南京工程学院课程设计说明书(论文)题目电镀流水线生产系统控制课程名称机电传动控制课程设计院（系、部、中心）机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级学生姓名学号设计地点工程中心指导教师蒋荣、马银忠设计起止时间：2015 年 6 月8 日至2015 年6 月12 日引言随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。

例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等，一改往日以前人们取料时间长，难度大，效率低。

本次课程设计题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背景下应运而生的，本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理，PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。

掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理，设计方法及两者的关系。

掌握常用电器元件的选择方法。

具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。

改变以往人工取料时间长，难度大，效率低的缺点。

提高工作效率，节省人力资源。

可编程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

英文缩写为PC或PLC。

它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。

因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱初期的PLC只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。

随着微电子技术的发展，PLC以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。

目录封面 (1)引言 (2)1、机电传动课程设计目标要求 (4)2、机电传动控制课程设计课题——电镀流水线生产系统控制 (5)2.1、电镀流水线系统结构 (6)2.2、电镀系统控制要求 (7)2.3、电镀流水线电气控制系统设计 (8)2.4、程序调试 (15)3、课程设计小结 (27)参考文献 (28)第1章机电传动课程设计目标要求一、课程设计目的《机电传动控制》课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强<机电传动控制>课程所学习的知识，掌握课程知识实际应用的能力。

学会运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法。

同时在设计过程中，综合已学知识，完成简单完整的控制系统设计，以增强控制系统设计能力；完成PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力；并在联机程序调试过程中，增强实际操作能力。

二、课程设计要求课程设计是一综合性的实践工作过程，需要依据给定设计任务，完成一系列的设计工作。

这些设计工作的内容以课程设计任务的形式说明列出，同时完成的设计工作以设计成果的形式保留，设计任务与设计成果要求分列如下。

1．课程设计任务要求⑴熟悉典型设备分析的一般方法，分析电气控制系统的需要和条件；⑵查阅技术资料和手册，合理选用设计方案；⑶根据设计方案，完成电气控制系统的电气原理图设计⑷掌握使用计算机软件编制PLC程序的应用方法，完成PLC程序设计；⑸使用仿真设备调试程序；⑹撰写规范的设计总结报告。

2．课程设计成果要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕⑴绘制完成设备与信号布置简图⑵绘制完成电气控制系统电路图（包括PLC端子图）⑶设计与编制PLC用户程序（控制流程图、梯形图）⑷仿真设备调试程序及说明⑸撰写课程设计说明书3．课程设计说明书撰写内容要求⑴任务说明⑵任务分析⑶控制方案设计以及控制系统设计过程说明⑷控制流程分析⑸ PLC控制程序设计说明⑹调试程序说明⑺总结⑻图附件⑼参考文献第2章机电传动控制课程设计课题电镀流水线生产系统控制一.电镀流水线系统结构电镀流水线系统根据电镀加工工件的特殊工艺流程而设计制造的一种高效率自动化专用设备。

设备采用自动起吊设备，远距离控制方式工作。

电镀流水线系统由点镀槽，电镀液回收槽，挂架和起吊机构组成，起吊机构吊钩的移动采用电动机驱动，由电气控制系统实现工作自动循环的控制。

电镀流水线系统生产过程是由人工将工件悬挂在挂具上，挂具放置在挂架上，按下自动工作启动按钮，开始自动工作。

自动工作过程包括吊钩下降吊起挂有工件的挂具，移动吊钩到达镀槽，吊钩下降将工件浸入镀槽内电镀液中，电镀完成后返回移动并经过三个电镀液回收槽回收电镀液，最后返回到挂架位置，放下挂具，完成自动工作循环后，由人工取下加工好的工件。

电镀系统采用行程开关检测吊钩是否到达预定位置。

系统结构及运动部件工作循环如图2-1所示。

图2-1电镀系统结构与移动部件工作循环图二.电镀系统控制要求⑴电镀系统工艺过程电镀系统的工艺过程如图2-2所示，由人工将工件放置到挂具上，启动自动工作过程。

首先吊钩下降，将挂架上的挂件吊起，并移至镀槽1进行电镀加工，然后经镀槽2，镀槽3，镀槽4处理后返回挂架，处理完成的零件由人工取出，由此结束一次加工循环过程。

图2-2 电镀系统处理零件工艺过程⑵电镀系统的控制要求电镀系统的控制要求，是通过满足电镀系统的工作要求形成的，控制系统的功能必须满足电镀系统所有的工作要求。

电镀系统的工作要求包含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作要求。

1）电镀系统工作方式要求为保证电镀系统能够处于正常工作，要求电镀系统具备二种工作方式：①吊钩能够点动后移调整，以及吊钩不在挂架位时能够快速复位；②吊钩能够点动向下调整，以及吊钩不在上端位置时能够快速复位；③电镀系统全自动工作循环工作；2）电镀系统工作过程要求电镀系统工作过程是电镀系统在正常加工时整机全自动循环的工作过程，电镀零件工作过程需要满足如下要求：①按下启动按钮，吊钩下降，到位后吊起悬挂零件的挂具，上升到位后停留16秒；②吊钩前移到镀槽1上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，2分钟后吊钩上升并停留30秒；③吊钩后移到电镀液回收槽2上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒；④吊钩后移到电镀液回收槽3上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒；⑤吊钩后移到电镀液回收槽4上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒；⑥吊钩后移返回到挂架处，加工循环结束。

3）电镀系统控制系统元件配置与工作要求电镀系统吊钩横向移动电机为3KW，垂直方向移动电机为2KW。

自动循环工作时，所有工步切换由行程开关控制。

电器元件工作关系如表2-1所示。

表表2-1 电器元件工作关系表注：加号，电器元件为得电状态，减号，电器元件为失电状态。

4）电镀系统安全稳定工作要求①具有运动部件间安全工作的联锁功能；②具有位置保护功能（如极限位、越位、相对位置保护）；③电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能；④具有应急操作功能⑤具有照明、指示灯辅助功能。

三、电镀流水线电气控制系统设计1、总体方案设计1）电气控制系统的控制对象为进行自动循环加工零件的机械设备，由于室内常温，工作环境较好，对控制系统无特殊要求。

2）设备由车间低压电网供电，设备驱动电压380v，供电频率50赫兹。

3）设备电气控制为普通开关量控制，要求自动完成加工，单个运动部件能独立调整工作，同时设备具有电器保护及联锁保护等功能。

4）电镀系统吊钩横向移动电机为3KW，垂直方向移动电机为2KW。

自动循环工作时，所有工步切换由行程开关控制。

2、控制方案1）控制系统采用开关量控制2）基于设备自动控制的要求，控制对象为单机设备，控制系统属于小型系统，采用FX2N 的产品。

3）由工作要求确定，控制系统在两种模式下运行，即全自动工作循环，手动调整工作。

4）两台电动机直接启动，双向转动，电动机无制动控制。

5）电动机驱动电路三相电源供电，电压380v6）PLC主机工作电源为交流电源电压220v，交流接触器线圈使用交流电源，电压220v，主令控制电器及行程开关等使用24v直流电源7）控制系统具有短路和过载保护功能，各电机之间有联锁保护功能3、电气系统图以及PLC端子图电气控制系统由两部分组成，主电路以及PLC设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路的接通与断开，采用熔断器和热继电器进行短路与过载保护，同时通过控制变压器，提供满足系统工作以及PLC设备需要的电源电压。

如下图，KM1闭合M1正转前移，KM2闭合时反转后移；KM3闭合时M2正转下移，KM4闭合时反转上移。

图2-3电气系统图图2-4PLC端子图表2-2电器元件明细表M1 水平移动电机KM1 M1正转前移M2 垂直移动电机KM2 M1反转后移SB1 总停按钮KM3 M2正转下移SB2 启动按钮KM4 M2反转上移表2-3电器元件信号与PLC连接的通道分配表3)功能图5）梯形图程序调试应用GXdeveloper输入程序，检查、仿真并运行。

1）SFC图2）梯形图（点击“工程”-“编辑数据”-“改变程序类型”将sfc图改为梯形图）3）指令表（点击按钮将梯形图转换为指令表）4）程序调试点击图标图2-4-1 菜单启动继电器内存监视图2-4-2打开“软件元”“软件元窗口”图2-4-3五、课程设计小结时间飞逝，岁月如梭，白驹过隙，时光荏苒。

不知不觉中我们的课程设计就结束了。

本次PLC 课程设计里我们的课题是电镀流水线生产控制系统的设计。

从课题到设计初步成型再到完善的过程中，我们有困惑也有疑虑，但我们并不退缩，拿破仑说过胜利属于最坚忍的人。

正所谓锲而不舍，金石可镂，我们查找资料结合实际，在发现问题与解决问题的过程中，我们不断完善，不断创新。

从PLC软件的安装到实现PLC控制系统的调试，从流程图梯形图的设计到绘制，我们学到了很多，进步了很多。

学习本无底，前进莫徬徨。

在课程设计的过程中，我学习并掌握了很多东西。

首先最基础的是我们学习并了解了PLC的基本构造，所谓万丈高台，起于垒土，了解PLC的基本构造给我们夯实了基础，为我们接下来的设计提供了基础。

其次，在系统的设计上我们循序渐进，首先我们分析讨论了系统的工艺过程，然后利用cad画出顺序功能图，将顺序功能图转变为梯形图，之后利用PLC 软件编程完成调试。

再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。

从课本知识到实际应用PLC课程设计让我对PLC顺序功能图、梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理与方法。

这次课程设计真正的让我们了解了实际中PLC的使用吕氏春秋里说：万人操弓，共射一招，招无不中。

也就是说团结就是力量，遇到问题要多与同学讨论交流，同组成员间分工明确，互相帮助。