plc控制的自动涂装电气设计(附件)【字数：9136】
摘 要在新时代背景之下，计算机技术在工业领域的应用越来越多，工业化生产中智能化、自动化水平也越来越高，在众多自动化产品中，自动涂装在汽车生产等产业中发挥着重要的作用。为进一步加深自动化涂装技术在实际生产中的应用，本研究以涂料混合、传送过程为主要应用对象，设计了自动涂装PLC控制系统，利用三相异步电动机，完成自动化涂装作业的过程，从而解决现实生产中的安全问题、成本问题以及效率问题。本研究首先分析自动化涂装的发展现状及其研究意义，在此基础上提出自动涂装PLC控制系统设计的重要性和必要性。本研究所设计的控制系统的核心是S7-200PLC，用于编写系统程序，其次是aotu CAD，主要用于绘制系统框图和PLC外部接线图，此外还包括实时显示器件运行状况的触摸屏，便于使用者及时调整设备运行状态。本研究结合系统的功能需求进行器件选型，采用了西门子公司开发的S7-200PLC，该产品体型小、程序稳定、成本低、用户操作界面简便 ，能够满足系统设计所需的各个功能需求。自动涂装PLC控制系统的电气设计，节省了人力成本，提高了作业效率，体现出工业生产的人性化和自动化发展趋势，具有广阔的应用前景和发展潜力。
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2课题总体与规划 2
（1）系统初始化状态 2
2 自动涂装运行系统设计 4
2.1 自动涂装系统运行说明 4
2.2 混料罐系统及其说明 4
2.3 储料罐系统及其说明 5
3 自动涂装硬件系统设计 6
3.1 自动涂装PLC的选型和CPU的选型 6
2. CPU的选择 6
3.2 触摸屏的选型及电机选型 6
1、 触摸屏的选型 6
2、 电机的选型 7
3.3 电气控制系统设计 7
3.4 系统总体方案设计 7
4 自动涂装PLC控制系统设计 9
4.1 I/O口地址分配表 9
4.2 PLC接线图 9
4.3 主电路图 10
4.4 S7200PLC结构与梯形图程序 11
4.5 触摸屏组态画面 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
5 总体系统调试 19
5.1硬件系统调试 19
5.2软件系统的调试 19
结 论 23
1、研究成果 23
2、进一步改善 23
致 谢 24
参考文献 25
1 绪论
1.1 课题背景及意义
近年来科技的发展给工业生产带来很多积极的改变，尤其是计算机技术在工业领域的应用，不断促进工业生产自动化深入发展。工件喷涂作业日常生产中较为常见，在工业领域发挥着重要的作用，传统的涂装过程主要靠人力完成，从涂料的混合、运输，到喷涂、维护等都需要工作人员花费大量的劳动力和时间成本，而且部分涂料具有易燃易爆炸的特点，同时喷溅到身上还有可能会腐蚀皮肤，涂装工人的人身健康以及环境安全将受到消极影响。随着传统涂装作业的弊端日益显现，人工操作的方式已经难以满足生产需求，同时也不适应时代的发展，因此为解决健康和安全问题、提高工业生产效率，推进涂装作业的自动化发展成为必然趋势。
现代化的技术手段使得工业流程不断创新，自动涂装控制系统不仅不能够解决工人的安全问题，还在很大程度上满足不同材质工件的喷涂需求，工作效率也大大提升，工作成本随之缩减，工件喷涂越来越便利化、经济化。
1.2课题总体与规划
本研究设计的自动涂装控制系统以西门子公司研发的S7200 SMART PLC为核心，同时配置MCGS触摸屏实时显示系统控制施工的过程，以便于使用者及时掌系统运转的相关信息。该系统的主要组成部分包括：S7200 SMART PLC、电磁阀门、传感器、电动机以及MCGS触摸屏等。
该系统的设计主要分4个步骤完成。首先，根据系统整体的功能要求选择合适的器件；然后结合系统的控制功能及器件特点，制作控制电路图和PLC外部接线图；接着按照系统设计的目标编写PLC程序，制造触摸屏操作画面；最后将设计好的系统进行联机，模拟演示操作过程。因此自动涂装PLC控制系统设计的总规划可以细分为以下几点：（1）根据涂装作业的实际流程，设计系统框架；（2）结合系统的功能要求制作自动涂装流程图；（3）器件选型；（4）绘制电路图和接线图；（5）编写梯形图程序，制作触摸屏显示画面；（6）模拟演示。
自动涂装PLC控制系统对部分参数的设计要求：
（1）系统初始化状态
自动涂装PLC控制系统需要满足的初始条件为：电动机全部处于停止运行的状态，重量传感器显示的混料罐涂料重量为0，储料罐涂料液位高度为0。以上条件满足的情况下，指示灯闪烁，系统进入自动涂装模式。
（2）进料和混料流程
系统进入工作状态后，进料阀A、B依次打开，在进料的同时位于混料罐底部的重量传感器也进入工作状态，实时测量罐中涂料的重量。以甲类工件为例，需要涂料A的重量是10千克，涂料B的重量是25千克，那么重量传感器检测到涂料A重量达到要求，控制系统就会将进料阀A关闭，进料阀B打开，当重量传感器检测到涂料B重量达到要求，控制系统就会将进料阀B关闭，此时启动搅拌发动机，开始搅拌涂料。控制系统的计时器可以根据不同的工件类型控制搅拌时间，以甲类工件为例，正常搅拌时间为10S。供料阀联通储料罐，在混料的整个过程中，供料阀处于关闭状态。该系统可以完成甲乙两类工件的涂装，乙类工件的配料标准为：涂料A10千克，涂料B15千克，搅拌时间6S。
在触摸屏上可以实时监控进料阀的开闭状态、重量传感器的计重信息以及搅拌电动机的运行状态。
（3）供料，储料及喷涂流程
供料阀联通混料罐和储料罐，如果储料罐中涂料在高液位SQ1之下，控制系统将打开供料阀，混料罐中混合好的涂料进入到储料罐中，当涂料到达高液位SQ1，控制系统就会将供料阀关闭。液位高度SQ2主要和工件涂装有关。如果涂料在低液位SQ2之上，系统将启动喷涂泵开始喷涂作业，直到储料罐中的涂料在低液位SQ2之下，喷涂进料泵则停止工作。
在触摸屏上可以实时监控储料罐供料阀的开闭状态、涂料液位以及喷涂泵运行过程。
2 自动涂装运行系统设计
2.1 自动涂装系统运行说明
一般来说，工件涂装的整个工作流程主要由三个环节构成：（1）涂料混合阶段；（2）涂料传输阶段；（3）工件涂装阶段。由于涂料中存在对人体有害的物质，当人工现场施工时，会面临一系列的安全隐患，同时还会因为操作不当等问题造成严重的环境污染。开发自动涂装控制系统，能够有效解决人生安全问题和环境问题，因为自动控制系统在很大程度上减少了人工操作，自动化的工作流程也减少了工作失误，提高了涂装工作的效率。因此本研究按照任务书的要求，设计PLC自动涂装运行系统，使用者可以通过触摸屏完成一系列环境调试、设置参数等操作，从而控制涂装工作顺利开展。
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2课题总体与规划 2
（1）系统初始化状态 2
2 自动涂装运行系统设计 4
2.1 自动涂装系统运行说明 4
2.2 混料罐系统及其说明 4
2.3 储料罐系统及其说明 5
3 自动涂装硬件系统设计 6
3.1 自动涂装PLC的选型和CPU的选型 6
2. CPU的选择 6
3.2 触摸屏的选型及电机选型 6
1、 触摸屏的选型 6
2、 电机的选型 7
3.3 电气控制系统设计 7
3.4 系统总体方案设计 7
4 自动涂装PLC控制系统设计 9
4.1 I/O口地址分配表 9
4.2 PLC接线图 9
4.3 主电路图 10
4.4 S7200PLC结构与梯形图程序 11
4.5 触摸屏组态画面 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
5 总体系统调试 19
5.1硬件系统调试 19
5.2软件系统的调试 19
结 论 23
1、研究成果 23
2、进一步改善 23
致 谢 24
参考文献 25
1 绪论
1.1 课题背景及意义
近年来科技的发展给工业生产带来很多积极的改变，尤其是计算机技术在工业领域的应用，不断促进工业生产自动化深入发展。工件喷涂作业日常生产中较为常见，在工业领域发挥着重要的作用，传统的涂装过程主要靠人力完成，从涂料的混合、运输，到喷涂、维护等都需要工作人员花费大量的劳动力和时间成本，而且部分涂料具有易燃易爆炸的特点，同时喷溅到身上还有可能会腐蚀皮肤，涂装工人的人身健康以及环境安全将受到消极影响。随着传统涂装作业的弊端日益显现，人工操作的方式已经难以满足生产需求，同时也不适应时代的发展，因此为解决健康和安全问题、提高工业生产效率，推进涂装作业的自动化发展成为必然趋势。
现代化的技术手段使得工业流程不断创新，自动涂装控制系统不仅不能够解决工人的安全问题，还在很大程度上满足不同材质工件的喷涂需求，工作效率也大大提升，工作成本随之缩减，工件喷涂越来越便利化、经济化。
1.2课题总体与规划
本研究设计的自动涂装控制系统以西门子公司研发的S7200 SMART PLC为核心，同时配置MCGS触摸屏实时显示系统控制施工的过程，以便于使用者及时掌系统运转的相关信息。该系统的主要组成部分包括：S7200 SMART PLC、电磁阀门、传感器、电动机以及MCGS触摸屏等。
该系统的设计主要分4个步骤完成。首先，根据系统整体的功能要求选择合适的器件；然后结合系统的控制功能及器件特点，制作控制电路图和PLC外部接线图；接着按照系统设计的目标编写PLC程序，制造触摸屏操作画面；最后将设计好的系统进行联机，模拟演示操作过程。因此自动涂装PLC控制系统设计的总规划可以细分为以下几点：（1）根据涂装作业的实际流程，设计系统框架；（2）结合系统的功能要求制作自动涂装流程图；（3）器件选型；（4）绘制电路图和接线图；（5）编写梯形图程序，制作触摸屏显示画面；（6）模拟演示。
自动涂装PLC控制系统对部分参数的设计要求：
（1）系统初始化状态
自动涂装PLC控制系统需要满足的初始条件为：电动机全部处于停止运行的状态，重量传感器显示的混料罐涂料重量为0，储料罐涂料液位高度为0。以上条件满足的情况下，指示灯闪烁，系统进入自动涂装模式。
（2）进料和混料流程
系统进入工作状态后，进料阀A、B依次打开，在进料的同时位于混料罐底部的重量传感器也进入工作状态，实时测量罐中涂料的重量。以甲类工件为例，需要涂料A的重量是10千克，涂料B的重量是25千克，那么重量传感器检测到涂料A重量达到要求，控制系统就会将进料阀A关闭，进料阀B打开，当重量传感器检测到涂料B重量达到要求，控制系统就会将进料阀B关闭，此时启动搅拌发动机，开始搅拌涂料。控制系统的计时器可以根据不同的工件类型控制搅拌时间，以甲类工件为例，正常搅拌时间为10S。供料阀联通储料罐，在混料的整个过程中，供料阀处于关闭状态。该系统可以完成甲乙两类工件的涂装，乙类工件的配料标准为：涂料A10千克，涂料B15千克，搅拌时间6S。
在触摸屏上可以实时监控进料阀的开闭状态、重量传感器的计重信息以及搅拌电动机的运行状态。
（3）供料，储料及喷涂流程
供料阀联通混料罐和储料罐，如果储料罐中涂料在高液位SQ1之下，控制系统将打开供料阀，混料罐中混合好的涂料进入到储料罐中，当涂料到达高液位SQ1，控制系统就会将供料阀关闭。液位高度SQ2主要和工件涂装有关。如果涂料在低液位SQ2之上，系统将启动喷涂泵开始喷涂作业，直到储料罐中的涂料在低液位SQ2之下，喷涂进料泵则停止工作。
在触摸屏上可以实时监控储料罐供料阀的开闭状态、涂料液位以及喷涂泵运行过程。
2 自动涂装运行系统设计
2.1 自动涂装系统运行说明
一般来说，工件涂装的整个工作流程主要由三个环节构成：（1）涂料混合阶段；（2）涂料传输阶段；（3）工件涂装阶段。由于涂料中存在对人体有害的物质，当人工现场施工时，会面临一系列的安全隐患，同时还会因为操作不当等问题造成严重的环境污染。开发自动涂装控制系统，能够有效解决人生安全问题和环境问题，因为自动控制系统在很大程度上减少了人工操作，自动化的工作流程也减少了工作失误，提高了涂装工作的效率。因此本研究按照任务书的要求，设计PLC自动涂装运行系统，使用者可以通过触摸屏完成一系列环境调试、设置参数等操作，从而控制涂装工作顺利开展。
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