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1、成绩 南京工程学院 课程设计阐明书(论文) 题 目 电镀流水线生产系统控制 课程名称 机电传动控制课程设计 院（系、部、中心） 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学生姓名 学 号
2、 设计地点 工程中心 指引教师 蒋荣、马银忠 设计起止时间： 年 6 月 8 日至 年 6 月 12 日 引言 随着社会不断发展，科学技术不断进步，人们已经对越来越多事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。例如智能机器人以及立体式存储仓库产生等等，一改往日此前人们取料时间长，难度大，效率低。 本次课程设计题目配料车控制系统程序设
3、计也正是在这样背景下应运而生，本次课程设计目是掌握机电传动控制系统基本原理，PLC控制电路设计办法以及继电器—接触器控制电路PLC改造办法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制基本原理，设计办法及两者关系。掌握惯用电器元件选取办法。具备一定控制电路分析能力与设计能力。运用所学可编程控制器有关知识在实验电路板上实现小车取料控制。变化以往人工取料时间长，难度大，效率低缺陷。提高工作效率，节约人力资源。 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微解决器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体通用工业控制装置。英文缩写为PC
4、或PLC。它具备体积小、功能强、程序设计简朴、灵活通用、维护以便等一系列长处，特别是它高可靠性和较强适应恶劣工业环境能力，更得到顾客好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛应用，成为当代工业控制三大支柱初期PLC只是用于逻辑控制场合，代替继电器控制系统。随着微电子技术发展，PLC以微解决器为核心，合用于开关量、模仿量和数字量控制，它已进入过程控制和位置控制等场合控制领域。 目 录 封面…………………………………………………………………1 引言……………………………………………………………………2 1、 机电传动课程
5、设计目的规定……………………………………4 2、机电传动控制课程设计课题——电镀流水线生产系统控制…5 2.1、电镀流水线系统构造…………………………………………6 2.2、电镀系统控制规定……………………………………………7 2.3、电镀流水线电气控制系统设计…………………………………8 2.4、程序调试………………………………………………………15 3、课程设计小结………………………………………………27 参照文献…………………………………………………………28 第1章 机电传动课程设计目的规定 一
6、课程设计目 《机电传动控制》课程设计为该课程实践环节，在本课程设计过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强<机电传动控制>课程所学习知识，掌握课程知识实际应用能力。学会运用机电传动控制原理和分析问题，解决问题办法。同步在设计过程中，综合已学知识，完毕简朴完整控制系统设计，以增强控制系统设计能力；完毕PLC控制程序设计，增强编程软件使用能力； 并在联机程序调试过程中，增强实际操作能力。 二、课程设计规定 课程设计是一综合性实践工作过程，需要根据给定设计任务，完毕一系列设计工作。这些设计工作内容以课程设计任务形式阐明列出，同步完毕设计工作以设计成果形式保存，设计任务与设计成果规定分列如下。
7、 1．课程设计任务规定 ⑴ 熟悉典型设备分析普通办法，分析电气控制系统需要和条件； ⑵ 查阅技术资料和手册，合理选用设计方案； ⑶ 依照设计方案，完毕电气控制系统电气原理图设计 ⑷ 掌握使用计算机软件编制PLC程序应用办法，完毕PLC程序设计； ⑸ 使用仿真设备调试程序； ⑹ 撰写规范设计总结报告。 2．课程设计成果规定 〔涉及课程设计计算阐明书、图纸、实物样品等规定〕 ⑴ 绘制完毕设备与信号布置简图 ⑵ 绘制完毕电气控制系统电路图（涉及PLC端子图） ⑶ 设计与编制PLC顾客程序（控制流程图、梯形图） ⑷ 仿真设备调试程序及阐明 ⑸ 撰写课程设计阐明书 3．课程设
8、计阐明书撰写内容规定 ⑴ 任务阐明 ⑵ 任务分析 ⑶ 控制方案设计以及控制系统设计过程阐明 ⑷ 控制流程分析 ⑸ PLC控制程序设计阐明 ⑹ 调试程序阐明 ⑺ 总结 ⑻ 图附件 ⑼ 参照文献 第2章 机电传动控制课程设计课题 电镀流水线生产系统控制 一. 电镀流水线系统构造 电镀流水线系统依照电镀加工工件特殊工艺流程而设计制造一种高效率自动化专用设备。设备采用自动起吊设备，远距离控制方式工作。 电镀流水线系统由点镀槽，电镀液回收槽，挂架和起吊机构构成，起吊机构吊钩移动采用电动机驱动，由电气控制系统实现工作自动循环控制。 电镀流水
9、线系统生产过程是由人工将工件悬挂在挂具上，挂具放置在挂架上，按下自动工作启动按钮，开始自动工作。自动工作过程涉及吊钩下降吊起挂有工件挂具，移动吊钩到达镀槽，吊钩下降将工件浸入镀槽内电镀液中，电镀完毕后返回移动并通过三个电镀液回收槽回收电镀液，最后返回到挂架位置，放下挂具，完毕自动工作循环后，由人工取下加工好工件。 电镀系统采用行程开关检测吊钩与否到达预定位置。系统构造及运动部件工作循环如图2-1所示。 图2-1电镀系统构造与移动部件工作循环图 二. 电镀系统控制规定 ⑴电镀系统工艺过程 电镀系统工艺过程如图2-2所示，由人工将工件放置到挂具上，启动自动工作过程。一
10、方面吊钩下降，将挂架上挂件吊起，并移至镀槽1进行电镀加工，然后经镀槽2，镀槽3，镀槽4解决后返回挂架，解决完毕零件由人工取出，由此结束一次加工循环过程。 图 2-2 电镀系统解决零件工艺过程 ⑵ 电镀系统控制规定 电镀系统控制规定，是通过满足电镀系统工作规定形成，控制系统功能必要满足电镀系统所有工作规定。电镀系统工作规定包括三个方面，工作方式规定，工作过程规定，安全稳定工作规定。 1）电镀系统工作方式规定 为保证电镀系统可以处在正常工作，规定电镀系统具备二种工作方式： ① 吊钩可以点动后移调节，以及吊钩不在挂架位时可以迅速复位； ② 吊钩可以
11、点动向下调节，以及吊钩不在上端位置时可以迅速复位； ③ 电镀系统全自动工作循环工作； 2）电镀系统工作过程规定 电镀系统工作过程是电镀系统在正常加工时整机全自动循环工作过程，电镀零件工作过程需要满足如下规定： ① 按下启动按钮，吊钩下降，到位后吊起悬挂零件挂具，上升到位后停留16秒； ② 吊钩前移到镀槽1上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，2分钟后吊钩上升并停留30秒； ③ 吊钩后移到电镀液回收槽2上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒； ④ 吊钩后移到电镀液回收槽3上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒； ⑤
12、 吊钩后移到电镀液回收槽4上方停住，吊钩下降到位，工件侵入槽中，32秒后吊钩上升并停留16秒； ⑥ 吊钩后移返回到挂架处，加工循环结束。 3）电镀系统控制系统元件配备与工作规定 电镀系统吊钩横向移动电机为3KW，垂直方向移动电机为2KW。自动循环工作时，所有工步切换由行程开关控制。电器元件工作关系如表2-1所示。表表2-1 电器元件工作关系表 工作状态 （工步） 吊钩电机 主令电器 M1正转 M1反转 M2正转 M2反转 向前移动 ＋ － － － SB2 、SQ5 向下移动 － － ＋ － SQ6、 向上移动 － － － ＋ SQ7
13、 向后移动 － ＋ － － SQ1，SQ2，SQ3，SQ4， 注：加号，电器元件为得电状态，减号，电器元件为失电状态。 4）电镀系统安全稳定工作规定 ① 具备运动部件间安全工作联锁功能； ② 具备位置保护功能（如极限位、越位、相对位置保护）； ③ 电气控制系统具备短路，电动机过载等保护功能； ④ 具备应急操作功能 ⑤ 具备照明、批示灯辅助功能。 三、电镀流水线电气控制系统设计 1、总体方案设计 1）电气控制系统控制对象为进行自动循环加工零件机械设备，由于室内常温，工作环境较好，对控制系统无特殊规定。 2）设备由车间低压电网供电，设备驱动电压
14、380v，供电频率50赫兹。 3）设备电气控制为普通开关量控制，规定自动完毕加工，单个运动部件能 独立调节工作，同步设备具备电器保护及联锁保护等功能。 4）电镀系统吊钩横向移动电机为3KW，垂直方向移动电机为2KW。自动循环工作时，所有工步切换由行程开关控制。 2、 控制方案 1） 控制系统采用开关量控制 2） 基于设备自动控制规定，控制对象为单机设备，控制系统属于小型系统，采用FX2N产品。 3） 由工作规定拟定，控制系统在两种模式下运营，即全自动工作循环，手动调节工作。 4） 两台电动机直接启动，双向转动，电动机无制动控制。 5） 电动机驱动电路三相电源供电，电压38
15、0v 6） PLC主机工作电源为交流电源电压220v，交流接触器线圈使用交流电源，电压220v，主令控制电器及行程开关等使用24v直流电源 7） 控制系统具备短路和过载保护功能，各电机之间有联锁保护功能 3、电气系统图以及PLC端子图 电气控制系统由两某些构成，主电路以及PLC设备构成控制某些，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路接通与断开，采用熔断器和热继电器进行短路与过载保护，同步通过控制变压器，提供满足系统工作以及PLC设备需要电源电压。 如下图，KM1闭合M1正转前移，KM2闭合时反转后移；KM3闭合时M2正转下移，KM4闭合时反转上移。 图2-3
16、电气系统图 图2-4PLC端子图 表2-2电器元件明细表 M1 水平移动电机 KM1 M1正转前移 M2 垂直移动电机 KM2 M1反转后移 SB1 总停按钮 KM3 M2正转下移 SB2 启动按钮 KM4 M2反转上移 SB3 后移电动控制 SQ1，SQ2，SQ3，SQ4，SQ5 水平方向行程开关 SB4 下移电动控制 SQ6，SQ7 垂直方向行程开关 SB5 吊钩不在挂架位时迅速复位 FU1，FU2，FU3，FU4 短路保护熔断器 SB6
17、吊钩不在上端位时迅速复位 FR1，FR2 过载保护热继电器 SB7 手动停止按钮 VC 整流器 QS 电源隔离开关 TC 控制变压器 QF PLC电源开关 SA 手动与自动切换旋转开关 表2-3电器元件信号与PLC连接通道分派表 输入 输出 元件 通道地址 元件 通道地址 SB1 X0 KM1 Y0 SB2 X1 KM2 Y1 SB3 X2 KM3 Y2 SB4 X3 KM4 Y3 SB5 X4 SB6 X5 SB7 X7 SA X10（自动） X8（手动）
18、 SQ1 X11 SQ2 X12 SQ3 X13 SQ4 X14 SQ5 X15 SQ6 X16 SQ7 X17 3) 功能图 5）梯形图
19、 程序调试 应用GXdeveloper输入程序，检查、仿真并运营。 1） SFC图
20、 2） 梯形图（点击“工程”-“编辑数据”-“变化程序类型”将sfc图改为梯形图） 3） 指令表（点击按钮 将梯形图转换为指令表） 4） 程序调试 点击图标 图2-4
21、1 菜单启动 继电器内存监视 图2-4-2 打开“软件元 ”“软件元窗口” 图2-4-3 五、 课程设计小结 时间飞逝，岁月如梭，光阴似箭，时光荏苒。不知不觉中咱们课程设计就结束了。本次PLC课程设计里咱们课题是电镀流水线生产控制系统设计。从课题到设计初步成型再到完善过程中，咱们有困惑也有疑虑，但咱们并不退缩，拿破仑说过胜利属于最坚忍人。正所谓锲而不舍，金石可镂，咱们查找资料结合实际，在发现问题与解决问题过程中，咱们不断完善，不断创新。从PLC软件安装到实现PLC控制系统调试，从流程图梯形图设计到绘制，咱们学到了诸多，进步了诸多。 学习本无底，迈进莫徬徨。在
22、课程设计过程中，我学习并掌握了诸多东西。一方面最基本是咱们学习并理解了PLC基本构造，所谓万丈高台，起于垒土，理解PLC基本构造给咱们夯实了基本，为咱们接下来设计提供了基本。另一方面，在系统设计上咱们循序渐进，一方面咱们分析讨论了系统工艺过程，然后运用cad画出顺序功能图，将顺序功能图转变为梯形图，之后运用PLC 软件编程完毕调试。 再长路，一步步也能走完，再短路，不迈开双脚也无法到达。从课本知识到实际应用PLC课程设计让我对PLC顺序功能图、梯形图、指令表、外部接线图有了更好理解，也让我更加理解了关于PLC设计原理与办法。这次课程设计真正让咱们理解了实际中PLC使用 吕氏春秋里说：万人操弓，共射一招，招无不中。也就是说团结就是力量，遇到问题要多与同窗讨论交流，同构成员间分工明确，互相协助。团队合伙让咱们更快更高效完毕课程设计。 吾生也有涯，而知也无涯。虽然咱们共同努力，也尚有未解决问题。例如如何将GX developer输出到pdf。 参照文献 [1] 课程建设小组，《机电传动控制课程设计指引书》 [M]. 南京工程学院机械工程学院 [2] 郁汉琪,《电气控制与可编程序控制器应用技术》 [M].东南大学出版社
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