权、朱明臣、王德云主编，《毕业设计指导书》。

青岛海洋出版社，1993

2、设计（论文）的内容

1.研究目的：

为了让自己把所学专业知识能够熟练地应用到实际的活生产当中，为了能够自主的学习和解决在实际应用中出现的问题。

2.主要内容及技术：

一、概述 

　　一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。

在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。

　电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为安全、可靠、方便、灵活，自动化程度更高。

本文介绍在一条电镀自动生产线上用PLC结合变频器控制三台行车的自动控制系统，该自动控制系统在广东省中山市的一家外资风扇厂得到很好的应用。

二、硬件结构 

在一条电镀自动生产线上有三台行车既各自独立工作，又互相通过信号联系，每台行车上安装一台由交流接触器驱动的锥形电动机负责工件上、下，由一台变频器驱动的普通电动机负责行车前进、后退。

由于电镀自动生产线上有三台行车同时自动工作，所以系统采用了三台PLC和三台变频器，一台PLC和一台变频器控制一台行车。

每台行车上安装有五个传感器，其主要作用是负责行车上、下工件定位、镀槽定位以及行车运行过程向PLC发出变速信号等。

三、软件设计 

三台行车的主程序和调用的各个功能子程序都是一样的，但调用的工艺子程序就各不相同，每台行车根据自己在生产线上不同的工作区域执行的工艺编制不同的工艺子程序，本设计将给出一些主要的程序框图和就一部份主要的程序进行阐述。

3.研究方法：

1、对电动机自动控制方案的论证

电镀行车控制系统控制对象的运动都是由电动机拖动，在电镀行车控制系统单机手动、全机半自动及全机全自动工作方式下，这些电动机的运动都有一定的顺序，电动机运动的先后顺序就构成了电镀行车工作的各个阶段。

从工艺流程来看，对于电镀行车每一阶段的运动都需要设置一个控制回路来对其进行控制，每一控制回路都需要设置一个继电器。

在这种情况下，如果对拖动这些部件的电动机仍采用继电器控制方案来控制的话，则需要采用大量的继电器，这势必会大大增加控制系统的安装、接线工作量，降低控制系统的工作可靠性，增大故障率和查找故障的难度。

此外，电镀产品零件的工艺流程一旦发生变动而要求修改其控制程序时，则需要花费大量的时间和精力来更改硬件线路中的各元件的连接关系，这就给控制系统日后的技术改造工作埋下了很大的隐患。

而采用单片机控制方案或PLC控制方案来控制的话，则不需要采用一个硬件继电器，因此，可以克服由采用继电器控制方案带来的上述所有缺点。

于是电镀行车各电动机拖动的控制方案选择就缩小到单片机控制和PLC控制着两种方案的范围了。

虽然单片机控制方案的成本比PLC控制方案较低，但是将它应用于电镀行车控制系统时，需要为它设计和制造大量的输入/输出接口电路、放大电路和印刷电路板。

而PLC本身就是一个独立的控制设备，如采用PLC控制方案，则不需要为PLC设计和制作输入/输出接口电路、放大电路和印刷电路板，因此，相对于PLC控制方案而言，单片机控制方案所需的电路设计、制作工作量较大，设计、制作周期较长，此外，单片机控制系统的抗干扰能力没有PLC控制系统的强，工作的可靠性也没有PLC控制系统的高，其编程方法也不如PLC控制系统的简单，而它对工作环境的要求却比PLC控制系统的高。

综上所述，在对电镀行车控制系统的电动机系统采用PLC控制方案控制是最理想的。

2、对PLC用户程序设计方案的论证

由于电镀行车控制系统各个阶段数量很多、控制关系较复杂，因此，如果将公用程序、各种工作方式的控制程序、信号显示和故障报警程序“混合”在一起设计，则各程序间必然会相互“牵连”，从而使设计和修改程序的难度成倍增大，且出现故障时故障点难以查找。

为此在PLC用户程序设计中，采用模块化设计方案，即将不同功能的程序放在不同的模块中设计。

这样，可以省去各部分程序之间复杂的连锁关系，使得每一部分的程序都可以单独设计和修改，也就是说设计和修改某一部分程序时，不必担心会对另一部分程序造成影响。

基于PLC的电镀行车控制系统的公用程序、手动程序、信号显示和故障报警程序不存在步的转换问题，程序中各回路间的关系不相同，且没有规律可循，因此，对这几部分程序只能采用经验法设计。

而手动、单周和连续工作方式的工作过程都是一步一步按顺序进行的，所以，对这几种工作方式的程序决定采用顺序控制法设计，这样做不但可以使这几种工作方式的程序的设计工作变得思路清晰和简单，而且设计出来的程序非常规范，便于阅读理解。

程序中各回路间的连锁关系也变得十分简单，便于程序的修改。

4.预期成果：

该设计的产品可达到预期的工作状态。

（或为毕业设计的系统模块）：

第一章PLC的基础概念

第二章电镀行车的简介

第三章PLC的原理

第四章PLC在电镀生产线上的应用

第五章小结

3、毕业设计（论文）进程安排

起讫日期

设计（论文）各阶段工作内容

备注

2011年12月1日~12月31日

钓研、开题、系统规划设计，包括收集查

文献、方案拟定，撰写开题报告

2012年1月1日~2月28日

毕业设计课题各部分研究、实施方案、硬件电路设计、软件设计

2012年3月1日~3月31日

毕业设计课题各部分研究、实施方案、硬件电路设计、软件设计等及其他提交初稿。

2012年4月1日~4月30日

总体设计、实验室总调试；毕业设计报告修订、提交、毕业答辩准备

指导意见

指导教师意见:

指导教师：

年月日

所在专业意见:

负责人：

年月日