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1、摘 要近年来，特种工艺表面处理（电镀）技术在工业领域中得到了迅速的发展。特别是微裂纹镀铬工艺和柔性电镀自动线控制技术，以其高效、灵活、精密等显著特点，成为国内外的研究热点。本设计提出了微裂纹镀铬电镀自动线柔性控制的具体解决方案。以PT（可编程终端简称触摸屏）与PLC（可编程控制器）等主要器件组成控制系统，接收并处理电镀设备的传感信号。同时，PLC将电镀设备的运行状态信息显示在触摸屏上，并等待接收控制指令。操作人员通过触摸屏输入指令信号，主控制模块根据触摸屏输入的指令和柔性控制算法控制电镀设备的工作状态，从而实现柔性电镀控制。上位机通过串口与控制系统实现通讯，可以根据具体需要更新控制系统的控制程
2、序，从而使系统更具灵活性，以适应不同的生产需要。本课题完成了控制系统的软硬件设计，并成功应用于减振器杆微裂纹镀铬电镀自动生产线，取得了良好的效果。本文首先讨论了柔性电镀自动线相关理论，结合电镀自动线机械设计和工艺设计要求，提出了柔性控制系统的解决方案，并对方案进行了详细的论证。在此基础上，完成了柔性控制系统硬件设计、柔性控制系统软件开发、PT与PLC现场调试及性能分析。关键词 柔性控制；电镀自动线；PT；PLC AbstractIn recent years, the technology of special process surface treatment(electroplating)
3、 has developed rapidly in the industrial field. Especially microfracture chromalizing technique and flexible electroplating automatic line control technique became the focus of domestic and overseas researcher because of its noticeable characteristics of high efficiency, agility and high precision.T
4、his design introduces a specific solution of microfracture chromalizing automatic line flexible control. With the framework of PT (programmable termination called touch screen) and PLC (programmable Logic controller), we build the control system, which receives and processes the signal from the elec
5、troplate equipment. At the same time, the PLC views the state information on the PT, waiting for the input order. The operator inputs the control order by PT, in order to control the states of electroplate equipment. In this way, we can realize the flexible control method. The main computer communic
6、ates with the control system by RS232 serial interface, so we can refresh the program of the system to meet different produce needs, which makes the control system more convenient for different users. The software and hardware design were carried out and applied to microfracture chromalizing automat
7、ic production line of absorber stick successfully.Firstly, This paper discussed the theories concerning flexible electroplating automatic line. Secondly, this paper proposed solution of flexible control system according to concerned theories and electroplating automatic line requirements of mechanic
8、al design and process design, additionally, this paper presented detailed demonstration about above solution. Lastly, in the basis of this solution, this paper completed hardware design of flexible control system, software development of flexible control system, on site debugging and performance ana
9、lysis of PT and PLC.Key words flexible control; electroplating; PT; PLC目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1课题背景11.2课题研究的目的及意义21.3电镀自动线柔性控制的发展31.3.1 PT、PLC在电镀自动线中的应用31.3.2 国内外研究现状及分析41.4本文研究的主要内容5第2章 电镀自动线柔性控制原理72.1电镀自动线的组成及特点72.1.1电镀自动线的组成结构72.1.2电镀自动线的特点82.2电镀自动线的工艺特征102.2.1电镀自动线的工艺流程102.2.2电镀自动线柔性控制的技术要求12
10、2.3本章小结12第3章 电镀自动线柔性控制系统设计133.1系统方案设计133.1.1系统结构133.1.2方案分析153.2系统的硬件设计163.2.1 PT的主要性能163.2.2 PLC器件的特点173.2.3芯片型号的选择193.2.4电气控制接线图设计223.3系统的软件设计273.3.1 PT窗口界面设计273.3.2 PLC编程原理303.3.3 用户代码设定323.3.4控制过程程序设计333.4 本章小结38第4章 电镀自动线柔性控制系统的应用及测试394.1电镀自动线柔性控制系统的应用394.2生产线上用户程序编制方法404.2.1行车控制的硬件安装位置404.2.2用户
11、程序编辑414.2.3用户程序数据区（DM）填写424.3系统实际使用流程444.3.1 PT、PLC组态及程序调试444.3.2检测系统反馈454.3.3根据反馈修改完善程序464.4系统能力评价484.5 本章小结49结 论50参考文献51致 谢53、第1章 绪论1.1课题背景半个世纪以来，世界机械与电子工业的发展极大的促进了电镀技术的进步，特别是近二十余年来，在电镀过程中引进诸多物理因素如：磁、声、光、热、电流波形及频率、溶液流速和机械震动等，使镀层质量和电镀效率有了明显提高1。国际上研究工作比较活跃的领域是脉冲电镀、高速电镀和复合镀等，目前在国内已得到成功应用。工业发展不断的对新材料提
12、出要求，电镀技术也由原来进行防护装饰和功能性镀层加工跨入了新材料制造领域，对电镀设备及其相关的配套装置的性能、质量和品种等提出了新的更加严格的要求2。为了稳定电化学生产过程，保证产品质量一致性，各国电镀行业对生产过程自动化相当重视。电镀的自动化管理系统得到应用，并已经实现商品化，在汽车制造等行业中开始使用。对于一些批量很大和连续性生产的电化学加工生产线，电镀自动管理已成为稳定生产的关键问题。微裂纹镀铬3工艺是近几年来飞速发展的一种电镀加工工艺，镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位，并列为三大镀种（镀锌、镀铬、镀镍）之一。在传统镀铬的基础上，相继开发了微裂纹镀铬、稀土镀铬、高效率镀铬等新工艺4，使
13、镀铬层的应用进一步扩大。柔性控制5（Soft control）由一个控制（PLC）系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。国际生产工程研究协会指出“柔性控制系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。”国际上电镀自动线的控制系统，比较有代表性的是德国帕尔公司的自动化控制系统，它融合了德国“西门子”公司生产的电器原件的优良性能，整合各硬件形成了高端高性能的电镀自动线控制产品6。其香港分公司在北京的合资公司北京金朋电镀器材有限公司的控制系统是国内电镀自动线
14、的高端产品，垄断并制约着国内产品的开发和研制。近年来深圳上材旭光化工机械（深圳）有限公司将部分日本电镀设备控制系统引入国内，其PT控制系统设计有着比较高的性能，二家外国公司的控制系统影响着国内电镀设备制造厂家的控制系统水平。可编程终端PT（Programmable Terminal，PT）又称人机界面（HMI），与PLC（Programmable Logic Controlle：PLC）联机通信后，通过键盘或屏幕的触摸键，可向PLC输入数据以及控制命令，进而控制电镀设备工作，具有高度自动化的特点7。同时，这种方式可以与柔性控制技术结合在一起，进而组成电镀自动线柔性控制系统。目前，国内正在加大这
15、方面的研究，力图缩小与国际上的差距。基于PT、PLC的电镀自动线柔性控制系统，它的应用有助于提高生产效率和工艺质量，改善工艺水平，提高我国电镀设备产业的国际竞争力。1.2课题研究的目的及意义随着我国加入WTO，国内的产品要走向国际市场，而国外的产品要进入国内市场，提高产品质量和降低成本是社会发展的必由之路。提高设备的自动控制水平和适应性是未来发展的必然结果，提高国内设备制造水平，同国际设备接轨是设备制造厂家的必然选择8。在社会高速发展的今天，充分了解和掌握各专业发展的前沿，熟练运用成熟的控制方案，在国际上节约能源减少污染排放被越来越多地重视。提高劳动生产率，降低生产成本，提高设备的自动控制水平，合理有效地使用资源，成为技术发展的方向9。特别是电镀行业是污染排放比较严重的行业10，高污染低能效的技术，已经被发达国家逐步限制、被其它工艺所代替。开发“柔性电镀自动线”可以取代进口设备，组建适应于国内厂家要求的生产线，具有很高的现实意义。在全面了解国际国内电镀工艺发展水平，和高端机械设备结构的基础上，采用PLC、PT等自动化水平较高的控制方案，将柔性控制技术与实际生产相结合。目前，针对国内各厂家的具体要求，开发更适应用户需求的产品，已经得到越来越多的研发机构的
