2012.12电气控制与PLC设计任务书

5、其它有关FX2n型可编程控制器手册、资料等。

课题二：电镀自动生产线PLC控制设计

（一）设计原始资料和控制要求 1、电镀自动生产线基本情况介绍

某电镀自动生产线如图2所示。在电镀生产线一侧（原位），将待加工零件装入吊蓝，并发出信号，专用行车便提升前进，到规定的槽位自动下降，并停留一段时间（各槽停留时间预先按工艺设定）后自动提升，行至下一个电镀槽，完成电镀工艺规定的每道工序后，自动返回原位，卸下电镀好的工件重新装料，进入下一个电镀循环。

图2

对于不同零件，其镀层要求不同，为了节省场地，适应批号生产需要，提高设备利用率，设备还要求电气控制系统有槽位选择能力。

由于每个槽位之间的跨度较小，行车在前后运行停车时要有能耗制动，以保证准确停位。 2、拖动情况

电镀行车采用两台三相异步电动机分别控制行车的升降和进退，采用机 械减速装置。

电动机数据（型号JYZ-12-4，P=0.81kw，I=2A,n=1410r/min，V=380V） 3、 拖动控制要求

①控制装置具有程序预选功能（按电镀工艺确定需停留2位），一旦程序选定，除装卸零件外，整个电镀工艺应能实现四种操作方式。

（1） 自动循环； （2）单周期； （3）步进操作； （4）手动操作。 ②前后运行和升降运行应能准确停位，前、后升降运行之间有互锁作用。 ③该装置采用远距离操作台控制行车运动，要求有暂停控制功能。 ④行车运行采用行程开关控制，并要求有过极限位置保护。主电路应有短路和过载保护。

⑤行车升降，进退采用能耗制动，升降电动机制动时间为2S，进退运动

电动机制动时间为1S，1#~5#槽位的停留时间依次为11S、12S、13S、14S、15S，原位装卸时间为10S。 （二）设计内容

1、 电镀自动生产线主电路设计；

2、 可编程控制器输入输出接线图设计； 3、 可编程控制器控制梯形图设计； 4、 控制面板元件布置图的设计；

5、 编写使用和操作说明及注意事项； 6、 编写设计过程说明书，包括： a、总体方案的选择说明 b、控制原理设计说明

c、主要电器元件选择说明，编写元件明细表 7、 编写所设计图纸，包括： a、电镀行车主电路图（A2） b、PLC控制梯形图（A2）

c、控制面板元件置图和PC控制输入输出接线图（A2） （三）设计要求

1、写明设计的依据、要求。

2、写明设计的计算步骤、电路的控制原理和梯形图的控制原理。 3、列出所选设备型号、规格和数量等。

4、设计说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张，设计内容应符合设

计要求。

5、图纸应清洁、规范，电气图形符号应符合标准。 6、设计应独立完成，不得抄袭他人。

7、设计期间应遵守作息时间，不得迟到、早退、无故旷课。 （四）主要设计参考资料

1、电气逻辑控制技术，熊葵容主编。

2、电气控制及可编程控制器，张凤珊主编。 3、工厂电气控制技术，方承远主编。 4、可编程控制器教程，王兆义主编。 5、有关FX2n型PLC的资料等。

课题三：机械手电气控制系统设计

（一） 机械手结构、动作和控制要求

机械手在专用机床及自动生产线上使用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设计中的机械手采用关节式结构。各动作由液压系统驱动，并由电磁阀控制，动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。

机械手的机械结构如下图3所示，主要由手指、手腕、小臂和大臂等几

个部分组成，每次转动一定角度（由工件数决定），以保证待加工零件对准机械手。机械手各动作和相应电磁阀动作关系如下表所示。

手指的图3 机械手的外形及其和料架的配置

具体动作顺序是：

（1） 原始位：装好工件等待中工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂

伸出并处于水平位置，手腕横移向右，手指松开。 （2） 手指夹紧：抓住卡盘上的工作。 （3） 松卡盘。

（4） 手腕左移：从卡盘上卸下已加工好的工件。 （5） 小手臂上摆。 （6） 大手臂下摆。

（7） 手指松开：工件放回料架。 （8） 小手臂收缩。 （9） 料架转位。 (10) 小手臂伸出。

(11) 手指夹紧：抓住未加工零件。 (12) 大手臂上摆：取送零件。 (13) 小手臂下摆。

(14) 手腕右移：将工件装到机床的主轴卡盘中。 (15) 卡盘收紧。

(16) 手指松开：等待加工。

表3-1 电磁阀状态表 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 YV7 YV8 YV9 YV10 YV11 夹紧 +

夹紧和放松 手腕横向移动（左右移动） 小臂的伸缩 小臂上下摆动 大臂下摆动 料架转动 放松 左移 + + + 右移 伸 缩 上摆 + + + + + + + 下摆 下摆 上摆 （三）设计任务 1、设计出继电器接触控制元件的电气控制原理图，选用元件，制定出元件目录表。

2、 在上述控制原理图的基础上，设计出PLC控制的梯形图和PLC I/O口接线图，选用合适的PLC控制器。 3、设计并绘制以下工艺图纸的一种：

电器元件布置图及底板加工零件图；电器元件安装接线；控制面板元件布置图和接线图；元面板加工图；电气箱及系统总接线图。 4、 编制设计使用说明书、设计小结、列出设计参考资料目录。

课题四： 电镀专用行车电气控制系统设计

（一） 专用设备基本情况介绍

该设备为某电镀厂的一台专用半自动起吊 设备。采用远距离控制，起吊重量在500kg一下。起吊物品为待电镀的各种零件，根据工艺要求，专用行车的结构和动作流程如图2所示。

在电镀生产线一侧，待加工零件装入吊篮，专用行车便提升并自动逐段前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降，停留一定时间（各槽停留时间预先按工艺调定）各自提升，如所完成电镀工艺规定的每一道工序，甚至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新装料发出信号进入下一加工循环。

根据工艺要求及不同零件要求，要求 电气控制系统具有程序预选修改能力。并要求能准确停位，以便吊篮能准确进入电镀槽内。工作时，除具有自动控制的大车前、后移动和吊物上/下运动外，还有调整吊篮位置的小