PLC控制電鍍生產線的方案設計

王 玨

(中國礦業大學信息與電氣工程學院,江蘇徐州 221000）

PLC控制電鍍生產線的方案設計

王 玨

(中國礦業大學信息與電氣工程學院,江蘇徐州 221000）

利用PLC實現對電鍍生產線的系統控制,使系統具有很強的適應能力,可方便完成自動、手動控制和相互之間的切換。整個程序采用結構化的設計方法,提高了電鍍生產線的自動化程度和生產效率,是電鍍生產實現高效、低成本、高質量自動化生產的發展方向。

PLC;電鍍行車;控制

0 前言

傳統的電鍍生產線自動設備少,集成度低,因此需要很多的勞動力來分擔各種工作,不僅浪費了勞動力,更是無法保證產品的質量。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。隨著時間的推移,社會的發展,傳統的電鍍方法已不能滿足人們的需要,自動化的產生已經成為必須。全自動電鍍生產線是按一定電鍍工藝流程,通過機械和電氣裝置自動完成電鍍工序要求的全部過程,且生產效率高,產品質量穩定,同時可以減輕工人的勞動強度,有著非常好的經濟效益和社會效益。電鍍生產線上對行車的自動控制是電鍍生產線自動化控制的關鍵。

本設計采用PLC作為控制器[1]來控制電鍍生產線,主要是考慮 PLC的性能可靠性高,抗干擾能力強,控制系統易于實現,開發工作量少、周期短,維修方便,能耗低,性價比高。

1 系統介紹

1.1 電鍍生產線控制系統的工作方式和工序分析

電鍍生產線主要由行車、電機和盛放液體的槽組成。它的控制系統由工業級控制計算機、可編程控制器和電器控制箱組成。按照其工藝要求和規模,一般設計由行車的運動來控制。在該設計中,行車的運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已編制好的程序運行,手動控制是通過外部的開關、按鈕、按鍵等來按部就班的控制行車的運動;自動控制可采用電感式接近開關來讓行車自動運行,接近開關的主要作用是負責行車的上、下定位,鍍槽定位等。電機的動作主要根據行車的運動來決定,前進采用行進電機,升降采用升降電機。

電鍍生產線的控制方式分為手動控制、單周期自動控制和連續循環自動控制。手動控制:用按鈕手動控制行車的上升、下降、前進、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;連續循環自動控制:啟動后,行車完成一次電鍍工作回到原位再連續循環工作。

本設計中電鍍需要經過5個過程,即:要經過5個槽,分別是電解去油槽,水洗槽,酸洗槽,水洗槽,電鍍槽。電鍍生產線設計,如圖1所示;電鍍生產線控制系統運行流程,如圖2所示。

圖1 電鍍生產線設計圖

圖2 電鍍生產線運行流程圖

1.2 傳感器的選擇

本設計中選擇電感式接近開關進行位置的檢測[2]。電感式接近開關屬于一種有開關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。當金屬物體在接近這個能產生電磁場的振蕩感應頭時,物體內部就會產生渦流;這個渦流反作用于接近開關,會使接近開關振蕩能力衰減,從而使內部電路的參數發生變化,并由此識別出有、無金屬物體接近,進而控制開關的通或斷。將電感式傳感器安裝在離目標位置5 mm的位置。

1.3 PLC對電鍍生產線控制系統的實現

依據CPU226模塊的主要技術指標和對電鍍生產線控制系統的分析,確定系統的輸入和輸出與PLC的數字量輸入點和輸出點的硬件連接,如圖3,圖4所示。

圖3 電鍍生產線控制系統與PLC輸入對應圖

圖4 電鍍生產線控制系統與PLC輸出對應圖

順序功能圖描述了控制系統的控制過程、功能和特性,如圖5所示。

1.4 組態軟件與PLC的通信設置

組態軟件的出現為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法,因為它能夠很好地解決傳統工業控制軟件存在的問題,降低了系統集成的難度,節約了大量的設計時間,提高了系統的可靠性,使用戶能根據自己的控制對象和控制目的任意組態,完成最終的自動化控制工程[3]。

圖5 程序順序功能圖

本設計中利用組態軟件來創建工程路徑,組態畫面,定義變量和數據,構造數據庫,建立動畫連接。利用組態王6.53使用 Siemens的 PPI協議,通過PPI/PC電纜與PLC進行通信,然后進入到運行和調試階段,實現組態軟件對現場狀態的監控。

2 總結

本研究利用PLC控制系統及組態軟件聯機實現電鍍生產線的設計。首先實現通過組態王6.53組態聯機,然后用 PLC對控制過程進行編程,最后聯機觀察并調試。本設計將組態王界面作為上位機,PLC作為下位機,操作人員不需要深入生產現場,就可以獲得實時數據,優化控制現場作業,提高生產效率。

[1] 吳中俊.可編程控制器原理及應用[M].北京:機械工業出版社,2003.

[2] 孟立凡,藍金輝.傳感器原理與應用[M].北京:電子工業出版社,2007.

[3] 嚴盈富.監控組態軟件與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