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电镀生产线的PLC控制系统设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊电镀生产线的PLC控制系统设计[摘要] 随着现代工业和技术的发展,电镀在机械、电子、仪器仪表、轻工、地质、交通运输和国防工业等生产部门的应用日益广泛,与人们的日常生活也有十分密切的关系。

现代市场竞争日趋激烈,企业迫切需要提高生产效率和产品质量,于是如何提高电镀生产线的自动控制性能,减少成本具有重要的意义。

本文以镀锌电镀自动生产线控制系统设计为目标,对其电镀的工艺要求和控制要求进行了分析,结合企业的实际情况,开发了一套基于触摸屏与PLC的电镀生产线的自动控制系统,提出了设计方案,然后对该生产线控制系统的硬件部分进行了设计。

在对电镀控制系统的设计中,针对于电镀生产线上行车运行不平稳,定位不精确等问题提出了解决的方法。

本次设计以三槽电镀生产线为例,在设计中运用到了可编程控制器PLC基础知识、自动控制、电动机、电气控制以及电力电子等多门技术,并且对这些技术进行综合应用。

[关键词] 可编程控制器触摸屏电镀控制系统变频器┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Design of Electroplate Production Line Control SystemBased on PLC[Abstract] With the development of modern industry and technology,electroplating has been widely used in machinery,electronic,instrument,lightindustry,geology,transpo -tation,and national defense industry and it is also very close to the common life of peop-le.Due to the acute competition of the market,the production efficiency and product quality must be enhanced.So,it is significant to enhance the control performance of electroplating production line and reduce production cost.This paper analyzes technological and control requirements combined with practical situation on the basis of design of zinc plating automatic production line.The control system of automatic production line was also designed based on touch screen and PLC.The design scheme was also proposed in detail.Then,the hardware part of production line control system was designed especially focused on the unstable sliding of driving and imprecision of location.This design take three slots electroplate production line as an example ,which makes use of the automatic control, electric motor, the electricity control, programmable controller PLC and the electric power electronics,and apply these techniques. Comprehensively.[Key words] Electroplating PLC Touch screen Control the system Inverter┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1国内外电镀自动线现状及发展水平 (1)1.2电镀生产线实现自动控制的意义 (2)1.3国内电镀行车控制问题 (3)1.4本课题的研究内容和文章结构 (4)1.4.1本课题研究内容 (4)1.4.2论文结构 (4)第二章电镀生产线控制系统的总体设计 (5)2.1镀锌生产线工艺分析 (5)2.1.1镀锌工艺分析 (5)2.1.2镀锌设备的结构 (6)2.2镀锌自动线控制系统的设计要求 (7)2.3电镀控制系统设计方案 (8)2.3.1辅助设备系统 (8)2.3.2行车控制系统 (9)2.4电镀控制系统硬件部分设计 (11)2.4.1电镀自动生产线与可编程控制器 (12)2.4.2电动机的选择和安装 (13)2.4.3电镀控制的变频器选择与安装 (14)2.4.4位置检测装置的选择和安装 (14)2.4.5电镀控制系统的人机界面 (15)第三章电镀生产线系统的软件设计 (15)3.1电镀控制系统程序的设计 (16)3.1.1行车运行流程编程 (16)3.1.2互锁设计 (26)3.2人机界面的设计 (27)第四章总结与展望 (33)4.1总结 (33)4.2展望 (34)致谢 (34)参考文献 (35)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊附录 (37)附录一程序流程图 (37)附录二 I/0分配表 (38)附录三 T型图 (39)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1国内外电镀自动线现状及发展水平电镀工业是我国重要的加工行业,至今已有100多年历史,近代科学技术的发展为它增添了许多新的内容,因而电镀在机械、地质、电子、仪器仪表、轻工、交通运输和国防工业等生产部门的应用日益广泛,与人们的日常生活也密切相关。

电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原反应,是获得金属保护层的有效方法。

在这个过程中金属离子获得电子被还原成金属原子,金属原子按一定的规律排列形成晶体成为镀层。

电镀技术又称为电沉积,其基本原理就是在直流电场的作用下,在电解质溶液(镀液)中由阳极和阴极构成回路,使溶液中的金属离子沉积到阴极镀件表面上,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸,从而提高耐腐蚀性、抗高温氧化性、良好的导电性、高的硬度、高的耐磨性和减摩性、微细加工的均匀性以及其他某些特殊的物理、化学特性,同时又赋予金属光泽美观。

电镀生产线是指按一定的电镀生产工艺要求,将有关的各种电镀处理槽、电镀行车运动装置、电源设备、循环过滤装置、检测仪器、加热装置、空气搅拌装置、排水排水及污染处理装置等组合,是一个由电气控制系统协调控制的完整系统。

目前,国外很多企业使用大容量、功能多,高质量的工业控制计算机,如单片机,微计算机,PLC等,组成控制系统,集中控制行车动作、镀槽液温度值、电流密度、电镀时间、添加剂含量等工艺参数,调整生产过程中各参数的动态平衡,自动实现优化生产。

可以看出,现代电镀自动线已形成自动化程度高,机械系统结构合理,运行可靠的特点。

镀液用热交换器进行槽外循环,自动调温。

用高效、耐蚀,使用温度高的连续过滤装置使镀液达到合适的过滤精度。

用空气搅拌强化电镀过程和清洗过程。

配有喷淋清洗装置和逆流漂洗闭路循环系统,安装了工艺参数自动控制系统。

采用了稳压、稳流、稳定电流密度的可控硅整流器等一系列先进的配套设备。

随着电镀辅助设备的发展,促进了电镀生产自动线向完善发展,日本电镀企业4500家中有30%实现了计算机控制的全自动化,其余的均采用非连续式半自动化电镀生产线。

虽然国产电镀自动线及其配套设备与世界工业发达国家先进水平相比还存┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊在差异,但近些年来国内电镀自动线种类、使用面上有了很大突破。

电镀厂车间专业化程度越来越高。

对大批量镀件,凡工艺成熟的,通常采用能处于满负载状态下连续生产的环形电镀自动线。

对需要改变工艺条件的生产线则采用适应性强、机械结构简单的,间歇生产的直线式电镀自动线。

从效率、产量角度考虑,前者具有一定的优势。

直线式电镀自动线行车及其传动机构较先进,加工精度高。

行车由于采用了电机无级变速系统,起步、制动、运行平衡,各工序可选择合适的速度行车加工精度高、自重轻、运行时惯性小用微机控制,接近开关检测行车工位信号以及一些其他技术,保证行车系统高可靠性,停位准、晃动小、镀件不飘落,但是在速度控制中仍存在问题,电机的速度的精度不高,实际的转速与所给定的速度误差太大。

在电气控制上,电镀线的发展经历了由手工、半手工生产线,再到自动化生产线的发展过程。

目前,电镀自动线大都采用了先进的控制方式、变频技术、DCS,达到了很高的自动化水平,大大提高了电镀质量,极大限度的提高了生产效率。

1.2电镀生产线实现自动控制的意义落后的操作方式会引起很多人为的问题,也会增加成本,质量也没有保障。

采用自动化控制系统后,会有很大的改善:(1)降低物量消耗量。

在电解电镀过程中,除了电源装置的能量的损耗,电镀过程中的能耗也占绝大部分。

而电流和电压是影响电镀过程能耗的因素,实现自动化控制后,实时监控电解液浓度、温度、电极距离等参数,就可以对电源的电流、电压输出进行调整和合理的配置,使电镀生产过程完全符合其工艺要求,进而减少人为因素的干扰,使电镀生产处于最佳运行状态,资源利用充分合理,提高产品质量同时节能。

(2)减轻工人劳动强度,保障工人生命安全。

原本的电镀生产线上的行车都是有人去操作的,而且必须有人巡视监测,计算时间,以防出差错和发生事故,在不增加人员的前提下,个人的工作强度必然加大。

在实现生产控制自动化后,因为自动生产线具有自动报警及自动保护功能,只需一人在控制室操作、监视,既能节省劳动力,又能减轻工人的劳动强度。

电镀工艺是电化学生产工艺,在电镀手工生产过程中,职工接触一些硝酸、重金属盐、氰化物等一些有毒有害物质是不可避免的,对他们的安全健康受到了很大的影响,实现电镀生产线自动化后,职工可以在控制室通过监控,尽可能不去或少去车间,减少身体危害。

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