基于PLC的电镀行车控制系统的设计qWord格式.docx
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图1电镀专用行车的结构和动作流程图
电镀专用行车的工作过程如下:
(1)在电镀生产一侧,工人将待加工的零件装入吊篮,发出控制信号,行车自动上升,并逐段前进,根据工艺要求在需要停留的槽位停止。
(2)行车停留在某个槽位上面后,自动下降,停留一定的时间(各槽停留的时间根据工艺要求预先设定),再自动上升并继续前行。
(3)如此完成电镀工艺规定的各道工序,直至生产的末端。
然后,自动返回原位,由工人卸下处理好的零件。
至此,一次循环加工完成,可见,电镀专用行车加工过程的控制是顺序控制,由吊篮前进、下降、延时停留、上升、后退等工序组成。
2、拖动系统设计
专用行车的前后和升降运动由三相交流异步电动机拖动,根据电镀行车的起吊重量,选用两台电动机进行拖动。
主电路拖动控制系统如图2所示,其中,行车的前进和后退,吊钩的上升和下降控制分别通过两台电动机M1、M2的正、反转来控制。
图2主电路拖动控制系统原理图
图2中,接触器KM1,KM2控制电动机M1的正、反转,实现行车的前进和后退,接触器KM3,KM4控制电动机M2的正、反转,实现吊钩的上升和下降。
3、PLC系统结构设计
3.1PLC选型及地址分配
根据该专用行车的控制要求,其输入/输出及控制信号共有13个,其输入信号9个,输出信号4个,实际使用时,系统的输入都为开关控制量,加上10%-15%的余量就可以了,并无其他特殊控制模块的需要,拟采用三菱公司FX2N-24MR型PLC,输入/输出信号地址分配见表1。
表1 输入/输出信号地址分配表
3.2PLC控制电路设计
图3为电镀专用行车的控制系统I/O端口接线图,需注意的是,图中对输入的常闭触点进行了处理,即常闭触点改用了常开触点。
图3PLC控制系统I/O端口接线图
4、PLC软件设计
4.1控制系统梯形图编制
根据控制要求和I/O地址编制,绘出控制系统梯形图如图4。
图4PLC控制系统梯形图
梯形图工作原理分析:
电镀生产线采用专用行车,行车架上装有可升降的吊钩,行车和吊钩各由一台电动机拖动,行车的进/退和吊钩的升/降均由相应的限位开关SQ定位,流程如下:
(1)按启动按钮SB1,X001闭合,状态S0被置位,Y003得电,KM3工作,吊钩提起工件,开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,S0复位,吊钩停止上升,状态S1被置位,M20得电,Y001工作,KM1工作,行车开始向下一道工序前行。
(2)当行车前行至镀槽限位开关SQ1时,X005动作,S1复位,行车停止前行,状态S2被置位,Y004得电,KM4工作,吊钩刚好在镀槽的上方开始下降。
(3)当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,工件浸入镀液槽中,并开始定时。
(4)定时280秒后,状态S3被置位,Y003工作,KM3工作,电镀结束,吊钩提起工件,开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,吊钩停止上升,并在镀槽上方停留28秒,让镀波滴回槽中。
(5)当行车在镀槽上方停留28秒后,状态S4被置位,M20得电,Y001工作,KM1工作,行车继续向下一道工序前行,直到碰压回收波槽限位开关SQ2时,X004动作,状态S5被置位,Y004得电,KM4工作,行车停止前行,并且吊钩刚好在回收波槽的上方开始下降。
(6)当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,工件被放置回收波槽中,并开始定时。
(7)定时30秒后,状态S6被置位,Y003工作,KM3工作,吊钩又开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,吊钩停止上升,并定时停留15秒。
(8)当15秒定时到后,状态S7被置位,M20得电,Y001工作,KM1工作,行车继续向下一道工序前行,直到碰压清水槽限位开关SQ3时,X003动作,行车停止前行,并且在清水槽上方停留15秒。
(9)定时15秒后,状态S8被置位,Y004工作,KM4工作,吊钩开始下降,当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,工件置于清水槽中,并开始定时清洗30秒。
(10)定时清洗30秒后,状态S9被置位,Y003得电,KM3工作,吊钩提起工件,开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,吊钩停止上升,并定时停留15秒。
(11)定时15秒后,状态S10被置位,M21得电,Y002工作,KM2工作,行车开始后退,当后退至原位限位开关SQ4时,X002动作,状态S11被置位,Y004工作,KM4工作,行车停止后退,吊钩开始下降,当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,镀好的工件被取下来。
(12)按下按钮SB2或SB3,能实现行车的点动进/退控制。
至此,整个电镀生产完成一个工作循环,当再次按下起动按钮SB1时,则开始第二个工作循环。
5、结束语
文中采用PLC对电镀专用行车进行自动控制,简化了电气控制系统的硬件和接线,减小了控制器的体积,提高了控制系统的灵活性,同时,PLC有较完善自诊断和自保护能力,可以增强系统的抗干扰能力,提高系统的可靠性,应用表明,PLC在旧电动行车的自动化改造和新型电动行车的设计中,有广泛的应用前景。
电动行车是现代化生产中用于物料输送的重要设备,传统的控制方式下,大都采用人工操纵的半自动控制方式,在许多场合,为了提高工作效率,促进生产自动化和减轻劳动强度,往往需要实现电动行车的自动化控制,实现自动化控制,可以使行车能够按照预定顺序和控制要求,自动完成一系列的工作。
1
工作过程分析
电镀专用行车采用远距离控制,起吊重量500kg以下,起重物品是有待进行电镀或表面处理的各种产品零件。
根据电镀加工工艺的要求,电镀专用行车的结构和动作流程如图1所示,其中1
槽为电镀槽,槽中装有电镀液,2槽为回收槽,3槽为清水槽,实际生产中电镀槽的数量由电镀工艺要求决定,电镀的种类越多,槽的数量越多。
图1
电镀专用行车的结构和动作流程图
电镀专用行车的工作过程如下:
(1)
在电镀生产一侧,工人将待加工的零件装入吊篮,发出控制信号,行车自动上升,并逐段前进,根据工艺要求在需要停留的槽位停止。
(2)
行车停留在某个槽位上面后,自动下降,停留一定的时间(各槽停留的时间根据工艺要求预先设定),再自动上升并继续前行。
(3)
如此完成电镀工艺规定的各道工序,直至生产的末端。
至此,一次循环加工完成,可见,电镀专用行车加工过程的控制是顺序控制,由吊篮前进、下降、延时停留、上升、后退等工序组成。
2
拖动系统设计
专用行车的前后和升降运动由三相交流异步电动机拖动,根据电镀行车的起吊重量,选用两台电动机进行拖动。
主电路拖动控制系统如图2所示,其中,行车的前进和后退,吊钩的上升和下降控制分别通过两台电动机M1、M2的正、反转来控制。
图2
主电路拖动控制系统原理图
图2中,接触器KM1,KM2控制电动机M1的正、反转,实现行车的前进和后退,接触器KM3,KM4控制电动机M2的正、反转,实现吊钩的上升和下降。
3
PLC系统结构设计
3.1
PLC选型及地址分配
根据该专用行车的控制要求,其输入/输出及控制信号共有13
个,其输入信号9个,输出信号4个,实际使用时,系统的输入都为开关控制量,加上10%-15%的余量就可以了,并无其他特殊控制模块的需要,拟采用三菱公司FX2N-24MR型PLC,输入/输出信号地址分配见表1。
作用
名称
地址
启动按钮
SB1
X001
原位限位开关
SQ4
X002
清水槽限位开关
SQ3
X003
回收波槽限位开关
SQ2
X004
镀槽限位开关
SQ1
X005
下限位开关
&
n
bsp;
SQ6
X006
上限位开关
SQ5
X007
行车点动进
SB2
X010
行车点动退
SB3
X011
地址
行车前进
KM1
Y001
行车后退
KM2
Y002
吊钩上升
KM3
Y003
吊钩下降
KM4
Y004
3.2
PLC控制电路设计
图3
PLC控制系统I/O端口接线图
图3为电镀专用行车的控制系统I/O端口接线图,需注意的是,图中对输入的常闭触点进行了处理,即常闭触点改用了常开触点。
4
PLC软件设计
4.1
控制系统梯形图编制
根据控制要求和I/O地址编制,绘出控制系统梯形图如图4。
图4
PLC控制系统梯形图
电镀生产线采用专用行车,行车架上装有可升降的吊钩,行车和吊钩各由一台电动机拖动,行车的进/退和吊钩的升/降均由相应的限位开关SQ定位,流程如下:
(1)按启动按钮SB1,X001闭合,状态S0被置位,Y003得电,KM3工作,吊钩提起工件,开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,S0复位,吊钩停止上升,状态S1被置位,M20得电,Y001工作,KM1工作,行车开始向下一道工序前行。
(2)当行车前行至镀槽限位开关SQ1时,X005动作,S1复位,行车停止前行,状态S2被置位,Y004得电,KM4工作,吊钩刚好在镀槽的上方开始下降。
(3)当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,工件浸入镀液槽中,并开始定时。
(4)定时280秒后,状态S3被置位,Y003工作,KM3工作,电镀结束,吊钩提起工件,开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,吊钩停止上升,并在镀槽上方停留28秒,让镀波滴回槽中。
(5)当行车在镀槽上方停留28秒后,状态S4被置位,M20得电,Y001工作,KM1工作,行车继续向下一道工序前行,直到碰压回收波槽限位开关SQ2时,X004动作,状态S5被置位,Y004得电,KM4工作,行车停止前行,并且吊钩刚好在回收波槽的上方开始下降。
(6)当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,工件被放置回收波
槽中,并开始定时。
(7)定时30秒后,状态S6被置位,Y003工作,KM3工作,吊钩又开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,吊钩停止上升,并定时停留15秒。
(8)当15秒定时到后,状态S7被置位,M20得电,Y001工作,KM1工作,行车继续向下一道工序前行,直到碰压清水槽限位开关SQ3时,X003动作,行车停止前行,并且在清水槽上方停留15秒。
(9)定时15秒后,状态S8被置位,Y004工作,KM4工作,吊钩开始下降,当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,工件置于清水槽中,并开始定时清洗30秒。
(10)定时清洗30秒后,状态S9被置位,Y003得电,KM3工作,吊钩提起工件,开始上升,当碰到上限位开关SQ5时停止,X007接通,吊钩停止上升,并定时停留15秒。
(11)定时15秒后,状态S10被置位,M21得电,Y002工作,KM2工作,行车开始后退,当后退至原位限位开关SQ4时,X002动作,状态S11被置位,Y004工作,KM4工作,行车停止后退,吊钩开始下降,当吊钩下降至下限位开关SQ6时,X006动作,吊钩下降停止,
镀好的工件被取下来。
(12)按下按钮SB2或SB3,能实现行车的点动进/退控制。
至此,整个电镀生产完成一个工作循环,当再次按下起动按钮SB1时,则开始第二个工作循环。
5
结束语
通过学习、实践,逐步进入一般工程应用的组织、规划、设计、调试和运行等领域。
利用PLC实现对电镀生产线的系统控制,使系统具有很强的适应能力,可方便完成自动,手动控制和相互之间的切换;
整个程序采用结构化的设计方法,提高了电镀生产线的自动化程度和生产效率,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。
简要的陈述,完成了本设计的组态画面设计,实现了对传送现场状态的实时监控。
本设计通过软硬件之间的配合与调试,达到工业设计的要求,实现传送生产线的自动化控制。
主要介绍了西门子S7-200CPU226系列PLC的基本构成、内部元器件、基本指令及应用举例、功能指令及应用举例、软件应用、网络通信、梯形图的编程方法及应用举例、实际应用系统的设计方法等。
该系统利用可编程控制器和组态软件强大的功能,可实现传送生产线的全自动化,并可兼容手动操作。
它不仅可以取代传统的继电接触器控制系统,还可以进行复杂的过程控制和构成分布式自动化系统,使电气控制技术进入了一个崭新的阶段,在生产过程、科学研究和其他产业领域中,电气控制技术的应用都是十分广泛的。
因此在简明扼要的介绍基本理论和基础技能的同时,重点突出了实践性环节,主要体现在大量增加了应用性实例的编程,从工程实际出发,由易到难,循序渐进,在简单的实际应用中领悟PLC编程的技巧和方法,感悟实践渗透理论带来认知的快捷与方便。
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- 基于 PLC 电镀 行车 控制系统 设计