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1、电气控制技术课程设计说明书电镀车间专用行车 PLC 控制系统设计目录1 一、 设计题目 2 二、设计内容（一）专用设备基本情况 2 （二）系统对电气系统的控制 3 三、设计任务 3 四、设计过程（一） PLC 主机选型 3 （二）面板布置示意图 4 （三）分配 I/O 端口地址 4 （四） PLC 接线图 6 （五）绘制梯形图并测试调控 8 五、参考文献 9 一、 设计题目电镀车间专用行车电气控制设计2 二、 设计内容（一）专用设备基本情况该电镀自动线是某厂电镀车间为提高工效、 促进生产自动化和减轻劳动强度而提出制造的一台专用半自动起吊设备。 采用远距离控制， 起吊重量在 500 千克以下，
2、起吊物品是待进行电镀及表面处理的各种产品零件。 其结构及工艺流程如图 1 所示。图 1 电镀自动线示意图电镀自动线机械结构与普通小型行车结构类似， 由小车、 大车和吊物提升机构组成。工作时，除具有自动控制的大车移动（前 / 后）与小车（提升吊物用）上 / 下运动外，还有调整吊篮位置的小车左右运动。其工作过程为：在电镀自动线的一侧， 工人将待加工零件装入吊篮， 并发出信号， 提升机构便提升并自动逐段前进， 按工艺要求在需要停留的槽位停止， 并自动下降， 停留一定时间后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至自动线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新发出信号进入下一加工循环。对于不同
3、零件， 其镀层要求和工艺过程是不相同的， 则自动线上镀槽的数量也不相同，该控制系统能对不同工艺过程（如镀锌、镀铬、镀镍镉）有程序预选和修改能力。 该自动线有 5 个电镀槽， 各槽停留时间由用户根据工艺要求进行整定。（二）系统对电气控制的要求1、拖动系统专用行车的小车、大车和升降运动均采用三相交流异步电动机（ Y802-4，1 槽2 槽3 槽4槽5 槽滑 线 钢 索 多 芯 软 电 缆道 轨3 0.75kW、 2.1A、 1390r/min、 380V）分散拖动，并采用一级机械减速。2、 控制要求（ 1） 控制装置具有程序预选功能 （按电镀工艺确定需要停留工位） ， 一旦程序选定，除上、下装卸零
4、件，整个电镀工艺应能自动进行。（ 2）前后运动和升降运动要求准确停位，前后、左右、升降运动之间有联锁作用。（ 3）采用远距离控制，整机电源及各种动作要有相应指示。（ 4）应有极限位置保护和其它必要的电气保护措施。三、设计任务（ 一 ）根据控制选择 plc 型号分配 I/O 端口。（ 二 ）设计 I/O 电路，选择电器元件，并绘制 I/O 接线电气原理图。（ 三 ）绘制梯形图，编制用户程序语句表并进行模拟调试。（ 四 ）绘制以下工艺图样电器元件布置图与接线图、底板加工图；控制面板布置图、接线图、面板加工图；电气图箱与总接线图。（ 五 ）编写设计、使用说明书、设计小结及参考资料目录。四、设计过程（
5、一） PLC 主机根据装置介绍及控制要求统计 plc 的 I/O 点数选用三菱 FX2N-64MC 型 PLC，输入输出各 32 点根据该专用行车的控制要求，其输入信号 20 个，输出信号 17个，实际使用时，系统的输入输出都为开关控制量，加上 10% 15%的余量，并无其他特殊控制模块的需要， 拟采用三菱公司的 FX2N-64MR 型 PLC， 如果需要增加一些槽位的时候可以再配用 F 系列的拓展单元， 以满足需要的更多的输入输出点。（二）面板布置示意图4 （三）分配 I/O 端口根据 plc 主机及模块选用，结合面板设计分配 I/O 端口地址如表 3.1 所示表 3. 1 外部信号与 PL
6、C的 I/O接点地址编号对照表输入信号名 称 功 能 I/O 编号SB1 启动按钮 X000 SQ1 前限指示接近开关 X001 SQ2 原点行程开关 X002 SQ3 下料点指示行程开关 X003 SQ4 后限保护接近开关 X004 SB2 停止按钮 X005 SA1 一槽选择开关 X006 SQ5 一槽接近开关 X007 5 SQ6 一槽上限开关 X010 SQ7 一槽下限开关 X011 SA2 二槽选择开关 X012 SQ8 二槽接近开关 X013 SQ9 二槽上限开关 X014 SQ10 二槽下限开关 X015 SA3 三槽选择开关 X016 SQ11 三槽接近开关 X017 SQ12
7、 三槽上限开关 X020 SQ13 三槽下限开关 X021 SA4 四槽选择开关 X022 SQ14 四槽接近开关 X023 SQ15 四槽上限开关 X024 SQ16 四槽下限开关 X025 SA5 五槽选择开关 X026 SQ17 五槽接近开关 X027 SQ18 五槽上限开关 X030 SQ19 五槽下限开关 X031 SB3 后调点动按钮 X032SB4 下行点动按钮 X033SB5 左调点动按钮 X034 SB6 右调点动按钮 X035 输出信号名称 功能 I/O 编号HL8 原点指示灯 Y000 HL9 运行指示灯 Y001 KM1 电机前进线圈 Y002 KM2 电机后退线圈 Y
8、003 KM3 电机上行线圈 Y004 KM4 电机下行线圈 Y005 HL1 下料点指示灯 Y006 HL2 下料点声指示 Y007 6 HL3 一槽位指示灯 Y010 HL4 二槽位指示灯 Y011 HL5 三槽位指示灯 Y012 HL6 四槽位指示灯 Y013 HL7 五槽位指示灯 Y014 KM5 电机左调整 Y015 KM6 电机右调整 Y016 KM7 电机上下行后抱闸制动 Y017 KM8 电机左右平移能耗制动 Y020 （四） PLC接线图下料点指示灯设为 HL1 ，下料点声音指示设为 HL2，一槽位指示灯设为 HL3，二槽位指示灯设为 HL4，三槽位指示灯设为 HL5，四槽位
9、指示灯设为 HL6，五槽位指示灯设为 HL7，原点指示灯设为 HL8，运行指示灯设为 HL9。电机前进线圈设为 KM1 ，电机后退线圈设为 KM2 ，电机上行线圈设为KM3 ，电机下行线圈设为 KM4 ，电机左调整线圈设为 KM5 ，电机右调整线圈设为 KM6 ，电机上下行后抱闸制动线圈设为 KM7 ，电机左右平移能耗制动线圈设为 KM8 。启动按钮设为 SB1，前限指示接近开关设为 SQ1，原点行程开关设为SQ2，下料点指示行程开关设为 SQ3，后限保护接近开关设为 SQ4，停止按钮设为 SB2， 一槽选择开关设为 SA1， 一槽接近开关设为 SQ5， 一槽上限开关设为 SQ6， 一槽下限开
10、关设为 SQ7， 二槽选择开关设为 SA2， 二槽接近开关设为 SQ8，二槽上限开关设为 SQ9，二槽下限开关设为 SQ10，三槽选择开关设为 SA3， 三槽接近开关设为 SQ11， 三槽上限开关设为 SQ12， 槽下限开关设为 SQ13， 四槽选择开关设为 SA4， 四槽接近开关设为 SQ14， 四槽上限开关设为 SQ15，四槽下限开关设为 SQ16五槽选择开关设为 SA5，五槽接近开关设为 SQ17，五槽上限开关设为 SQ18，五槽下限开关设为 SQ19 左右调整点动按钮设为 SB3，上下调整点动按钮设为 SB4。各输出端的负载一侧并联接入 220V 交流电。7 图 1 PLC 接线图（五
11、）绘制梯形图并进行测试调控调试步骤一： 图 8 为调用子程序时的状态模拟，当行车到达有预置的槽位一的时候调用子程序 P1。执行完子程序实现的电镀过程的模拟过程后，返回到第 20 步程序，准备到达下一个预置槽位，调用相对应的子程序。预置旋动开关X6 闭合，并且接近开关 X7 闭合，既是行车到达了 1 槽位。调用相对应的子程8 序，既执行电镀过程。图 2 调试步骤一调试步骤二：如图 9 所示，离开第一个预置槽位，到达第二个槽位，自动调用 P2 子程序，实现自动运行的要求。图 3 调试步骤二调试步骤三：如图 10 所示，为电镀过程中子程序实现的电镀模拟过程。 X7接近开关到达，执行电机下降，并且制动
12、。当到达下限 X11 的时候停止制动并且启动电镀定时器，定时器时间到，电机上行，到达上限停止，电磁抱闸制动防止吊篮因为重力而自动掉下。9 图 4 调试步骤三参考文献1张振国 方承远 .工厂电气与 plc 控制技术 . 机械工业出版社2电气元件符号国家标准3 廖常初 .PLC 编程及应用 .机械工程出版社， 2002.9 4 钟肇新 ,范建东 .可编程控制器原理及应用 .华南理工大学出版社， 2003.5 5 丁伟 . 可编程控制器在工业控制中的应用 . 化学工业出版社， 2004.7 6 魏璇 ,陆波 .PLC 和变频调速器在 GRC 轻型隔墙板生产线上的应用 .天津：7 赵明 .工厂电气控制设备 .北京：机械工业出版社， 1994 8 田瑞庭 .可编程序控制器应用技术 .北京：机械工业出版社， 1994
