(完整版)基于plc的电镀行车控制系统毕业设计论文

（4）在连续工作方式下，应能对电镀行车工作循环次数和一个循环完成时间进行累计，具备计数和计时功能。

（5）应能保证操作人员随时都能使电镀行车紧急停车。 2.2.4 对控制系统保护的要求

为了能够保障电镀行车及其控制系统的安全，应使控制系统具备以下保护功能：

（1）短路保护； （2）过载保护； （3）失压保护； （4）吊钩紧急制动。

2.2.5 对信号显示和故障报警的设计要求

（1）在任何工作方式下，信号显示系统都能显示电镀行车及其传送带运行的全过程。

（2）信号显示系统应能显示控制系统的电源的工作状态，电动机的工作状态，控制系统的工作方式。

（3）当任何一台电动机的过载保护动作时，信号显示系统应能显示发生过载故障的电动机，故障报警系统应能发出音响故障信号。

第3章 控制系统硬件设计

3.1 电气控制线路的设计

本自动线中的电动机控制线路，采用交流380220V电源供电，电源开关采用刀开关与自动开关串连的组合形式，其中刀开关起隔离电源、安全检修的作用，自动开关起短路保护作用。电动机控制线路中各电机主电路接于380V电源，控制电路接于220V电源。各电机主电路采用接触器控制，并采用热继电器作过载保护，其中大车电机、小车电机和吊钩电机采用电磁抱闸制动。因实际需要，吊钩电机采用转子串电阻起动。因此，电镀行车电动机的主电路、局部照明电路、向PLC负载供电的直流稳压电源如附录A中的图A.1所示。

在附图A.1所示主电路中，根据前面所确定的控制方案，各主轴电机的接触器KM1～KM10的线圈由PLC控制。因此，在该图中不再给出这些接触器的线圈控制回路。

信号和故障显示采用DC24V发光二极管，因此，电路中配备了一台AC220VDC24V变压器向该二极管电路提供24V直流电源。

在附图A.1的自动开关QF2作为稳压电源和PLC及其负载的短路保护，接触器KM作为PLC及其负载的电源控制电器。 3.2 PLC控制系统硬件部分的设计 3.2.1 PLC输入输出元件确定

一、所需PLC输入元件及输入点的统计

预开按钮SB11、启动按钮SB12和预停按钮SB13，占用PLC的3个输入点。 工作方式选择开关SA2用来选择手动、单周、连续三种工作方式的一种，占用PLC的3个输入点。

电镀种类选择开关SA3用来选择镀锌、镀铬、镀镍镉三种电镀中的一种，占用PLC的3个输入点。

电镀行车及传送带的手动操作按钮SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8、SB9、SB10均为一个常开触点，它们共占用PLC的10个输入点。

用于检测传送带吊篮位置的光电开关为SP1、SP2、SP3，它们共占用PLC的3个输入点。

用于吊钩拖动电机串电阻起动的欠电流继电器为KI1、KI2、KI3，它们共占用PLC的3个输入点。

用于检测电镀行车大车运行位置的行程开关为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9，它们共占用PLC的9个输入点。

用于检测电镀行车小车运行位置的行程开关SQ10、SQ11、SQ12、SQ13、SQ14、SQ15、SQ16、SQ17，它们共占用PLC的8个输入点。

用于检测吊钩升降位置的行程开关SQ18，占用PLC的一个输入点。 用于电镀行车各电动机过载保护的热继电器为FR1、FR2、FR3、FR4、FR5，它们均为一个常开触点，共占用PLC的5个输入点。

综上所述，共需PLC输入触点48个。 二、所需PLC输出元件及输出点的统计

控制电镀行车各个电机运行的接触器线圈为KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9、 KM10，它们共占用PLC的10个输出点。

在吊钩拖动电机转子回路中，用于接入和切除三段附加电阻的接触器为KM11、KM12、KM13，用于防止三台接触器同时通电动作的中间继电器为KA，KM11、KM12、KM13和KA的线圈与PLC输出点的连接关系如图3.1所示，由该图可知，KM11、KM12、KM13和KA的线圈共占用PLC的2个输出点。

图3.1 电流继电器控制电路图

用于大车电机、小车电机、吊钩电机制动抱闸的电磁铁的线圈为YB1、YB2、YB3，它们共占用PLC的3个输出点。

预开预告电铃BE 1个，占用PLC的1个输出点。

故障报警蜂鸣器BU 1个，占用PLC的1个输出点。

电镀行车各电机运行过程指示灯为HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、HL9、HL10，它们共占用PLC的10个输出点。

其中传送带A向前指示灯为HL1；传送带A向后指示灯为HL2；传送带B向前指示灯为HL3；传送带B向后指示灯为HL4；大车前进指示灯为HL5；大车后退指示灯为HL6；小车右行指示灯为HL7；小车左行指示灯为HL8；吊钩上升指示灯为HL9；吊钩下降指示灯为HL10。

用于指示电镀行车各电机过载故障的指示灯为HL10、HL11、HL12、HL13、HL14，它们共占用PLC的5个输出点。

综上所述，共需PLC输出触点32个。 3.2.2 PLC型号的确定

查阅我国各大企业使用较多的PLC生产厂家生产的PLC的技术手册，确认日本三菱公司生产的FX2N-128MR型基本单元完全能过满足上述要求，因此本课题控制系统的PLC选用FX2N-128MR型基本单元1台。其主要技术性能指标如下：该型PLC为整体式结构，具有本电镀行车所需的所有指令功能，其输入点数为64点，输出点数为64点，用户存储器容量8KB，输入模块电压为DC24V，输出模块为继电器型。 3.2.3 PLC IO元件分配表 一、PLC输入元件分配表

可将PLC电镀行车控制系统中PLC的所有输入元件分配到PLC的各个输入点上，如表3. 1所示。

表3.1 PLC输入元件分配表

输入元件 SB11 SB12 SB13 SA2

输入点 X0 X1 X2 X3-X5 输入元件 SP1 SP2 SP3 KI1 输入点 X23 X24 X25 X26 输入元件 SQ10 SQ11 SQ12 SQ13 输入点 X42 X43 X44 X45