电镀PLC开题报告-基于PLC的电镀生产线控制系统设计.doc
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毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名:学 号:1002050217专 业:电气工程及其自动化设计(论文)题目:基于PLC的电镀生产线控制系统设计指 导 教 师: 2014年 2 月 28 日开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量,一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量(不包括辞典、手册);4有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2011年3月15日”或“2011-03-15”。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述摘要 随着社会的发展,工业电镀生产线逐渐增多,生产变得复杂,同时在电镀中许多工艺具有严重的化学污染和腐蚀,对人的身心健康十分不利,而且人工操作随机性大,影响产品质量。传统的方法是使用顺序控制器,由于其电路复杂,接口众多,受外界干扰大,工作可靠性较差,维护也困难。本文分别从研究意义和国内外现状以及电镀生产线的基本流程和控制系统的设计介绍了基于西门子S7-200系列PLC电镀生产线控制系统,采用PLC对专用行车的工作过程进行控制的方法,简化了控制系统的接线,提高了系统的可靠性和灵活性,在实际生产中减少了劳动力,提高了工作效率。关键词 PLC 电镀生产线控制 硬件配置 组态1 本课题的目的及研究意义电镀生产作为一种传统产业自开始以来,几十年间有了极大的发展从早期的纯手工作坊生产发展到今天的半自动甚至全自动生产,电镀工业的进步是巨大的,电镀产品的种类和电镀工艺的复杂程度也是发生了极大的变化。电镀生产线自动化的程度在欧美等国家的发展水平已经较高,而我国的电镀生产线自动化的程度还处在发展阶段。随着社会的发展,工业电镀生产线逐渐增多,生产变得复杂,同时在电镀中,其氧化、酸洗、碱洗、电镀等许多工艺具有严重的化学污染和腐蚀,对人的身心健康十分不利,而且人工操作随机性大,影响产品质量。传统的方法是使用顺序控制器,由于其电路复杂,接口众多,受外界干扰大,工作可靠性较差,维护也困难。如果在电镀生产线实现自动化,工人可以通过在控制室监控,尽可能不去或少去车间,减少身体危害,减轻工人劳动强度,保障工人生命安全13。2 本课题的国内外的研究现状在国外,电镀生产线自动化的研究已经取得不少成果,在少数几个先进国家已经采取全自动化的电镀生产线,其中有些电镀车间可以实现车间无尘,全部由电脑实现监控,达到了无人操作的程度。如日本大贩友电舍株式会社的电镀车间,各种镀液中的主要成分都是由电脑自动检测和自动控制及补充,操作的各种参数如温度、PH、电流等都由电脑自动测定和自动调节,行车的运行完全无人操作。在国内,60年代初期,我国大多数的电镀生产,仍以手工操作为主。而现在不少企业甚至乡镇企业,已经有了比较好的电镀自动线。在借鉴国外先进技术的基础上,现已开发了各种类型的微电脑控制电镀自动线,上海近500家电镀厂,已有370多条电镀自动线,并有25条从国外引进的自动线,可见我国的电镀生产,正在向自动化方向发展,其中比较好的自动线的行车起步、制动、运行平稳、电机采用无级变速或配备变频调速后,定位准确,用聚氨酯作行车运行轮,运行时惯性小,噪声低,制动性好。行车的运行,溶液的温度、pH及添加剂的自动补充,已有用微电脑自动控制。但我国的电镀生产设备与国外先进国家相比,还有比较大的差距。相对而言,手工操作还比较多,有些厂的机械设备还比较陈旧,自动化程度不高,美国、日本等国的电镀自动线比我国先进46。3 电镀的生产基本流程图1 电镀生产的基本流程电镀是一种在水溶液中进行的氧化还原过程,是在含有金属离子的电解质溶液中,将被镀制件作为阴极,通以一定的低压直流电流,使金属离子得到电子被还原,不断在阴极沉积为金属的加工过程。它遵守法拉第电解定律,当电流通过电解质溶液时,与电源正极相连的阳极发生氧化反应,与电源负极相连的阴极发生还原反应。电镀时,阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要适时进行控制711。4 控制系统设计本系统由计算机、PLC、上升下降电机、左右运行电机、位置检测装置以及报警装置组成。计算机安装在控制室,用以收发并显示电镀生产线的信号,记录、存储、显示和控制现场的运行状态。电镀生产线现场控制柜安装在生产线现场,在控制柜上可以手动操作也可以自动操作,电机及位置传感器等安装在电镀生产线上,受现场控制柜控制。在一条电镀自动生产线上PLC与计算机之间有通讯线相连。每台行车上安装两台电动机负责工件上下、前进与后退。采用组态软件对整个工作流程进行监控,图中的上位机即为组态软件,用以收发并显示电镀生产线的信号,电镀生产线现场控制柜安装在生产线现场,在控制柜上可以手动操作也可以自动操作,电机及位置传感器等安装在电镀生产线上,受现场控制柜控制,电机用来控制吊钩的上升、下降、前进和后退,位置检测装置用限位开关实现,报警装置通过电铃来报警1215。图2 电镀生产线控制系统框图5 总结本课题从以PLC为基础实现电镀生产线自动化的角度进行讨论,分别几个方便入手,重点叙述了电镀生产线的流程和控制系统的设计。在我国电镀生产线自动化还不普及以及社会飞速发展的情况下,对电镀生产线自动化的研究具有及其重要的意义,符合社会发展的潮流。随着社会经济的发展,电镀生产线自动化是大势所趋。更高效安全的电镀生产线,必将对我国社会经济的发展产生极大的影响。参 考 文 献1 西门子公司编. SIMATICS7-200系统手册M. 北京:机械工业出版社,2002.2 廖常初. PLC基础及应用M. 北京:机械工业出版社,2004.3 冯立明. 电镀工艺与设备化学M. 北京:北京工业出版社, 2005.4 Gurkan Zenginobuz,Isik Cadirci etc. Performance Optimization of Induction Motors During Voltage-Controlled Soft StartingJ. IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION,2003,6(5):5458.5 常晓玲. 电气控制系统与可编程控制器M. 北京:机械工业出版社,2007.6 周万珍. 高鸿斌. PLC分析与设计应用M. 北京:电子工业出版社,2004.7 黄北刚. 工厂电气控制电路实例详解M. 北京:化学工业出版社,2007.8 殷洪义. 可编程序控制器选择设计与维护M. 北京:机械工业出版社,2003.9 苏昆哲. 深入浅出西门子WinCC V6J. 北京:北京航空航天大学出版社, 2004,2(2):1215.10 王永华. 现代电气及可编程控制技术M. 北京:北京航空航天大学,2002.11 吴中俊. 可编程控制器原理及应用M. 北京:机械工业出版社,2003.12 马小军. 可编程控制器及应用M. 南京:东南大学出版社,2007.13 谢克明,夏路易. 可编程控制器原理与程序设计M. 北京:电子工业出版社,2002.14 王也仿. 可编程序控制器应用技术M. 北京:机械工业出版社,2001.15 袁任光. 可编程序控制器选用手册M. 北京:机械工业出版社,2002. 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):研究或解决的问题:电镀生产线控制系统的工作流程,构思PLC控制设计方案。根据要求选取传感器、制定PLC的I/O分配表,应用SIEMENS S7-200可编程控制器编制程序。应用King View组态软件在上位机上设计工作过程动画,使PLC与上位机联机通信,动画能在上位机上同步演示。采用的研究手段:在传感器的配合下,自动识别行车到位情况,及时给予行车动作信号。根据电镀自动生产线电镀工艺都是周期自动循环工作的特点,按照电镀工件在每一个不同的镀液槽中停留的时间,当镀金完成后应及时取出工件,并发出信号,指挥机械手的动作。设计使用PLC控制并运用组态软件进行全程监控。控制要求:(1) 电镀生产首端,工人将零件装入行车的吊钩并发出启动信号,吊钩上升到上限行程开关停止,行车开始自动前进。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。(2) 按生产要求在需要停留的槽位上空停止,并自动下降,碰到下限开关停止下降。根据工艺要求在槽中停留一段时间后自动上升,如此完成规定的每一道工艺直至生产线末端,行车便自动返回原始位置。(3) 行车运行采用行程开关控制。(4) 行车升降电动机采用单相电磁抱闸制动,升降电动机和单相电磁抱闸并联接线,不需单独控制。由于每个槽位之间的跨度较小,行车在前后运行停车时要采用能耗制动,以保证准确停位。(5) 用信号灯显示电镀吊篮所在的槽位及上下限位置。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:从“文献综述”中可见,作者对本课题的工序、工艺有比较深入的了解。 “综述”能从电镀生产线控制系统的工作方式和控制原理中归纳总结出控制要求,并提出了比较详实的实施方案,同时也提出了在系统中采用“组态王”软件,实现与PLC的监控和通信问题。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:(1) 根据“文献综述”看,作者能完成电镀生产线控制系统的PLC设计。(2) 能完成软件设计和调试。(3) 能利用 “组态王”软件,设计监控界面,完成与下位机的通信。(4) 完成本课题,写出毕业设计论文。 指导教师: 年 月 日所在专业审查意见: 负责人: 年 月 日- 配套讲稿:
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