王 玨

(中國礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,江蘇徐州 221000）

PLC控制電鍍生產(chǎn)線的方案設(shè)計(jì)

王 玨

(中國礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,江蘇徐州 221000）

利用PLC實(shí)現(xiàn)對電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制,使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,可方便完成自動、手動控制和相互之間的切換。整個程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法,提高了電鍍生產(chǎn)線的自動化程度和生產(chǎn)效率,是電鍍生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動化生產(chǎn)的發(fā)展方向。

PLC;電鍍行車;控制

0 前言

傳統(tǒng)的電鍍生產(chǎn)線自動設(shè)備少,集成度低,因此需要很多的勞動力來分擔(dān)各種工作,不僅浪費(fèi)了勞動力,更是無法保證產(chǎn)品的質(zhì)量。另外,由于電解液之類的液體具有毒性,也會對人體造成傷害。隨著時(shí)間的推移,社會的發(fā)展,傳統(tǒng)的電鍍方法已不能滿足人們的需要,自動化的產(chǎn)生已經(jīng)成為必須。全自動電鍍生產(chǎn)線是按一定電鍍工藝流程,通過機(jī)械和電氣裝置自動完成電鍍工序要求的全部過程,且生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,同時(shí)可以減輕工人的勞動強(qiáng)度,有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。電鍍生產(chǎn)線上對行車的自動控制是電鍍生產(chǎn)線自動化控制的關(guān)鍵。

本設(shè)計(jì)采用PLC作為控制器[1]來控制電鍍生產(chǎn)線,主要是考慮 PLC的性能可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),控制系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn),開發(fā)工作量少、周期短,維修方便,能耗低,性價(jià)比高。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的工作方式和工序分析

電鍍生產(chǎn)線主要由行車、電機(jī)和盛放液體的槽組成。它的控制系統(tǒng)由工業(yè)級控制計(jì)算機(jī)、可編程控制器和電器控制箱組成。按照其工藝要求和規(guī)模,一般設(shè)計(jì)由行車的運(yùn)動來控制。在該設(shè)計(jì)中,行車的運(yùn)動分為手動控制和自動控制。不論手動控制還是自動控制都是根據(jù)已編制好的程序運(yùn)行,手動控制是通過外部的開關(guān)、按鈕、按鍵等來按部就班的控制行車的運(yùn)動;自動控制可采用電感式接近開關(guān)來讓行車自動運(yùn)行,接近開關(guān)的主要作用是負(fù)責(zé)行車的上、下定位,鍍槽定位等。電機(jī)的動作主要根據(jù)行車的運(yùn)動來決定,前進(jìn)采用行進(jìn)電機(jī),升降采用升降電機(jī)。

電鍍生產(chǎn)線的控制方式分為手動控制、單周期自動控制和連續(xù)循環(huán)自動控制。手動控制:用按鈕手動控制行車的上升、下降、前進(jìn)、后退及終端限位;單周期自動控制:啟動后,行車完成一次電鍍工作回到原位停止;連續(xù)循環(huán)自動控制:啟動后,行車完成一次電鍍工作回到原位再連續(xù)循環(huán)工作。

本設(shè)計(jì)中電鍍需要經(jīng)過5個過程,即:要經(jīng)過5個槽,分別是電解去油槽,水洗槽,酸洗槽,水洗槽,電鍍槽。電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì),如圖1所示;電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)運(yùn)行流程,如圖2所示。

圖1 電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì)圖

圖2 電鍍生產(chǎn)線運(yùn)行流程圖

1.2 傳感器的選擇

本設(shè)計(jì)中選擇電感式接近開關(guān)進(jìn)行位置的檢測[2]。電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器,它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成。當(dāng)金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時(shí),物體內(nèi)部就會產(chǎn)生渦流;這個渦流反作用于接近開關(guān),會使接近開關(guān)振蕩能力衰減,從而使內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化,并由此識別出有、無金屬物體接近,進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。將電感式傳感器安裝在離目標(biāo)位置5 mm的位置。

1.3 PLC對電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

依據(jù)CPU226模塊的主要技術(shù)指標(biāo)和對電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的分析,確定系統(tǒng)的輸入和輸出與PLC的數(shù)字量輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的硬件連接,如圖3,圖4所示。

圖3 電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)與PLC輸入對應(yīng)圖

圖4 電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)與PLC輸出對應(yīng)圖

順序功能圖描述了控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性,如圖5所示。

1.4 組態(tài)軟件與PLC的通信設(shè)置

組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法,因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的問題,降低了系統(tǒng)集成的難度,節(jié)約了大量的設(shè)計(jì)時(shí)間,提高了系統(tǒng)的可靠性,使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的任意組態(tài),完成最終的自動化控制工程[3]。

圖5 程序順序功能圖

本設(shè)計(jì)中利用組態(tài)軟件來創(chuàng)建工程路徑,組態(tài)畫面,定義變量和數(shù)據(jù),構(gòu)造數(shù)據(jù)庫,建立動畫連接。利用組態(tài)王6.53使用 Siemens的 PPI協(xié)議,通過PPI/PC電纜與PLC進(jìn)行通信,然后進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段,實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件對現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)控。

2 總結(jié)

本研究利用PLC控制系統(tǒng)及組態(tài)軟件聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)電鍍生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。首先實(shí)現(xiàn)通過組態(tài)王6.53組態(tài)聯(lián)機(jī),然后用 PLC對控制過程進(jìn)行編程,最后聯(lián)機(jī)觀察并調(diào)試。本設(shè)計(jì)將組態(tài)王界面作為上位機(jī),PLC作為下位機(jī),操作人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場,就可以獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),優(yōu)化控制現(xiàn)場作業(yè),提高生產(chǎn)效率。

[1] 吳中俊.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[2] 孟立凡,藍(lán)金輝.傳感器原理與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

[3] 嚴(yán)盈富.監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC入門[M].北京:人民郵電出版社,2007.

Design for PLC Control of Electroplating Production Line

WANGJue
(College of Electric and Information Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221000,China）

By using PLC for the system control of electroplating production line,the system will have a strong adaptability;the automatic and manual operations as well as their switching can be easily completed.The entire process uses a structured design methods,so that the automation degree and production efficiency of electroplating production line and production efficiency are improved,which is a developmental direction for electroplating production in realizing high-efficiency,low-cost and high-quality automated production.

PLC;electroplating transfer crane;control

TQ 150.5

A

1000-4742(2011）05-0031-03

2010-11-06