畢業(yè)設計（論文）題目電鍍車間專用行車電氣控制系統(tǒng)設計目錄摘要 2Abstract 3緒論 41電鍍生產線的現狀及發(fā)展狀態(tài). 51.1國內外電鍍生產線的發(fā)展情況 5國內電鍍行業(yè)存在的問題 5國內電鍍生產線的發(fā)展狀態(tài) 62電鍍生產線專用行車的技術要求 7電鍍生產線的工藝要求 72.2系統(tǒng)動力設備的要求 8系統(tǒng)設計要求 83系統(tǒng)總體設計 93.1總體的方案說明 9電氣控制系統(tǒng)的設計 93主電路的設計 9交流控制電路設計 10系統(tǒng)設備元件的選用方案和參數的計算 11動力設備的設計和選擇 113.3.2主要參數計算及元器件選擇 123.4PLC控制電路設計 153.4.1PLC硬件電路的設計 153.4.2PLC系統(tǒng)程序的分析 173.4.3PLC整體程序的設計 204設計工藝圖 275設計小結 33致謝 34參考文獻 35附錄 361.電鍍生產線電器控制系統(tǒng)使用說明書 36系統(tǒng)功能簡介 36主要技術參數 36工作原理 37使用說明 37使用與維護主意事項 372.程序指令表清單 38摘要本課題主要研究的是可編程控制器（PLC）在工業(yè)生產領域的應用。針對小型電鍍車間行車電氣控制系統(tǒng)故障頻繁的弊端，采用國內外處于領先地位的PLC控制系統(tǒng)加以改進，是采用PLC控制系統(tǒng)對老機改造的一個成功案例。它使得生產線在實現完全自動化的同時，可以靈活地進行手動操作，并能通過報警裝置，對生產線出現的故障進行智能報警。這套系統(tǒng)技術先進、操作簡單安全、經濟效益高。該系統(tǒng)使得生產效率、產品合格率與老式設備相比大為提高。關鍵詞：可編程控制器，電鍍專用行車，自動控制AbstractThemainresearchofthissubjectistheapplicationoftheprogrammablelogiccontroller(PLC)infieldofindustrialproduction.Aimingatthedrawbacksoffrequenttroublesofthesmall-scalyelectroplatingwork-stationvehicleelectriccontrolsystem,itisasuccessfulcasetoimprovetheoldmachinewithPLCcontrolsysteminleadingpositionbothathomeandabroad.Itenabletheproductionlinecandothejobonmanualoperationfreelywhilerealizingcompleteautomation,anditcanrealizeintelligentwarningbythewarningdeviceastotroublesontheproductionline.Thissystemhastheadvantageofadvancedtechniques,simpleandsecurityoperatingandthehigheconomicbenefits.Itmakesproductionefficiencyandtheratiooftheeligibleproductenhancedmuchmorethantheoldones.Keywords:Programmablelogiccontroller,thespecialvehiclefortheelectroplating,automaticcontrol.緒論隨著金屬加工業(yè)的發(fā)展，電鍍行業(yè)在我國迅速地發(fā)展了起來，目前全國擁有五千多家廠點、二十多萬職工，其規(guī)模、產量及其產值都進入世界電鍍大國行列。電鍍的科研成果不斷涌現，工程技術不斷更新。為我國的重工業(yè)的發(fā)展帶來了長途的進步，為社會主義祖國創(chuàng)造了大量財富。然而，在電鍍車間的生產中依然存在著很大的工藝問題。傳統(tǒng)的小型電鍍車間生產線較長，設備分散，前后聯鎖，邏輯關系復雜。采用傳統(tǒng)的繼電器控制，電氣控制設備大量使用機電式有觸點電器。觸點轉換頻繁，觸點競爭機會和故障可能性大，可靠性低，維護量大。電鍍生產現場環(huán)境比較惡劣，是一個高溫、多塵埃、易著火的一級防火單位，觸點因接觸不良而產生的火花和高溫都是產生火災苗子的安全隱患。所以對新設備的引入的需求是改良電鍍車間的生產狀況的必要之舉。近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，以微處理機為核心組成的可編程控制器(PLC)得到了迅速的發(fā)展，在電動機的運行控制、電磁閥的開閉、產品的計數、溫度壓力等的設定和控制等方面，可編程控制器正發(fā)揮著越來越大的作用。由于可編程控制器運行可靠、易學易用、抗干擾性強，尤其在工業(yè)控制中的運用變得更加廣泛。可編程控制器（PLC）是一種數字型的電子系統(tǒng)，即為計算機產品，它為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，即為工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機與傳統(tǒng)用于工業(yè)控制的繼電器相比具有獨一無二的特性[1]。（1）高可靠性：PLC在軟硬、件的設計上采用了一系列的抗干擾措施，使目前其他任何一種工業(yè)控制設備都無法達到這樣的可靠性。（2）編程方便，易于學用：它采用與實際繼電器控制電路非常接近的梯形圖方式編程，廣大電氣技術人員非常熟悉，易于掌握，易于推廣。（3）通用性強：PLC用程序代替了接線，改變接線只要改變程序，因而柔性大。（4）體積小、重量輕，是“機電一體化”特有的產品。本課題以電鍍車間專用行車自動電氣控制系統(tǒng)為背景，主要通過采用PLC控制設備的技術方案完成對電鍍車間自動生產線的控制。電鍍車間的電鍍生產屬于中規(guī)模的工業(yè)生產，其特點是生產線的跨度較小，電鍍液帶有腐蝕性，且高溫。因而要求行車的定位精確，控制裝置可以智能報警。所以整個系統(tǒng)分成控制系統(tǒng)與動力系統(tǒng)兩部分，控制系統(tǒng)（手動/自動控制）主要由PLC完成；動力系統(tǒng)由電動機拖動電鍍工作元件完成，控制系統(tǒng)對動力系統(tǒng)進行完全的控制。此套電氣控制系統(tǒng)以價格相對低廉的PLC為核心，與其他動力輔助設備一起構成電鍍車專用行車的控制系統(tǒng)，預期這套系統(tǒng)能夠達到的目標是：定位精確；具有程序預選功能；具有“手動/自動”兩種控制方式；采用遠距離操控，控制面板指示明了；電氣設備具有電氣保護措施，具有極限位置保護；能夠對生產情況進行監(jiān)控，智能報警。1電鍍生產線的現狀及發(fā)展狀態(tài).1.1國內外電鍍生產線的發(fā)展情況電鍍生產線從手工操作，逐步向機械和自動化方向發(fā)展。我國在這方面的發(fā)展是比較快的。在60年代，我國大多數的電鍍生產，仍以手工操作為主。而現在的不少企業(yè)甚至是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，已有了比較好的電鍍自動線。在借助國外先進技術的基礎上，現在已經開發(fā)了各種類型的微型電腦控制電鍍自動線，上海近500家電鍍廠、點，已經有370多條電鍍自動線，并有25條從外國引進的自動線，可見我國的電鍍生產，正在向自動化方向發(fā)展。其中比較好的自動線的行車起步、制動、運行平穩(wěn)，電機采用無極變速或配備變頻調速后，定位準確，用聚氨酯作行車運行輪，運行時慣性小，噪聲低，制動性好。車輛的運行，溶液的溫度、PH及添加劑的自動補充，已有用微電腦自動控制，但我國的電鍍生產設備與國外的先進國家相比，還有比較大的差距，相對而言，手工操作還是比較多的，有些廠的機械設備還比較陳舊，自動化程度不高。美國，日本等國的電鍍自動線比我國先進，如日本大友電舍株式會社的電鍍車間，各種鍍液中的主要成分都是由電腦自動檢測和自動控制及補充，操作的各種參數溫度、PH值、電流等都由電腦自動測定和自動調節(jié)，行車的運行完全無人操作。能到達車間無塵，底面無水，所有槽口上面均無液滴。操作人員以及外來人員進入車間，不允許穿自己的鞋子，必須換上干凈的拖鞋，再經過凈化設備，用高壓凈化的空氣，吹掉身上的灰塵后才能進入車間。生產時連續(xù)不斷的用凈化空氣將車間內的空氣壓向室外，這樣的電鍍車間和電鍍自動線，在國際上也是比較先進的。我國的電鍍生產也要向這樣的先進方向發(fā)展，但現階段我們不能提出這樣的要求，因為我國現階段的基礎條件和配套設備等許多方面還不適應這樣先進的要求。其實，有些國家的電鍍生產線也沒有這樣的先進，如澳大利亞墨爾本一個比較大的電鍍廠的電鍍生產線，行車是由人工操作的，控制行車的操作人員跟著行車走，設備比我國有些企業(yè)還差。1.2國內電鍍行業(yè)存在的問題電鍍自動線是大規(guī)模生產和增加品種的必然產物,它對改進我國電鍍工業(yè)的落后的面貌起著舉足輕重的作用。然而在現階段我國的電鍍生產線上，在電鍍車間的生產中依然存在著很大的工藝問題。傳統(tǒng)的小型電鍍車間生產線較長，設備分散，前后聯鎖，邏輯關系復雜。采用傳統(tǒng)的繼電器控制，電氣控制設備大量使用機電式有觸點電器。觸點轉換頻繁，觸點競爭機會和故障可能性大，可靠性低，維護量大。電鍍生產現場環(huán)境比較惡.劣，是一個高溫、多塵埃、易著火的一級防火單位，觸點因接觸不良而產生的火花和高溫度都是產生火災苗子的安全隱患。所以對新設備的引入的需求是改良電鍍車間的生產狀況的必要之舉?，F階段我國的電鍍生產線，主要應該考慮行車運行平穩(wěn)，定位準確，設備耐用，生產效率高，確保電鍍質量高，質量好?，F在有些企業(yè)在設計電鍍自動線時，要求一條自動線有多種功能，例如既能鍍鐵零件，還能鍍鋅壓鑄件；既能鍍裝飾鉻鍍層，又能仿鍍金和仿銅鍍層。其實，有些槽子排在內線基本上不用，行車在這些不用的槽子上面走來走去，既降低生產效率，又影響產品質量。有些電鍍線中安排了許多清洗槽和輔助槽；有些輔助槽過寬，使一條電鍍線排得很長，同樣會降低生產效率和產品質量?？傊?，我國的電鍍生產線要向國際上最先進的方向發(fā)展，但現階段應在講究實用、實效的基礎上求先進，循序漸進，逐步提高我國電鍍生產的先進水平。1.3國內電鍍生產線的發(fā)展狀態(tài)近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，以微處理機為核心組成的可編程控制器(PLC)得到了迅速的發(fā)展，在電動機的運行控制、電磁閥的開閉、產品的計數、溫度壓力等的設定和控制等方面，可編程控制器正發(fā)揮著越來越大的作用。由于可編程控制器運行可靠、易學易用、抗干擾性強，尤其再在工業(yè)控制中的運用變得更加廣泛。PLC是基于計算機技術和自動控制理論發(fā)展而來的，它既不同于普通的計算機，又不同于一般的計算機控制系統(tǒng)，作為一種特殊形式的計算機控制裝置，它在系統(tǒng)結構，硬件組成，軟件結構以及I/O通道，用戶界面諸多方面都有其特殊性。因此在工業(yè)生產的成本戰(zhàn)與效益戰(zhàn)中，占領了絕對優(yōu)勢。PLC的推廣應用，使得長期以來令人頭痛的程控問題得到迎刃而解。它不僅穩(wěn)定可靠，不易產生誤動作，而且可方便的實現一機多程序控制，在“顯示、打印”、“大電流沖擊”、“溫控”、“PH值監(jiān)測”等各個領域一顯示了它的威力。在速度控制方面，由于采用了變頻器，一臺變頻器可同時控制數臺電機，不僅可以無極調節(jié)運行速度，使其達到最佳狀態(tài)，且可方便的滿足每個動作的開始及終點有一定距離的緩速，呈緩變形式，達到工件運行平穩(wěn)，準確定位。其他如單釣行車取代傳統(tǒng)的雙釣行車，降低行車總重量，降低成本，使行車運行穩(wěn)定；行車輪用尼龍輪緣外套聚氨酯橡膠的結構，增加了行車輪的摩擦力，減少噪音，提高行車的到位準確率等。這些新技術、新設備的應用大大提高了電鍍行業(yè)的機械化、自動化程度，為適應多品種、大批量生產，保證產品質量，挖掘企業(yè)潛力，滿足日益增長的國名經濟發(fā)展的需要提供了可靠的保證。2電鍍生產線專用行車的技術要求2.1電鍍生產線的工藝要求本課題研究的電鍍生產線屬于小型生產企業(yè)的電鍍生產線。電鍍小型專業(yè)行車，其運動形式主要有三種：即大車拖動的行車前后運動和提升機構的重物的升降運動以及小車在鍍槽方向上的左右運動。電鍍專用行車設備是采用遠距離控制，起吊重量是500kg以下（含電鍍裝具和電鍍件），生產效率高，勞動強度低的專用自動化起吊設備。電鍍專用行車的結構與工藝流程圖1所示：圖1電鍍專用行車示意圖電鍍專用行車在生產線上的工作順序是：操作人員在操作區(qū)域將待加工的零件裝入吊籃，并發(fā)出開車指令，專用行車的小車便自動提升吊籃至吊梁頂部，大車同時自動前行。前行至電鍍生產現場時大車停止運行，小車牽引吊籃以及生產工件自動逐段前行，按工藝設定的要求在各鍍槽前停車，吊籃自動下降至電鍍槽內，停留一定的時間（在各槽停留的時間預先按工藝要求設定）后自動提升吊籃，如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產線的終端，大車自動后行返回操作區(qū)域，小車自動右行自動返回原位，卸下吊籃內處理好的零件，重新裝料待出發(fā)指令后進入下一次加工循環(huán)。在電鍍生產工藝中，不同的零件對鍍層的要求不同，而且還要滿足批量生產的需求。因此，電氣控制系統(tǒng)針對不同的工藝流程（如鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳等），硬件應具有預選功能，控制程序應具有參數可修正功能。電鍍專用行車與通用的小型行車結構類似，跨度較小，但要求定位準確，以便吊籃能準確進入電鍍槽內，所以設計中在工序的各個動作中的轉化時利用傳感器的傳感信號作為動作轉化的開關。工作時大車的移動（前/后）與吊籃的上/下運動、小車移動（左/右）,除了應該具有自動控制功能以外，還要能夠執(zhí)行人工手動控制。由于電鍍生產線屬于中型的工業(yè)生產系統(tǒng)，生產的設備的造價較高，生產的時候設備的功率較大，耗電量較大，故而其安全性必須得到考慮，以保證操作人員以及生產設備的安全，降低危險系數，所以無論是自動運行時還是手動運行時，系統(tǒng)都必須有相應的保護措施，各個動作之間要有聯鎖、自鎖。故障出現時要能夠及時的報警，生產線無條件的停止運行，故障消除后，才可以繼續(xù)恢復運行。行車電氣系統(tǒng)的框圖如圖2所示：圖2電鍍專用行車電氣系統(tǒng)控制框圖2.2系統(tǒng)動力設備的要求電鍍車間專用行車的拖動設備采用三相交流異步電動機分散拖動，并采用一級機械減速，以達到行車平穩(wěn)，定位準確的目的。電鍍生產線上的鍍槽數量，一般按實際工作環(huán)境進行考慮，對于一般的工業(yè)電鍍產品而言，5層電鍍已經達到了國內同行業(yè)生產中的較高要求，所以本課題考慮5個鍍槽，吊籃的時間按生產工藝設定。2.3系統(tǒng)設計要求（1）控制裝置設計選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，本次設計采用三菱F1－60MR型機，根據工藝的要求合理的分配PLC的機型和I/O接口。（2）本設計的控制裝置具有程序預選的功能（按工藝確定需要的槽位），程序設定后，除上、下裝卸零件外，整個電鍍工藝可以自動運行。（3）本設計可以采用自動/手動兩種自動方案，按工藝要求編輯程序可以實時調整參數。系統(tǒng)具有故障報警裝置，裝置包括故障的警示以及顯示裝置。（4）前后運動、升降運動的定位準確，拖動設備的驅動電機位正、反轉雙向運行，因此要在PLC控制回路中加裝互鎖控制裝置。（5）采用遠距離控制，整機電源及各主要設備動作要有相應的指示。（6）為了設計的安全運行，在設計中需考慮必要的保護措施，包括電機的過熱保護，控制系統(tǒng)的短路保護等。PLC的接地，按照產品手冊的要求設計，在圖中標明。3系統(tǒng)總體設計3.1總體的方案說明（1）本設計方案中的控制對象電機均由交流接觸器完成開、停的控制，電動機需采用正、反向控制，正、反轉之間具有互鎖的功能，為了避免過多的使用接觸器，互鎖裝置由PLC內部的軟件完成。（2）為了精確的對各個行動部件（大車，小車）進行定位，采用行程開關和接近開關對其進行定位的設計，選用的開關在現場進行安裝，在選型和安裝硬件以及編程時應考慮抗干擾性能。選用的開關由于要進行反復的使用和承受高強度的負荷，選用開關時還要考慮其耐磨損性。（3）導軌上的驅動電機，其內部設有過載保護開關，一般為常閉型觸點。作為電機的過載保護信號，在設計PLC的控制電路時應考慮該信號的邏輯關系。（4）對于電鍍車間小型行車系統(tǒng)而言，電鍍環(huán)節(jié)是整個工序成敗的關鍵，而進行電鍍的鍍槽定位的信號是由裝在電鍍現場的行程開關錄入的，所以行程開關的工作狀況，即行程開關在工作時的好壞對生產有極大的影響。而行程開關一般為無源電器元件，其動作為重復性的機械動作，磨損和受壓的次數最多，因而是整個工作的電氣元件中最容易出現故障的裝置。所以在自動程序開始之前，先要對行程開關進行檢測，進行檢測時，是用檢測電機（小功率）驅動一個檢測小車對行程開關進行通/斷的測試。（5）起吊電機（M1）、橫行電機（M2）、走行電機（M3）、檢測用電機（M4）。分別采用熱繼電器實現過載保護，其熱繼電器的常開觸點用過中間繼電器KA的轉換后，作為PLC的輸入觸點，用以完成各個電機系統(tǒng)的過載保護。（6）主回路選用自動開關，各負載和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器實現短路的保護。（7）電氣控制箱設置在控制控制室內。控制面板與控制箱內的電器板選用BVR型銅導線連接，電氣控制箱與執(zhí)行裝置之間采用接線端子板連接。（8）設計方案中選用的PLC為繼電器輸出型。（9）PLC本身配有24＋V的直流電源，該接線端可為輸入傳感器提供直流24V電源。PLC的接地線與機器的接地端相連，基本單元必須接地。為了抑止附加在電源設及輸入端的干擾，應給PLC接以專用地線，接地點應與動力設備（電動機）的接地點分開，接地電阻應該小于100Ω，接地線面積應大于2mm2，而且接地點應該盡可能靠近可編程控制器。（10）PLC控制程序，均采用梯形圖編程（LD）。3.2電氣控制系統(tǒng)的設計3（1）主電路采用的是380V三相交流電源為電路供電。（2）在主回路中交流接觸器KM1、KM2，KM3、KM4，KM5、KM6，KM7、KM8分別控制電動機M1（起吊），M2（橫行），M3（走行），M4（自檢）的正反轉功能。（3）由于電動機M1、M2、M3、M4工作時間較長電流量較大，功率的消耗較大所以需要進行過載保護，分別由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實現過載保護。（4）選擇自動開關QF為總電源的開關，既可以完成主回路的短路保護，又起到隔離三相交流電源的作用，使用和維護維修更便捷。（5）由FU1、FU2、FU3、FU4分別實現各個負載回路的短路保護電路作用。FU5、FU6、分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護。（6）電動機的控制設計中，拖動電機由主回路設計，電動機的控制及報警電路由PLC回路設計完成。根據上述設計原則[17]，電氣控制主電路圖如圖3所示圖3電鍍車間專用行車控制系統(tǒng)主電路圖3[18]（1）控制電路設有電源指示HL0，以標識工作電路電源的工作情況。（2）在PLC的控制回路中設計了隔離變壓器TC用以防止電源的干擾隔離變壓器TC的選用，一般根據PLC的耗電量來配置，本系統(tǒng)的自動控制方案采用的是三菱F1－60MR型的可編程控制器，其耗電量40VA，其輸入端電源有100～110V，200～220V兩種，考慮到盡量和外接的用電器的電源兼容，選用220V的電源端口進行電源的輸入。故可以考慮采用標準型，變比1：1、220V的隔離變壓器。（3）起吊電機（M1）、橫行電機（M2）、走行電機（M3）分別設有運行指示燈HL1/HL2（上行/下行），HL3/HL4（左行/右行），HL5/HL6（前行/后行），均由KM1、KM2、KM3的輔助觸點點亮。（4）程序功能預選（小車停止電鍍槽位置）指示燈分別由5個扭子開關SB3～SB7進行選通控制，實現小車按工藝要求在進行不同方案的電鍍操作。（5）本系統(tǒng)的4臺電動機（M1、M2、M3、M4）的過載保護部分是由四只熱繼電器（FR1、FR2、FR3、FR4）組成，將其常開觸點并聯后與中間繼電器KA1連接構成過載保護回路，中間繼電器KA1還起到電壓轉換的作用，將220V交流信號轉換成直流24V信號送入PLC完成過載保護的控制功能。（6）在電鍍槽安裝位置的末端，安裝有一小型電機（M4），作為電鍍時行程開關檢測電路的拖動設備。交流控制電路如圖4所示：圖4電鍍車間專用行車控制系統(tǒng)交流控制電路3.3系統(tǒng)設備元件的選用方案和參數的計算3[8]電鍍車間專用行車的特點是跨度小，定位準確，并且要滿足批量生產的需求。根據實際生產情況的使用要求，額定起升重量為500kg(含電鍍裝具和電鍍件)，為保證工件平穩(wěn)的啟動以及起升后運動的穩(wěn)定，從安全性以及工藝需求分析，起升的速度設定為V1＝3m/min，橫行速度設定為V2＝20m/min，走行的速度設定為V3＝30m/min，橫行小車的全重設為200kg，橋重5t，橫行的阻力系數設為C1＝10N/KN，走行的阻力系數為C2=12N/KN，機械的傳動效率設為0.75。各機構所需功率計算×500＝750kg＝0.75t；設P1、P2、P3分別為各個機構工作時所需的功率；設GΣ為各個機構的重量之合；故由機械設計公式[9]可得：各機構工作類型以及FC％對應值根據起重機工作類型和電動機FC％值對應的關系，（輕型FC＝15％，中型FC＝25％，重型FC＝40％，特重型FC＝60％）。電動機功率的選擇考察三組主拖動設備的電動機以及檢測裝置的驅動電機，確定減速比后查Y系列三相異步交流電機產品目錄可以確定：三組主拖動設備的電機選用：Y802－4型，額定功率為0.75kw；檢測行程開關用小車的驅動電機與主拖動設備相比其功率和動力都較小，故選用的電機為：Ys45－2型，額定功率0.016kw。3.3.2主要參數計算及元器件選擇[10]（1）自動開關QF脫扣電流的選定：本系統(tǒng)一共有四臺電動機，三臺額定功率0.75kw，一臺額定功率0.016kw，故0.75kw的電機啟動電流較大，容量較大，故其自動開關QF脫扣值按此電機計算如下：NE＝2AIQF＝1.7INE×2＝3.4A故應選用IQF＝4A的自動開關我們選擇開啟式負荷開關，開關型號為HK2－4/3，級數3，額定電流4A。（2）保護電機用熔斷器FU的選擇：熔斷器主要是用于電機的熱保護，控制電動機的電流，以防電流過大燒壞電動機引起危險，當電機過熱時熔斷器自動切斷，從方便安裝和修理的角度考慮，我們選擇插入式熔斷器。本設計電動機采用的是單臺電機輕載啟動，熔斷器電流計算的方法為：IFU＝IS/(2.5~3)IQF－熔體額定電流；IS－電機的啟動電流對于Y802－4型號電機，其額定電流IN＝2A，啟動電流IS×2＝13A，熔體額定電流IFU＝IS/(2.5~3)＝4.3～5.2（A），故選擇熔斷器類型為：RC1A－10，熔絲的額定電流6A；干路熔斷器電流為支路電流之和，故干路熔斷器額定電流計算為：IFU＝3×(4.3~5.2)＝12.9～15.6（A），故干路熔斷器的類型為：RC1A～15，熔絲額定電流15A。（3）接觸器的選擇[13]：對于Y802～4型號的電機，額定的功率PMN＝0.75kw，三相電源的相電壓UMN＝380V，功率因數cosf＝0.87，電機效率h＝75％，則控制回路的接觸器的選擇可以按下式計算選擇：查閱手冊可以確定接觸器選用CJ10－5/3－380V型號。（4）熱繼電器的選擇熱繼電器主要用于電動機的過載、斷相及三相不平衡的保護及電動設備的發(fā)熱狀態(tài)控制。由于支路總電流≤10A，故可選用JR20－10/3－1型熱繼電器，額定電壓10A，帶斷相保護。（5）行程開關的選擇電鍍車間專用行車用行程開關是主導電鍍工藝是否成功的關鍵元件，要用于小車在電鍍槽位置的精確定位。考慮生產實際情況，初步選擇LX19系列的行程開關。LX19系列行程開關適用于交流50HZ或60HZ，電壓至380V，直流電壓至220V的控制電路，將機械信號轉換成電信號，作為控制運動機構行程和變換運動方向或速度用。LX19系列開關采用雙斷點瞬時結構，安裝在金屬外殼內構成防護式。在外殼上配有各種方式的機械部件，組成單輪，雙輪轉動及無輪直線移動等形式的行程開關。工作環(huán)境－25～120℃，適用于電鍍車間的高溫環(huán)境。最終選擇行程開關型號LX19－111（B），額定發(fā)熱電流5A，觸頭接觸時間0.04s。此開關的性能完全可以滿足精確定位以及高溫工作環(huán)境。（6）接近開關的選擇接近開關主要用于控制大車的前后運動的限位和電鍍小車電鍍左右動作的限位，同樣要求定位準確，耐使用性、耐高溫性好。根據生產的實際情況，初步選定LXJ16系列的接近開關。LXJ16系列的接近開關適用于交流50Hz或60Hz，額定工作電壓100～250V的線路中，作為自動線定位或檢測信號的使用，當運動的金屬體靠近接近開關并達到動作的距離之內的時候，接近開關無接觸、無壓力發(fā)出檢測信號，供驅動小容量的接觸器或中間繼電器以及控制程序開關使用，該系列的開關調整方便，具有防振、防潮性，外殼采用增強性尼龍材料，安全可靠。根據需要最終選擇LXJ6－4/8型號的接近開關，其工作環(huán)境－5～120℃，其主要參數如表1所示：表1LXJ6－4/8型接近開關主要技術參數型號動作距離/mm復位行程差/mm額定電壓/V輸出能力復位精度/mm開關電壓/vACDC長期m/A瞬時ACDCLXJ6－4/84±1mm≤1150~25010~3030~2001At≤20±<9（7）故障報警器選擇電鍍行車生產線雖然經過嚴密的檢測和設計，也難免出現意想不到的故障，發(fā)生故障時需要及時地報警，以提醒操作人員故障的發(fā)生。由于電鍍車間生產環(huán)境復雜，機械運動部件的聲音嘈雜，又是采用遠距離自動操作，所以報警裝置要有足夠的功率以達到警鈴的目的?？紤]以上因素，選用BJ－2型報警器，這是一種高響亮度報警器，接上電源即可發(fā)出聲級大于120dB的報警聲。其主要參數如表2所示：表2BJ－2型報警器主要技術參數參數額定電壓（V）工作電壓（V）電流（mA）聲壓電平（1m處）工作頻率（Hz）質量（g）BJ－2126～15<<300>>120dB800～3500125（8）旋轉開關的選擇旋轉開關主要用于操作程序中手動、自動兩種操作方式的選，通過旋轉開關每次只選擇一種狀態(tài)，就能夠達到手動、自動兩種方式每次運行時只能選擇其一，而不會同時選通，以造成誤操作。選擇開關選型為：KX03，額定電壓DC350V，額定電流0.05A，接觸電阻≤Ω，絕緣電阻1000MΩ，耐壓AC1050V，壽命10000次。（9）功能預選開關選擇功能預選開關主要用于預選通行程開關，以實現選通電鍍小車停車的槽位的功能。此開關如果不接通則行程開關處于無效狀態(tài)，小車通過行程開關時不會產生輸入信號。如果選通開關接通，應有響應的指示燈點亮以于指示。為了不增加硬件（PLC）的輸出端口的使用，簡化控制程序，采用本身帶有指示裝置的開關。同時此開關也可以應用于PLC的RUN/OFF開關。查閱相關手冊，KCD系列帶燈船形開關可以滿足這種技術需要，其主要技術參數為：額定電壓DC200V，額定電流KCD1型15A，KCD2型15A，KCD3型3A，KCD4型6A，KCD5型15A，KCD6型20A。按照前面的計算支路最大電流15A，選擇KCD1型的開關。其電路圖如圖5所示：圖5帶燈船形開關電路（10）電源開關選擇電源開關主要用于供電氣設備中電源的通斷使用，電源開關是整個電路系統(tǒng)的安全保障所在，在這里選用KAD4－102型號的電源安全性開關。其主要技術參數為：額定電壓級及電流220V，6A，接觸電阻0.01～0.05，絕緣電阻500～100MΩ，工作壓力1～6N，壽命50000次。（11）電渦流傳感器的選擇[12]電渦流傳感器是安裝在電機的轉軸上對電機的轉動情況做實時監(jiān)控的裝置，使用它的主要目的是將電動機是否運行的狀態(tài)送入PLC中對其信號進行處理，以到達電機故障時候能及時報警的目的。根據電動機的型號以及特性以及轉速的分析，我們選擇CZF1型號的電渦流傳感器。轉速檢測的原理如下：在被測軸上固定一個凸塊，靠近軸的表面安裝上電渦流傳感器，電渦流的探頭感受到軸表面位置的變化，傳感器激勵線圈的電感隨之改變。振蕩器的頻率變化一次，通過檢波器轉換成電壓的變化從而得到與轉速成正比的脈沖信號，來自傳感器的脈沖經過整形后就可以變成一組開關的通斷信號，從而送入PLC來表征電動機的轉動情況。電渦流式傳感器的工作原理[11]如圖6所示：圖6渦流傳感器工作原3.4PLC控制電路設計PLC電路的設計是電鍍車間行車控制系統(tǒng)的核心部分，由硬件電路和軟件電路一起實現自動和手動的控制程序，對這部分電路的設計分成硬件電路和軟件電路兩部分。3.4.1PLC硬件電路的設計（1）根據以上硬件選型的設計要求，繪制I/O功能接口表，如表3、表4所示：表3F1－MR60型PLC輸入接口功能表輸入口序號工位名稱代號輸入口1M1電動機渦流傳感器CZ1X0032M2電動機渦流傳感器CZ2X0043M3電動機渦流傳感器CZ3X0054M4電動機熱繼電器觸點FR4X0065M3電動機熱繼電器觸點FR3X0076M2電動機熱繼電器觸點FR2X0107M1電動機熱繼電器觸點FR1X0118手動上升按鈕SB8X0129手動下降按鈕SB9X01310手動左行按鈕SB10X40111手動右行按鈕SB11X40212手動前行按鈕SB12X40313手動后行按鈕SB13X404141槽位預選通開關(帶指示燈)SB7X405152槽位預選通開關(帶指示燈)SB6X406163槽位預選通開關(帶指示燈)SB5X407174槽位預選通開關(帶指示燈)SB4X410185槽位預選通開關(帶指示燈)SB3X41119有效行程開關信號輸入~X412205槽行程開關XL5X413214槽行程開關XL4X500223槽行程開關XL3X501232槽行程開關XL2X502241槽行程開關XL1X50325右限位接近開關RX50426左限位接近開關LX50527后限位接近開關BX50628前限位接近開關FX50729停止開關SB2X51030自動開關XT1X51131手動開關XT1X51232自動啟動開關SB1X51333自檢啟動開關SB14X002表4F1－MR60型PLC輸出接口功能表輸出口序號工位名稱代號輸出口1報警蜂鳴器BJY0372行程開關1故障指示燈HL9Y4303行程開關2故障指示燈HL10Y4314行程開關3故障指示燈HL11Y4325行程開關4故障指示燈HL12Y4336行程開關5故障指示燈HL13Y4347電機M1故障指示燈HL14Y4358電機M2故障指示燈HL15Y4369電機M3故障指示燈HL16Y43710電機M1正轉接觸器（上行）KM1Y53011電機M1正轉接觸器（下行）KM2Y53112電機M2正轉接觸器（左行）KM3Y53213電機M2正轉接觸器（右行）KM4Y53314電機M3正轉接觸器（前行）KM5Y53415電機M3正轉接觸器（后行）KM6Y53516電機M4正轉接觸器（左行）KM7Y53617電機M4正轉接觸器（右行）KM8Y53718自檢通過信號HL17Y03519電機保護繼電器KA1Y03120電源指示燈HL0非PLC輸出21上行指示燈HL1同上22下行指示燈HL2同上23左行指示燈HL3同上24右行指示燈HL4同上25前行指示燈HL5同上26后行指示燈HL6同上（2）電鍍車間小型專用行車電氣系統(tǒng)的PLCI/O電路圖如圖7所示[2]。=1\*GB3①由于PLC的輸入端接有接近開關、渦流傳感器等有源器件，故輸入端要接入220V電源。PLC通過變壓器進來的工作電源也為220V，故將工作輸入驅動電源與變壓器電源短接，同時短接上RUN/OFF開關，由繼電器KM9驅動，構成PLC的啟動開關。=2\*GB3②熱繼電器開關FR1～FR4處于常閉狀態(tài)，當電機過熱時開關斷開，對電機起保護作用。=3\*GB3③行程開關，接近開關以及電渦流傳感器均在生產現場進行安裝。行程開關裝在電鍍梁上用于定位，接近開關裝在大車以及小車前行/后行，左行/右行的行程上，起限位開關作用。=4\*GB3④輸入端接有行程開關選通開關（X405～X411），實現電鍍工藝的預選功能。=5\*GB3⑤輸出端所有的COM端短接，接入220V電源用以驅動負載的繼電器，報警器以及狀態(tài)指示燈，交流回路的電機由輸出端的繼電器驅動，同時繼電器的開關驅動電機的運行指示燈，以指示電機的運行狀態(tài)。=6\*GB3⑥根據硬件電路的設計，以及參數的計算，可繪制元器件目錄表如表5所示。3.4.2PLC系統(tǒng)程序的分析[5][7]分析系統(tǒng)的要求，PLC的程序主要應該能夠完成三個方面的功能：自動程序的運行、停止；手動程序；系統(tǒng)的故障報警。（1）自動程序分析說明=1\*GB3①行車過程分析大車原始狀態(tài)為行車道末端，吊籃下放，小車的原始狀態(tài)在大車的左端。當操作工放好待加工工件，按下開關，吊籃上升，大車前行。到達鍍槽所在位置，停留幾秒中，小車啟動，在各槽前停留預定的時間。吊槽下降，電鍍完畢后，吊槽上升，繼續(xù)前進，重復上一步操作，經過5個槽后，小車停止右行，大車回行。返回后端后，小車右行，吊籃下放，整個工藝結束。=2\*GB3②控制系統(tǒng)方案及方案軟件設計從控制系統(tǒng)功能考慮。為了便于控制系統(tǒng)的調試和維護，本設計加有手動功能和顯示功能。當自動/手動轉換開關打到手動位置時，可進行相應的手動操作，同時“手動”狀態(tài)指示燈亮。當吊籃處于原點狀態(tài)時，將手動/自動開關轉換到“自動”位置時，“自動”狀態(tài)指示燈亮，進入自動控制狀態(tài)，手動按鈕無效。方案的軟件設計的詳細思路如下：大車在原位，吊籃在下端，將自動/手動打到“自動”，X511ON，預選入需要使用的行程開關（X405～X411），當自檢信號通過后，點動自啟動開關，X513ON，程序自動運行。此時，定時器啟動，達到吊籃上升的規(guī)定時間25s。從安全的角度考慮，工件完成上升動作后應該有短暫的停留時間以消除慣性作用，設暫停時間3s。3s后，啟動大車前進電機，Y534ON。觸及到前限位開關，X507ON，延時3s后，小車左行電機啟動，Y532ON。觸及槽1前的定位開關X503ON，同時有效行程開關信號接通，X412ON，同時小車停止。延時3s后，吊籃下降電機啟動，Y531ON，同樣定時25s的下降時間后，吊籃停止下降。設電鍍時間為60s，則定時器定時60s.后，吊籃上升，Y530ON，同樣上升25s后停止上升，經過3s延時后，小車繼續(xù)左行。如果左行同樣壓觸到行車開關（X413～X503）時，在預選通的行程開關處繼續(xù)重復剛才的電鍍工藝操作；如果電鍍小車經過了所有的行程開關后碰到左限位的接近開關后，X505ON，小車停止左行，延時3s后，大車回行，Y535ON。觸及后限位開關時，Y506ON，大車停車3s，然后小車右行，Y533ON。小車右行觸及右限位開關時，X504ON，小車停車3s，吊籃下降，下降25s后停止。整個自動生產過程停止，點動開始按鈕，可重復同樣的操作進入下一個電鍍環(huán)節(jié)。表5元器件目錄表序號代號名稱數量規(guī)格型號備注1PLC可編程控制器1三菱F1－MR60繼電器輸出型2KA1中間繼電器1H52P線圈電壓220VAC3HL0～HL17指示燈18AD16－22GLED顯示220VAC4KM1～KM9交流接觸器9CJ10－5/3－380V線圈電壓380VAC5TC隔離變壓器1BK－100變比1：1220VAC6XT1～XT2旋轉開關1KX03手動/自動轉換開關7SB1，SB2啟動、停止開關2LAY37－D2黑色8SB8～SB14手動、自檢開關7LAY37－D2黑色9SB3～SB7帶燈船形開關5KCD1紅色，單向導通10XL1~XL5行程開關5LX19－111（B）機械式接觸型開關11R，L，B，F接近開關4LXJ6－4/18工作電壓220V12FU1～FU4熔斷器4RC1A－10支路插入式熔斷器額定電流6A13FU5～FU6熔斷器2RC1A－15支路插入式熔斷器額定電流6A14FR1～FR4熱繼電器4JR20－10/3－1額定電流10A帶斷相保護15QF自動開關1HK2－15/13開啟式負荷開關16M1～M4電動機4Y系列三相異步交流電機（2）手動程序的分析說明在自動工作或是工件在原位時，若將自動/手動開關打到“手動”檔，則X512ON，輸出端子均復位，自動工作停止。這時按動相應的手動開關，可以實現手動上升、下降、左移、右移、前移、后移的動作。利用手動操作使機械回到原點后，將手動/自動開關打到“自動”位置，即可再進入自動工作環(huán)節(jié)。并且在手動運行時，在軟件中設計了電機六個狀態(tài)(上下、左右、前后)的互鎖，一次只能完成一個動作，從而保證了操作工序的安全性。（3）自檢程序及報警程序分析說明對于本系統(tǒng)，我們考慮的故障狀態(tài)主要包括兩個內容：即行程開關的故障和電機的故障。行程開關是控制電鍍工藝順利進行的關鍵元器件，由于行程開關是無源機械開關，當設備組裝完畢后長期的反復性的壓動可能會造成開關的失效，即電鍍小車壓動開關時不會有有用信號輸入PLC。而程序要求具有預選功能，即只檢測已經選通的行程開關，不選通的開關可以不用檢測，報警裝置只對選通開關的故障進行報警，所以程序在每次啟動之前可以用檢測程序對選通的行程開關進行檢測，如果選通的行程開關故障則程序會自動報警，自動程序將無法啟動。相反，如果自檢通過，則自檢信號燈點亮，可以進行自動程序的操作。而手動程序完全是人工操作，不需要行程開關輸入傳感信號，所以進行手動操作時可以不用進行行程開關的自檢。對于電動機的故障檢測，由于驅動程序在PLC內部，只要程序無誤，驅動繼電器的狀態(tài)不會錯誤，然而電動機卻會因為一些意想不到的情況不按照繼電器的輸出運行。譬如說正轉繼電器動作，而電機的轉軸由于機械故障卡死不動，這時控制程序需要立即報警，對電機進行停機檢修。此外，報警裝置還可以起到對手動程序的實時監(jiān)控。為了達到完全手動操作的目的，手動程序的開關將設置為不具有自保的特性。即，壓動開關時電機啟動運行，松手時電機立即停止運行。此套報警裝置應該達到這樣的目的：當操作員疏忽大意，電機已經運行到極限位置而停轉（比如當起吊電機已經將吊籃提升至頂端吊索放完，而操作人員卻沒有意識到）時要能夠及時的報警，提醒操作人員操作有誤。整個電鍍車間行車的系統(tǒng)控制流程圖如圖8所示。3.4.3PLC整體程序的設計[3]前面經過對程序各個功能模塊的分析，進行各個子功能模塊的設計，鑒于自動控制程序為系統(tǒng)的主要控制程序，首先對其進行設計。由于此段工序為逐步的運行，所以考慮用步進指令編寫程序比較簡單，其狀態(tài)轉移圖如圖9所示。其余的子功能模塊皆是在主程序的基礎上加上控制支路構成[6]。由于狀態(tài)轉移圖只表征了自動運行時的狀態(tài)轉移情況，而整體完整的程序在此主程序上加上了控制開關，所以完整的程序與此狀態(tài)轉移圖有所不同。系統(tǒng)完整的梯形圖如圖10所示。為了對程序各個模塊進行詳細的補充說明，將程序劃分成12個部分，用虛線進行劃分并標注，下面對這12個部分進行簡單的介紹。（1）號子程序用于實現接近開關的自檢。點動X002自檢小車左行，逐個對選通的行程開關進行檢查，同時啟動定時器T56，定時100s，此即自檢小車來回一次運行時間。因為小車自檢時會占用電鍍時電鍍小車的行車道，所以自檢完畢必須使自檢小車自動復位，才不影響電鍍小車的工作。X002點通，M117對其自保，同時啟動Y536使小車前行，遇到左限位開關X505時，斷開Y536，同時接通Y537，右行至右限位時觸動X504停車，自檢復位。（2）號子程序主要是檢測1號行程開關是否故障并發(fā)出指示燈的閃爍報警。M117為主控指令[14]，主要用于在產生報警時解除報警聲音及閃爍而設，點動停止按鈕X510，M117斷開報警裝置停止工作。X503的行程開關和X405的選通開關同時作用，即選通1號行程開關，若此開關是好的時，M101的線圈動作，斷開下一條支路，則M106的線圈不會動作，不會有故障信號（M106的觸點）輸入到下一支路。反之，當X405動作，即1號開關選通，而由于其機械故障，無法提供有效的輸入時，M106的線圈動作，產生輸入信號（M106的觸點）進入下面三條支路，此三條支路實現的是報警燈Y436的閃爍輸出，閃爍周期為1s。在M106線圈的支路設計了T56，即自檢時間定時器的常開觸點，只有當自檢小車的整個行程完成時才開始接通。設計此開關的目的是為了防止一選通開關，而小車還未來得及壓動行程開關時，將此誤邏輯當成開關無效的信號輸入進去而造成的誤報警。（2）（3）（4）（5）號子程序的功能與（1）程序的功能完全相同，分別檢測2號～5號行程開關是否故障并發(fā)出指示等的閃爍報警。（6）號子程序主要完成報警蜂鳴器的輸出，當M106～M110中任意一個觸點動作時，表示有故障發(fā)生，要啟動報警蜂鳴器，T56的作用與上面一樣，防止誤邏輯操作。以上（1）～（6）號程序都必須在自動開關的選中的情況下才可以運行。（7）號程序主要是產生自檢通過信號M110并有Y035燈指示。并且當X513的自動運行按鈕接通時接通M120產生主控指令，用于控制下面的主程序的通斷。X511是在手動運行時也可以產生主控信號。（8）號子程序實現了如狀態(tài)轉移圖所示的步進指令的程序。只是在驅動電機的各個支路加上了電機互鎖的開關以及熱接觸器的開關用于保護電機。（9）號子程序實現了電機狀態(tài)的錄入和報警信號的錄入。Y530、Y531同為M1電機的輸出信號M111，其中任一個動作皆表明電機M1的繼電器處于正常工作圖8電鍍行車系統(tǒng)控制流程圖圖9電鍍車間專用行車系統(tǒng)自動控制程序圖10電鍍車間專用行車控制程序梯形圖狀態(tài)，當然Y530、Y531不會同時動作。后兩個支路同樣記錄M2、M3繼電器的工作狀態(tài)。在其后的一條語句中將M111～M113的狀態(tài)與響應電機的渦流傳感器的狀態(tài)作“異或”邏輯運算，只要傳感器的監(jiān)控狀態(tài)與輸出繼電器的狀態(tài)不同，便會有報警信號M114～M115產生。（10）號子程序的功能是實現自動運行時，通過中斷主控指令M120而消除報警，同時在手動程序時，當操作人員松手時也可以消除報警。當自動開關X512接通時故障信號M114輸入，會產生報警信號M117，點動停止開關X510，可以中斷梯形圖母線解除報警。當手動開關X511接通時，按動X012，X013實現手動上升、下降，一旦操作故障，便有故障信號M117輸入，松開手時，M117斷開，可解除報警。其余兩組語句功能相同。（11）號子程序的功能是實現故障信號的閃爍報警，閃爍周期1s，并使得報警蜂鳴器產生報警。（12）號子程序的功能是實現手動操作，按下按鈕，相應的電機工作，各個支路中串入熱保護器并設置了電機6個動作之間的互鎖，每次只進行一種動作。4設計工藝圖按照設計的要求可以清楚的繪制出電氣裝置總體配置圖，總接線圖、電氣板電器元件平面圖，控制面板電器平面及接線圖。（1）在本設計中，除電控箱以外，在電鍍車間現場設計安排的電器元件和動力設備有：行程開關、電動機、電渦流傳感器等。在電控箱內電器板上設計安裝的電器元件有：熔斷器、隔離變壓器、可編程控制器、中間繼電器、接觸器及熱繼電器，端子板等。在控制面板上設計安裝的電器元件有：控制按鈕、旋轉按鈕開關、鈕子開關、各色指示燈以及報警蜂鳴器等。（2）根據所用電氣設備，電氣元件在現場的分布情況對照原理圖，可以繪制出電氣控制設備的安裝圖[16]，如圖11所示：圖11電鍍車間專用行車電氣總接線圖（3）根據用戶要求滿足操作方便、顯示明了、美觀大方、布局均勻對稱的設計原則，同時根據人機工程學中有關“操作－顯示的編碼和編排的相合性”，操作顯示裝置要滿足減少信息加工的復雜性，以提高工作效率，所以應使操作器的編碼盡可能與顯示器的編碼相一致。按照上面的要求，繪制出電氣控制箱電器板元件布置圖、電器面板元件布置圖、接線圖如12~15所示[15]（4）依據電器安裝板、控制面板的尺寸設計電氣箱如圖16所示。（5）本設計電氣箱的鈑金設計部分從略。圖12電鍍專用行車系統(tǒng)控制箱電器板元件布置圖圖13電鍍專用行車系統(tǒng)控制箱電器板元件布置圖（b）圖14電鍍專用行車系統(tǒng)控制箱電器板接線圖圖15電鍍專用行車系統(tǒng)控制箱電器面板板接線圖單位：mm圖16電鍍專用行車系統(tǒng)電氣箱體示意圖5設計小結經過三個月的設計，電鍍車間專用行車電氣控制系統(tǒng)終于設計完成。其后對程序在實驗室進行了模擬調試，用于調試的可編程控制器的機型為F1－60MR，完全復合設計中所選用的機型。由于此套系統(tǒng)程序功能較強大，輸入/輸出的端口較多，所以將程序分成了自動程序、手動程序以及報警輸出程序三部分分段調試。錯誤當然是難免的，三個子程序均存在錯誤，經過修改，三組程序已經基本可以實現各自的功能。然后對三組程序連接起來進行了整體的調試，通過修正其中的錯誤，三組程序的銜接較好，功能相互獨立，互不干擾，基本達到了設計的要求。從整體的工藝和總體表現出的功能中，我們可以看出：采用PLC控制該生產線后，和以往系統(tǒng)相比有以下突出的特點[4]：（1）抗干擾能力大為提高，控制精度準確，提高了產品質量；由于采用了子程序的設計方法，可以根據工藝要求可以迅速靈活的改變生產流程，系統(tǒng)擴充方便。同時該系統(tǒng)維護簡單，使用方便，提高了生產效率，降低了工人勞動強度。（2）采用PLC控制，由于省去了原繼電器系統(tǒng)的大量的觸點，使得系統(tǒng)故障率降低，可靠性大大的提高，且由原繼電器控制產生的火花帶來的火災隱患得到充分的控制，使產品質量、生產都上了一個臺階。（3）PLC硬件系統(tǒng)接線簡單，軟件系統(tǒng)程序修改與擴展方便，并能模擬控制現場進行程序的調試，因此能很好地適應現場生產工藝變化的要求。（4）PLC操作簡單，控制精度高，主機故障率很低；一般只在外圍電路（輸入/輸出繼電器、執(zhí)行器、線路等）出現故障，因此，根據I/O顯示，可以準確地迅速查找、處理故障，系統(tǒng)維護量很少。（5）一套PLC系統(tǒng)僅幾千元，并不比原繼電器系統(tǒng)昂貴，但施工安裝費、系統(tǒng)維護費。元件破損更換等費用大大降低，工人勞動強度也大大降低。這對于企業(yè)重新編制，精簡人員，提高經濟效益也大有幫助。因此，廣泛地推廣使用可編程控制器，特別是對中小型電器控制系統(tǒng)進行改造，能取得明顯的技術經濟效益同時，由于本身的知識和能力有限，設計環(huán)節(jié)難免欠缺考慮，錯誤肯定是有的，這些地方的欠缺有待于本人能力的提高以及知識的積累和融合而有待于解決。參考文獻[10]張士炯.電子設備常用器件手冊.北京:[16]Mablekos,VanE.Electricmachinetheoryforpowerengineers.Cambridge,：Harper&Row.，1980[17]Mulukutla.Electricmachines：steady-statetheoryanddynamicperformance.NewYork：WestPublishingCo.，1985.[18]W.HaroldParady,J.HowardTurnered.ElectricMotors.Georgia：theamericanassociationforvocationalinstructionalmaterials，1978.附錄1.電鍍生產線電器控制系統(tǒng)使用說明書1.1系統(tǒng)功能簡介電鍍車間專用行車電氣控制系統(tǒng)是采用可編程控制器控制的電鍍自動化控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的繼電器控制的電鍍行車控制系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)不會出現因觸點頻繁的轉換帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定性以及觸點碰撞而產生火花從而造成安全隱患。此系統(tǒng)采用遠距離控制，控制臺遠離電鍍生產現場，有利于保證操作人員的操作安全。此套系統(tǒng)與通用小型行車結構類似，但是跨度較小，定位準確，電鍍吊籃可以準確無誤的進入電鍍吊槽內。本系統(tǒng)具有自動/手動兩種控制方式，自動操作可以按照工序的要求自動完成電鍍大車前行，小車在指定的電鍍槽位置停車，按要求進行電鍍生產。電鍍工藝完畢后，自動返回工作臺。整個過程除裝卸工件需手工操作外，其余的整個環(huán)節(jié)都可自動完成。手動操作時，生產線所有的操作完全由手動完成，任何設備不會自動運行。本系統(tǒng)的電鍍工藝具有程序預選能，在自動程序開始之前可以按照生產工藝的要求對電鍍槽進行預選，即電鍍小車在所選擇的電鍍槽位置停車進行電鍍操作。在不選通的開關處，小車不會有任何動作。具有系統(tǒng)參數的修訂功能，通過修改軟件中的程序即可以修改程序的參數，比如電鍍時間，停車時間等；更換熔斷器，接觸器的型號，即可以適應不同電路的要求。本系統(tǒng)具有自檢報警功能，啟動自檢開關可以啟動自檢小車對定位電鍍槽用行程開關的故障進行報警。同時，報警裝置可以對電動機的運行情況進行實時監(jiān)控，一旦機電故障，立即報警停機，確保生產的安全性。同時報警裝置也可以對手動程序進行監(jiān)控，如果手動操作有誤的話，同樣會報警。主要技術參數工作電壓：交流電路380V三相交流電源，50Hz控制顯示AC220V，50Hz。工作電流：交流支路電流4A，干路電流10A，控制回路電流<1A。環(huán)境條件：工作溫度－20℃～200℃，相對濕度40℃以上時不超過50％，25℃以上不超過90％，安裝海拔高度不超過2000m。保護面積：電鍍設備安裝高度20m以下，保護面積100m2?？刂圃O備安裝高度250mm，面積<35cm2定位精度：±0.05m，起吊額定重量：500kg工作原理本系統(tǒng)采用F1－60MR型號可編程控制器對整個系統(tǒng)進行控制，其編程特別方便，不但支持通常的邏輯、算術、位等，還直接支持了程序、跳轉等指令。控制范圍包括自動運行程序，手動運行程序，自檢程序以及故障報警程序。通過編程器的按鍵將控制程序寫入主機的RAM中去控制PLC內部軟件繼電器線圈觸點的動作，內部觸點的通斷，經過邏輯組合從而達到智能控制系統(tǒng)工作的目的。自動程序采用步進指令編程，使得自動生產的工作流程暢通無誤，效率較高。五個行開關是對電鍍槽的定位開關，小車運行到此位置時會壓動行程開關，產生控制信號，接近開關做限位開關用來控制大小車的行動。渦流傳感器用來實時監(jiān)控電動機的運轉情況，為故障報警做輸入信號。在PLC的輸入端5個行程開關的輸入前串入開關，便可以達到預選的目的，在后面將5個信號并入X412端口，即可以實現5個電鍍動作的重復操作，又可以達到節(jié)省輸入端口的目的。電鍍生產現場環(huán)境比較惡劣，是一個高溫、多塵埃、易著火的一級防火單位，傳統(tǒng)生產線觸點不良而產生火花和高溫度都是產生火災苗子的安全隱患。PLC在電鍍車間行車機械系統(tǒng)中的運用，取代繼電器控制，可以有效地避免諸多上述問題。使用說明系統(tǒng)的控制面板如圖12所示：啟動RUN/OFF開關，控制裝置開始工作。XT1/XT2為自動/手動選擇開關，打到XT1檔，自動指示等HL12亮，反之，手動指示等HL13亮。自動運行時，按下SB3～SB7進行功能預選，選通開關本身自所帶指示等亮，點動SB14啟動自檢程序，行程開關若有故障時，與預選開關SB3～SB7相對應的指示燈HL9～HL13閃爍，報警器BJ蜂鳴。按下SB2停止鍵即可解除報警，停車檢修。若自檢通過則通過信號燈HL17亮，裝好工件，點動開始開關SB1可以進行自動操作。小車、大車和吊籃上、下、左、右、前、后運行時，HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6依次點亮指示。依次運行后，工件復位，再次點動開始開關SB1可以進行下一次操作。在自動運行的過程中點動SB2停止鍵，則操作暫停，點動開始開關SB1可工序可以繼續(xù)，而不必從頭再來。手動運行時，按下SB8～SB13，對應的指示燈，HL1～HL6點亮指示。當M1～M3電機任意一個電機故障時，報警器蜂鳴，對應指示燈HL14～HL16閃爍，此時點動SB2停止鍵，解除報警，程序中斷，故障修理完畢，點動開始開關SB1繼續(xù)進行操作。使用與維護主意事項（1）系統(tǒng)手動、自動程序獨立工作，正在運行時不可強行進行手動/自動的切換，需要按動停止按鈕后，方可進行切換。（2）工作溫度不要高于300℃否則傳感器可能會失效，影響控制操作。（3）手動操作完畢后要注意將操作器件及時復位，以便于一次操作。（4）安裝時注意設備的防濕，防潮。0LDM1171ANIX5102ORX0023OUTT564K1005OUTM1176LDX0027ORY5368ANIX5059ANIX53710OUTY53611LDX50512ORY53713ANDX51114ANIX50415ANIY53616OUTY53717MCM11718LDX50319ORM10120ANDX40521OUTM10122LDX40523ANIM10124ANDT5625OUTM10626LDM10627ANIT55528OUTT55429K130LDT55431OUTT55532K133LDM10634ANIT55435OUTY43036LDX50237ORM10238ANDX40639OUTM10240LDX40641ANIM10242ANDT5643OUTM10744LDM10745ANIT55746OUTT55647K148LDT55649OUTT55750K151LDM10752ANDT55653OUTY43154LDX50155ORM10356ANDX40757OUTM10358LDX40759ANIM10360ANDT5661OUTM10862LDM10863ANIT55164OUTT55065K166LDT55067OUTT55168K169LDM10870ANIT55071OUTY43272LDX50073ORM10474ANDX41075OUTM10476LDX41077ANIM10478ANDT5679OUTM10980LDM10981ANIT55382OUTT55283K184LDT55285OUTT55386K187LDM10988ANIT55289OUTY43390LDX41391ORM10592ANDX41193OUTM10594LDX41195ANIM10596ANDT5697OUTM11098LDM11099ANIT651100OUTT650101K1102LDT650103OUTT651104K1105LDM110106ANIT650107OU