plc控制的行车自动化控制系统的设计
目 录
一、引 言 5
（一）电镀行车的概述 5
（二）本次设计的主要内容 6
二、对PLC控制系统的概述 6
（一）PLC的组成 6
（二）PLC的工作过程和特点 7
（三）PLC的分类 8
1.按I/O点数分类 8
2.按结构形式分类 8
3.按功能分类 8
三、系统的硬件设计 8
（一）PLC机型的选择 8
1．确定I/O 9
2．PLC容量选择 9
3．确定PLC 9
(二)主电路的设计 9
（三）辅助电路的设计 10
四、系统的软件设计 10
（一）自动程序的设计 11
1.控制部分 11
2.输出部分 12
（二）故障程序设计 12
(三)手动程序的设计 13
五、总结 14
六、致谢 15
七、参考文献 16
八、附录 17
（一）附录一 17
（二) 附录二 19
（三）附录三 20
一、引 言
（一）电镀行车的概述
近代以来，受工业革命的影响，我国的各大行业的工业化水平不断提高，因此行车的自动化程度代替了手工业在过去的几十年里的稳固地位。上世纪60年代，电镀行业已经有了一定的发展，但就是一直以手工业为主，而如今的电镀行业以至于乡镇小型企业，他们已经有了自己的行车自动化发展模式。在借助国外先进技术的基础上，现已经开发了很多不同类型的电镀自动线。查阅相关资料可知，就电镀生产业而言，中国就有一万五千多个，其中职工总数超越五十万人，除此之外现有五千多条自动流水线和二点五到三亿平方米的电镀生产面积。电镀行业年产值为1000亿元人民币。可见我国的电镀产业正向自动化方向发展。其中，比较好的行车系统起步和运行比较稳定，电机采用配备变频调速，具有无极变速的功能，定位比较
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
车自动化发展模式。在借助国外先进技术的基础上，现已经开发了很多不同类型的电镀自动线。查阅相关资料可知，就电镀生产业而言，中国就有一万五千多个，其中职工总数超越五十万人，除此之外现有五千多条自动流水线和二点五到三亿平方米的电镀生产面积。电镀行业年产值为1000亿元人民币。可见我国的电镀产业正向自动化方向发展。其中，比较好的行车系统起步和运行比较稳定，电机采用配备变频调速，具有无极变速的功能，定位比较精准且运行时噪声低、惯性小、制动性能优良。但我们中国的电镀生产设备与国外同行业相比，仍然有很多不足。很多中小型企业的机械设备还比较陈旧，自动化程度不是太高，大量的生产线以半自动化和半机械化为主，更有甚者仍以手工操作为主。
因为上述的各种国内电镀行业存在的弊端，PLC作为一种专门为当前工业环境应运而生的具备操作运算功能的电子装置，逐渐的为电镀行业的生产和管理的普遍认可。它的优点包括：抗干扰性强、结构简单易懂、工作稳定灵活等优势，大量的减少了企业工作人员的工作量，而且对提高产能有很大帮助。这种自动控制方式是电镀行业实现高效率、低成本的有效途径。
（二）本次设计的主要内容
本设计是将由人工操纵的半自动化电动行车改造为由PLC控制的自动化控制系统，不仅可以大大提高生产效率，而且可以使行车的各种自动化功能得到有效的实施，与此同时又提高了行车的自身适应力度，所以并不需要在硬件上有过多的改动。
本设计中的电镀专用行车是通过行车带动吊钩前后运动及吊钩的升降运动来实现电镀的过程的。行车带动吊钩前进/后退分别经过电镀槽、回收液槽、清水槽，当分别到每个槽上方时，由限位开关通知PLC发出控制指令使吊钩下降，当下降到槽中时又开始定时电镀。定时结束后，吊钩上升，上升后还需定时停留一段时间让多余的液体流回槽中才能走向下一个槽，当从清水槽上滴液结束后行车返回原位。其生产流程图如1-1所示。
在对本系统的设计中完成了系统的硬件连线及软件的设计，硬件连线包括PLC 的外围接线、主电路及控制电路，软件包括梯形图。
图1-1 生产流程图
二、对PLC控制系统的概述
（一）PLC的组成
PLC的实质上是一种可以在工业控制领域专用的计算机，它的系统和微型计算机的系统并没有本质上的差别，软件和硬件构成了它的基本结构。
1.CPU是PLC的中央处理器
PLC的核心部分便是与通用微型计算机一样的CPU。它利用PLC系统具有的一般功能，使得用户程序得到更好的保存。一般情况下PLC的CPU主要利用双极型位片式微处理器、单片机。
2.输入/输出（I/O）模块
I/O模块在CPU与I/O或其他外部设置之间起到了桥梁作用。输入模块的作用是采集和接收信号，输出模块的作用是将CPU处理过的数字信号转换成生活中能被一般的接收装置接收的信号。
3.存储器
存储器是用户存储数据或程序的重要装置，存储器主要用来存放程序和数据。所以其通常作为计算机系统的重要组成部分而存在。而计算机在现代的更新步伐也渐渐加快，存储器作为计算机不可分割的部分也得到了相应的发展。另外，由于集成电路的制作技术得到了大幅度提高，CPU的速率也得到了大幅度提高，因此存储器的存和取的速度与它很难适应。这也使计算机的速度很大程度上收到了存储器的约束。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
4.编程器
可编程的集成电路写入数据的工具称为编程器，它被称作PLC重要的外部设备。其编程语言有指令表、顺序功能图、结构化文本、梯形图、功能块图（IL、SFC、ST、LD、FBD)。
5.电源
PLC的电源是用来为各个模块的运行提供电能的装置，基本可分为直流24V或交流220V。
（二）PLC的工作过程和特点
1.可编程控制器执行过程分为五个步骤：输入采样、输出刷新、程序执行。
2.可编程控制器扫描过程可分为五个步骤：内部处理、输入扫描、程序执行、通信处理、输出处理。
3.工作方式：PLC运行时，中央处理器在用户控制下按照地址号进行周期性循环扫描，在此过程中，还要进行对输出状态刷新、对输入信号采样的工作。
4.
一、引 言 5
（一）电镀行车的概述 5
（二）本次设计的主要内容 6
二、对PLC控制系统的概述 6
（一）PLC的组成 6
（二）PLC的工作过程和特点 7
（三）PLC的分类 8
1.按I/O点数分类 8
2.按结构形式分类 8
3.按功能分类 8
三、系统的硬件设计 8
（一）PLC机型的选择 8
1．确定I/O 9
2．PLC容量选择 9
3．确定PLC 9
(二)主电路的设计 9
（三）辅助电路的设计 10
四、系统的软件设计 10
（一）自动程序的设计 11
1.控制部分 11
2.输出部分 12
（二）故障程序设计 12
(三)手动程序的设计 13
五、总结 14
六、致谢 15
七、参考文献 16
八、附录 17
（一）附录一 17
（二) 附录二 19
（三）附录三 20
一、引 言
（一）电镀行车的概述
近代以来，受工业革命的影响，我国的各大行业的工业化水平不断提高，因此行车的自动化程度代替了手工业在过去的几十年里的稳固地位。上世纪60年代，电镀行业已经有了一定的发展，但就是一直以手工业为主，而如今的电镀行业以至于乡镇小型企业，他们已经有了自己的行车自动化发展模式。在借助国外先进技术的基础上，现已经开发了很多不同类型的电镀自动线。查阅相关资料可知，就电镀生产业而言，中国就有一万五千多个，其中职工总数超越五十万人，除此之外现有五千多条自动流水线和二点五到三亿平方米的电镀生产面积。电镀行业年产值为1000亿元人民币。可见我国的电镀产业正向自动化方向发展。其中，比较好的行车系统起步和运行比较稳定，电机采用配备变频调速，具有无极变速的功能，定位比较
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
车自动化发展模式。在借助国外先进技术的基础上，现已经开发了很多不同类型的电镀自动线。查阅相关资料可知，就电镀生产业而言，中国就有一万五千多个，其中职工总数超越五十万人，除此之外现有五千多条自动流水线和二点五到三亿平方米的电镀生产面积。电镀行业年产值为1000亿元人民币。可见我国的电镀产业正向自动化方向发展。其中，比较好的行车系统起步和运行比较稳定，电机采用配备变频调速，具有无极变速的功能，定位比较精准且运行时噪声低、惯性小、制动性能优良。但我们中国的电镀生产设备与国外同行业相比，仍然有很多不足。很多中小型企业的机械设备还比较陈旧，自动化程度不是太高，大量的生产线以半自动化和半机械化为主，更有甚者仍以手工操作为主。
因为上述的各种国内电镀行业存在的弊端，PLC作为一种专门为当前工业环境应运而生的具备操作运算功能的电子装置，逐渐的为电镀行业的生产和管理的普遍认可。它的优点包括：抗干扰性强、结构简单易懂、工作稳定灵活等优势，大量的减少了企业工作人员的工作量，而且对提高产能有很大帮助。这种自动控制方式是电镀行业实现高效率、低成本的有效途径。
（二）本次设计的主要内容
本设计是将由人工操纵的半自动化电动行车改造为由PLC控制的自动化控制系统，不仅可以大大提高生产效率，而且可以使行车的各种自动化功能得到有效的实施，与此同时又提高了行车的自身适应力度，所以并不需要在硬件上有过多的改动。
本设计中的电镀专用行车是通过行车带动吊钩前后运动及吊钩的升降运动来实现电镀的过程的。行车带动吊钩前进/后退分别经过电镀槽、回收液槽、清水槽，当分别到每个槽上方时，由限位开关通知PLC发出控制指令使吊钩下降，当下降到槽中时又开始定时电镀。定时结束后，吊钩上升，上升后还需定时停留一段时间让多余的液体流回槽中才能走向下一个槽，当从清水槽上滴液结束后行车返回原位。其生产流程图如1-1所示。
在对本系统的设计中完成了系统的硬件连线及软件的设计，硬件连线包括PLC 的外围接线、主电路及控制电路，软件包括梯形图。
图1-1 生产流程图
二、对PLC控制系统的概述
（一）PLC的组成
PLC的实质上是一种可以在工业控制领域专用的计算机，它的系统和微型计算机的系统并没有本质上的差别，软件和硬件构成了它的基本结构。
1.CPU是PLC的中央处理器
PLC的核心部分便是与通用微型计算机一样的CPU。它利用PLC系统具有的一般功能，使得用户程序得到更好的保存。一般情况下PLC的CPU主要利用双极型位片式微处理器、单片机。
2.输入/输出（I/O）模块
I/O模块在CPU与I/O或其他外部设置之间起到了桥梁作用。输入模块的作用是采集和接收信号，输出模块的作用是将CPU处理过的数字信号转换成生活中能被一般的接收装置接收的信号。
3.存储器
存储器是用户存储数据或程序的重要装置，存储器主要用来存放程序和数据。所以其通常作为计算机系统的重要组成部分而存在。而计算机在现代的更新步伐也渐渐加快，存储器作为计算机不可分割的部分也得到了相应的发展。另外，由于集成电路的制作技术得到了大幅度提高，CPU的速率也得到了大幅度提高，因此存储器的存和取的速度与它很难适应。这也使计算机的速度很大程度上收到了存储器的约束。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
4.编程器
可编程的集成电路写入数据的工具称为编程器，它被称作PLC重要的外部设备。其编程语言有指令表、顺序功能图、结构化文本、梯形图、功能块图（IL、SFC、ST、LD、FBD)。
5.电源
PLC的电源是用来为各个模块的运行提供电能的装置，基本可分为直流24V或交流220V。
（二）PLC的工作过程和特点
1.可编程控制器执行过程分为五个步骤：输入采样、输出刷新、程序执行。
2.可编程控制器扫描过程可分为五个步骤：内部处理、输入扫描、程序执行、通信处理、输出处理。
3.工作方式：PLC运行时，中央处理器在用户控制下按照地址号进行周期性循环扫描，在此过程中，还要进行对输出状态刷新、对输入信号采样的工作。
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