PLC的电镀生产线控制
目 录
1 绪论1
1.1 电镀生产线的概述 1
1.2 本课题内容和工艺要求 3
1.3 控制器的选择3
2 可编程序控制器5
2.1 PLC的基本概念5
2.2 PLC系统的组成6
2.3 PLC的基本工作原理 8
3 系统的硬件设计11
3.1 PLC的选型11
3.2 主电路设计12
3.3 PLC外部接线13
3.4 I/O地址分配表15
4 系统的软件设计17
4.1 三菱FX2N系列PLC的软件组成17
4.2 三菱FX2N系列PLC的基本指令介绍19
4.3 控制流程20
4.4 控制系统的程序编制23
5 系统的运行与调试29
5.1 编程软件与调试软件介绍 29
5.2 程序的调试31
结论 39
致谢 40
参考文献41
附录A 梯形图42
附录B 指令表47
1 绪论
随着中国经济快速发展，工业化进程的日益深化，这就为自动化行业的发展提供了空间。电镀行业是我国非常重要的加工行业，但是大多数中小企业仍在使用许多过时的技术和设备，大量的生产线均为半机械化和半自动化控制，更有一些甚至为手工操作。
工业化的电镀生产线具有工位多、生产复杂特点。同时在电镀中过程中，其氧化、酸洗、碱洗、电镀等工艺具有严重的化学污染和腐蚀，对人的健康十分不利，而且人工操作随机性大，对产品质量影响大。传统方法是运用顺序控制器，但是 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
由于其电路复杂，接口比较多多，受外界的干扰大，工作可靠性比较差，维护也十分困难。采用PLC有较好的诊断能力和自保护能力，可以大大增强系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性。
一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。
用PLC加上变频器对电镀自动生产线的行车进行控制，具有编程方便、操作灵活、性能可靠、使用安全、结构简单、抗干扰能力强和工作稳定的特点，是一种非常有效的自动控制方式，也是电镀生产实现高质量、低成本、高效自动化生产的发展方向。
1．1 电镀生产线的概述
电镀生产线是指为了完成工业产品电镀工业过程中所有电镀设备的统称，电镀工业必须按照先后顺序来完成，电镀生产线也叫电镀流水线。
电镀生产线主要对行车进行控制。对于行车的控制，早期采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为方便、灵活、安全、可靠，自动化程度也更高。
随着技术的不断发展与进步，电镀生产线也由手动电镀生产线发展到半自动化电镀生产线，在到现在的全自动电镀生产线。但是，随着技术的进步手动电镀生产线与半自动化电镀生产线并没有失去其存在的价值。手动电镀生产线、半自动化电镀生产线与全自动电镀生产线各自有优缺点以及其所适用的场合。
表1-1电镀生产线分类
类别 概述
手动电镀生产线 手动电镀生产线主要适用于贵金属电镀，如镀银、镀金等。手动电镀生产线占地面积小，设计布局灵活，可同时具有2至3个工艺流程，能满足多种零件的电镀工艺。
半自动化电镀生产线 半自动化电镀生产线主要针对小五金与精密电子的成批生产以及大批量生产，产值大，经济效益好。该电镀生产线是在生产线上设导轨，行车在导轨上运行。因此生产产品质量稳定，一致性好，产量大，设计负荷系数达85%以上。半自动电镀生产线由于变通性强，而又有较高效率和产能，因此是当前国内电镀生产线中的主流设备。
全自动化电镀生产线 全自动电镀生产线是按一定电镀工艺过程要求将有关镀槽、镀件提升远转装置、电器控制装置、电源设备、过滤设备、检测仪器、加热与冷却装置、空气搅拌设备等组合为一体，通过机械和电气装置自动完成电镀工序要求的全部过程，生产效率高，产品质量稳定。 全自动电镀生产线适合产品比较单一而产量又很大的产品，比如铝合金汽车轮壳或自行车车圈，用这类产品电镀的自动生产线是根据产品的大小和产量设计的，因此有非常适合产品的装载方式和相对固定的动作节拍，在镀液管理严格和动作程序编好以后，就可以连续不断的进行电镀自动生产。全自动电镀生产线的控制系统采用PLC控制机，将确定的工艺流程编程后输入电脑，即可进行全自动的控制。
1．2 本课题内容和工艺要求
（1） 内容：
电镀生产线上有三个基本的槽位，分别是：清水槽、回收槽和电镀槽，工件由装有可升降吊钩的行车带动，经过电镀、镀液回收、清洗等工序，完成电镀全过程。在电镀生产线一侧，工人将代加工的零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升并自动逐段进行。按工艺要求在需要停留的槽位停下，并自动下降，停留一定时间（各槽停留时间按事先工艺要求调定）后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新装料发出信号进入下一加工循环。
（2） 设计要求：
电镀生产线有三个槽，工件可由升降吊钩的行车移动，经过电镀、镀液回收、清洗工序，实现对工件的电镀。工艺要求是：工件放入电镀槽中，电镀280s后提出，停放28s后，让镀液从工件上流回渡槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停放15s，再放入清水槽中清洗30s，最后提起停放15s后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。电镀生产线的工作流程图如图1-1所示。
1．3 控制器的选择
在现代化工业生产过程中，控制器处于十分重要的地位，是现代化工业实现自动化的核心组成部件。传统的控制方式是采用继电器电路控制，随着科学技术的发展出现了越来越多的控制方法如：PLC、单片机、工控机等。但是继电器电路控制并没有彻底放弃，下面通过比较继电器电路控制与PLC控制来选择本设计的控制器。
如图1-2为继电器电路图；图中SB1为常开按钮，SB2位常闭按钮，KM为继电器线圈。当按下启动按钮SB1，继电器KM的线圈得电，其常开触点KM闭合且自锁，所以即使松开启动按钮SB1，继电器KM的线圈不会失电。按下停止按钮SB2，继电器的线圈失电，常开触点KM断开。
如图1-3为PLC梯形图；图中X0为常开输入触点，X1为常闭输入触点，Y0表示输出，其输出Y0的工作状态受X0、X1信号控制，当按下启动输入继电器按钮X0，输出继电器Y0的线圈通电，其常开触点Y0闭合且自锁，所以即使松开启动输入继电器按钮X0，输出继电器YO的线圈不会失电。停止时按下停止按钮X1，输出继电器的线圈Y0失电，常开触点Y0断开。
表2-1 PLC内部组成
1 绪论1
1.1 电镀生产线的概述 1
1.2 本课题内容和工艺要求 3
1.3 控制器的选择3
2 可编程序控制器5
2.1 PLC的基本概念5
2.2 PLC系统的组成6
2.3 PLC的基本工作原理 8
3 系统的硬件设计11
3.1 PLC的选型11
3.2 主电路设计12
3.3 PLC外部接线13
3.4 I/O地址分配表15
4 系统的软件设计17
4.1 三菱FX2N系列PLC的软件组成17
4.2 三菱FX2N系列PLC的基本指令介绍19
4.3 控制流程20
4.4 控制系统的程序编制23
5 系统的运行与调试29
5.1 编程软件与调试软件介绍 29
5.2 程序的调试31
结论 39
致谢 40
参考文献41
附录A 梯形图42
附录B 指令表47
1 绪论
随着中国经济快速发展，工业化进程的日益深化，这就为自动化行业的发展提供了空间。电镀行业是我国非常重要的加工行业，但是大多数中小企业仍在使用许多过时的技术和设备，大量的生产线均为半机械化和半自动化控制，更有一些甚至为手工操作。
工业化的电镀生产线具有工位多、生产复杂特点。同时在电镀中过程中，其氧化、酸洗、碱洗、电镀等工艺具有严重的化学污染和腐蚀，对人的健康十分不利，而且人工操作随机性大，对产品质量影响大。传统方法是运用顺序控制器，但是 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
由于其电路复杂，接口比较多多，受外界的干扰大，工作可靠性比较差，维护也十分困难。采用PLC有较好的诊断能力和自保护能力，可以大大增强系统的抗干扰能力，提高系统的可靠性。
一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。
用PLC加上变频器对电镀自动生产线的行车进行控制，具有编程方便、操作灵活、性能可靠、使用安全、结构简单、抗干扰能力强和工作稳定的特点，是一种非常有效的自动控制方式，也是电镀生产实现高质量、低成本、高效自动化生产的发展方向。
1．1 电镀生产线的概述
电镀生产线是指为了完成工业产品电镀工业过程中所有电镀设备的统称，电镀工业必须按照先后顺序来完成，电镀生产线也叫电镀流水线。
电镀生产线主要对行车进行控制。对于行车的控制，早期采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件，其控制更为方便、灵活、安全、可靠，自动化程度也更高。
随着技术的不断发展与进步，电镀生产线也由手动电镀生产线发展到半自动化电镀生产线，在到现在的全自动电镀生产线。但是，随着技术的进步手动电镀生产线与半自动化电镀生产线并没有失去其存在的价值。手动电镀生产线、半自动化电镀生产线与全自动电镀生产线各自有优缺点以及其所适用的场合。
表1-1电镀生产线分类
类别 概述
手动电镀生产线 手动电镀生产线主要适用于贵金属电镀，如镀银、镀金等。手动电镀生产线占地面积小，设计布局灵活，可同时具有2至3个工艺流程，能满足多种零件的电镀工艺。
半自动化电镀生产线 半自动化电镀生产线主要针对小五金与精密电子的成批生产以及大批量生产，产值大，经济效益好。该电镀生产线是在生产线上设导轨，行车在导轨上运行。因此生产产品质量稳定，一致性好，产量大，设计负荷系数达85%以上。半自动电镀生产线由于变通性强，而又有较高效率和产能，因此是当前国内电镀生产线中的主流设备。
全自动化电镀生产线 全自动电镀生产线是按一定电镀工艺过程要求将有关镀槽、镀件提升远转装置、电器控制装置、电源设备、过滤设备、检测仪器、加热与冷却装置、空气搅拌设备等组合为一体，通过机械和电气装置自动完成电镀工序要求的全部过程，生产效率高，产品质量稳定。 全自动电镀生产线适合产品比较单一而产量又很大的产品，比如铝合金汽车轮壳或自行车车圈，用这类产品电镀的自动生产线是根据产品的大小和产量设计的，因此有非常适合产品的装载方式和相对固定的动作节拍，在镀液管理严格和动作程序编好以后，就可以连续不断的进行电镀自动生产。全自动电镀生产线的控制系统采用PLC控制机，将确定的工艺流程编程后输入电脑，即可进行全自动的控制。
1．2 本课题内容和工艺要求
（1） 内容：
电镀生产线上有三个基本的槽位，分别是：清水槽、回收槽和电镀槽，工件由装有可升降吊钩的行车带动，经过电镀、镀液回收、清洗等工序，完成电镀全过程。在电镀生产线一侧，工人将代加工的零件装入吊篮，并发出信号，专用行车便提升并自动逐段进行。按工艺要求在需要停留的槽位停下，并自动下降，停留一定时间（各槽停留时间按事先工艺要求调定）后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新装料发出信号进入下一加工循环。
（2） 设计要求：
电镀生产线有三个槽，工件可由升降吊钩的行车移动，经过电镀、镀液回收、清洗工序，实现对工件的电镀。工艺要求是：工件放入电镀槽中，电镀280s后提出，停放28s后，让镀液从工件上流回渡槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停放15s，再放入清水槽中清洗30s，最后提起停放15s后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。电镀生产线的工作流程图如图1-1所示。
1．3 控制器的选择
在现代化工业生产过程中，控制器处于十分重要的地位，是现代化工业实现自动化的核心组成部件。传统的控制方式是采用继电器电路控制，随着科学技术的发展出现了越来越多的控制方法如：PLC、单片机、工控机等。但是继电器电路控制并没有彻底放弃，下面通过比较继电器电路控制与PLC控制来选择本设计的控制器。
如图1-2为继电器电路图；图中SB1为常开按钮，SB2位常闭按钮，KM为继电器线圈。当按下启动按钮SB1，继电器KM的线圈得电，其常开触点KM闭合且自锁，所以即使松开启动按钮SB1，继电器KM的线圈不会失电。按下停止按钮SB2，继电器的线圈失电，常开触点KM断开。
如图1-3为PLC梯形图；图中X0为常开输入触点，X1为常闭输入触点，Y0表示输出，其输出Y0的工作状态受X0、X1信号控制，当按下启动输入继电器按钮X0，输出继电器Y0的线圈通电，其常开触点Y0闭合且自锁，所以即使松开启动输入继电器按钮X0，输出继电器YO的线圈不会失电。停止时按下停止按钮X1，输出继电器的线圈Y0失电，常开触点Y0断开。
表2-1 PLC内部组成
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