学号：0120918950930课程设计题目电镀生产线控制系统学院物流工程学院专业班级姓名指导教师2013年1月2日本科生课程设计成绩评定表指导教师签字：2013年 01 月 18 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 电镀生产线控制系统一、初始条件程序运行设备：西门子S7-300 PLC二、要求完成的主要任务1．控制要求：实现手动、单周期、连续、单步四种工作方式的控制。
以四种工作方式进行上行、下行、右行、左行四种运动，来实现清洗、风干、电镀、定时四种过程的电镀工作。
2．设计要求：（1）绘制PLC接线图；（2）给出符号定义表；（3）编写控制程序；（4）上机验证通过程序调试。
3．课程设计说明书应包括：（1）设计的目的及意义（2）设计任务及要求（3）设计方案比较及认证（4）程序设计：软件思想，流程图，程序说明（5）调试过程记录及结果分析（6）参考资料（7）总结三、时间安排：四、主要参考资料【1】张晓川编著.仓储物流技术与装备[M].化学工业出版社,2003年【2】邓星钟主编.机电传动控制[M].华中科技大学出版社,2001年【3】朱宏辉.物流自动化系统设计及应用.化学工业出版社,2004【4】刘锴编著.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京航空航天大学出版社,2004年【5】廖常初编著.S7-300/400PLC应用技术[M].机械工业出版社,2008年【6】王永华编.现代电器控制及PLC应用技术[M].北京航天航空大学出版社,2007年指导教师签名： 2013年1月6日系主任（或责任教师）签名： 2013年1月6日目录绪论 (1)课题概述 (1)设计的目的与意义......................................... 错误!未定义书签。
第一章 PLC的基础知识介绍 (2)1.1 PLC的基本结构 (2)1.2 可编程控制器的基本工作原理 (3)1.3 输入输出（I/O）点数的估算 (3)1.4 存储容量的估算 (3)第二章电镀生产线控制系统设计 (4)2.1 电镀生产线控制系统简介 (4)2.2 电镀生产线控制要求分析 (5)2.3 电镀生产线控制面板 (5)2.4 PLC电镀生产线控制系统的输入输出分配表 (6)2.5电镀生产线控制系统功能图的设计 (6)2.6 PLC电镀生产线控制系统的I/O接线图 (8)2.7主电路图的设计 (9)2.8 电镀生产线控制系统程序的梯形图 (10)第三章仿真与调试 (28)3.1建立一个项目 (29)3.2建立硬件组态 (30)3.3编辑梯形图 (31)3.4进行动作模拟仿真 (32)3.5调试过程 (32)设计总结 (37)谢词 (38)参考文献 (39)绪论课题概述本课题要求设计一种基于plc的手动方式、单周期方式、连续工作方式和单步工作方式的电镀生产线设计，利用实验室plc实训装置模拟电镀生产线的运行，并利用计算机进行组态监控。
设计的目的与意义电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一层薄层其他金属或合金的过程。
电镀时，镀层金属做阳极，别氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面别还原成镀层。
为排除其他阳离子的干扰，切实镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
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，电镀能增强金属的抗腐蚀性（镀层金属多采用耐腐蚀的金属）、增加强度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
随着科学发展，电镀生产工艺也不断更新，例如一种电镀生产的清洗水不排放新工艺，即自然闭路循环工艺。
它除设有电镀槽和清洗槽外，还设有储液槽。
工艺上通过一个周期对清洗槽进行一次翻槽以及用储液槽中的液体来弥补渡槽镀液由于蒸发产生的损失量等措施，达到了使电镀液的蒸发量与清洗水回收量的平衡，从而实现了电镀生产过程不排放任何清洗水的工艺。
不仅大大减少了用水量，还使清洗液中的电镀液对环境的严重污染减轻，因此，它有很好的经济效益及社会效益。
电镀生产线种类也很多，例如：单镀种环形电镀线、钓鱼式环型自动生产线、垂直升降悬臂式电镀生产线、龙门式自动控制电镀生产线、中柱直线式电镀生产线等。
第一章 PLC的基础知识介绍1.1 PLC的基本结构可编程序控制器主要由CPU（中央处理单元）、存储器（RAM和EPROM）、输入/输出模块（简称I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。
了解PLC的基本知识,有助于选择CPU 和I/O模块。
（1）CPUCPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组成。
CPU的作用类似于人类的大脑和心脏。
它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成：输入处理、程序执行、输出处理。
（2）存储器可编程控制器存储器中配有两种存储系统，即用于存放系统程序的系统程序存储器和存放用户程序的用户程序存储器。
存储器可分为：只读存储器，随机存储器。
（3）I/O口模块I/O模块是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号。
输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。
可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。
（4）编程器编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。
编程器可以永久地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运行。
一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。
（5）电源PLC的外部工作电源一般为单相85～260V 50/60Hz交流电源，也有采用24～26V直流电源的。
使用单相交流电源的PLC，往往还能同时提供24V直流电源，供直流输入使用。
PLC对其外部电源的稳定度要求不高，一般可允许±15%左右。
1.2 可编程控制器的基本工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的，即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存放于用户程序存储器中的程序，按指令步序号做周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
1.3 输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。
1.4 存储容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。
为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
第二章 电镀生产线控制系统设计2.1 电镀生产线控制系统简介本次我的课程设计的主要内容是：电镀生产线如下图图2.1 电镀生产线控制系统的模拟控制示意图系统中有一个工作方式选择旋钮，可选择手动、单周期、单步和连续工作四种方式；有1个启动按钮、1个停止按钮和4个手动操作按钮；S1~S6为位置检测传感器。
手动工作方式：用4个按钮，分别控制行车吊篮的上升、下降、左行和右行。
工作周期：吊篮从原点(初始状态)开始，将工件从原点按照设计的工序完成相应的工作，最后再返回原点的过程，称为一个工作周期。
单周期工作方式：在原点位置按下起动按钮(输入点)，生产线按要求完成一个周期工作后，返回并停留在原点。
连续工作方式：在原点按下起动按钮，电镀生产线完成一个周期的工作后，继续下一个周期的工作；当按下停止按钮时，电镀生产线并不马上停止工作，而是完成当前周期的工作后，返回原点停止。
单步工作方式：从初始步开始，每按一下起动按钮，程序运行一步即停止；当再次按下起动按钮，程序又运行一步……，即每按一次起动按钮，程序只运行一步。
下限检测 上限检测处理1分钟 处理1分钟 处理10分钟2.2 电镀生产线控制要求分析电镀的工作流程：启动--吊钩上升--上限行程开关S5闭合--右行至清洗槽上方--S2行程开关闭合--吊钩下降进入清洗槽--下限行程S6开关闭合--电镀延时1分钟--吊钩上升--上限行程开关S5闭合--右行至风干槽上方—S3行程开关闭合--吊钩下降进入风干槽--下限行程开关S6闭合--电镀延时1分钟--吊钩上升--上限行程开关S5闭合--右行至电镀池上方—S4行程开关闭合--吊钩下降进入电镀池--下限行程开关S6闭合--电镀延时10分钟--由3号槽内吊钩上升，继续右行，碰到右限位S7，然后左行至左限位S1，吊钩下降至下限位S6，即原位。
2.3 电镀生产线控制面板图2.3 控制面板2.4 PLC电镀生产线控制系统的输入输出分配表根据控制要求分析可知，该设计需要17个输入和4个输出端子，电镀生产线控制系统的输入/输出分配表如表2.4表2.4 PLC电镀生产线控制系统的输入/输出分配表2.5电镀生产线控制系统功能图的设计根据电镀生产线的控制分析，可以的出控制过程的功能图。
如图2.5所示。
功能图的建立有助于编写梯形图。
图2.5电镀生产线控制系统功能图2.6 PLC电镀生产线控制系统的I/O接线图由于系统需要17个输入和4个输出的I/O端子，PLC可选用S7-300系列PLC----CPU313,PLC电镀生产线控制系统的I/O接线图如图2.6所示。
图2.6 PLC 电镀生产线控制系统的I/O 接线图2.7主电路图的设计在本设计中，根据电镀生产线的工艺要求，只需用两台电机分别控制吊钩的上升、下降和行车的左行、右行。
主电路如图2-7。
图中，接触器KM1，KM2控制电动机M1的正、反转，实现吊钩的上升和下降，接触器KM3，KM4控制电动机M2的正、反转，实现行车的前进和后退。
FU2FU1QSL1L2L3图2.7电镀生产线控制系统主电路图2.8 电镀生产线控制系统程序的梯形图根据控制要求设计出PLC电镀生产线控制系统的梯形图（LAD）.第三章仿真与调试我们编好的程序要进行仿真调试，看看自己所编的梯形图是否正确，在现实中是否能够实现。
3.1建立一个项目（1）打开step软件之后弹出如下按钮，选择“next”。