电镀生产线PLC控制设计、安装与调试

【项目任务提出】

一、项目描述

电镀生产线采用专用行车，行车架装有可升降的吊钩；行车和吊钩各由一台电动机拖动；行车前进、后退和吊钩升降由限位开关控制；生产线为三槽位。工作循环为：工件放入镀槽→电镀5min后提起停放30s→放入回收液浸32min提起后停16s→放入清水槽清洗32s提起后停16s→行车返回原点。电镀生产线的控制流程如图4-4-1所示，图中SQ1～SQ4为行车进退限位开关，SQ5、SQ6分别是吊钩上、下限位开关。

图4-4-1 电镀生产线的控制流程图

二、项目考核要求

1.电路设计

根据任务，设计主电路图，列出PLC控制I/O（输入/输出）元件地址分配表，根据加工工艺，设计梯形图及PLC接线图，列出指令表。

2.安装与接线

1）将熔断器、接触器、继电器、转换开关、PLC装在一块配线板上，将方式转换开关、行程开关、按钮等装在另一块配线板上。

2）按PLC控制I/O（输入/输出）接线图在模拟配线板上正确安装，电器元件在配线板上布置要合理，安装要准确、紧固、配线导线要紧固、美观，导线要进入线槽，导线要有端子标号，引出端要用别径压端子。

3.PLC键盘操作

熟练操作PLC键盘，能正确地将所编程序输入PLC，按照被控设备的动作要求进行模拟调试，从而达到设计要求。

4.通电试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

【项目实训目标】

一、知识目标

1）熟练使用PLC步进梯形指令的编程方法，灵活使用辅助寄存器M。

2）熟练地借助顺序控制功能图编程实现电镀生产线控制系统，理解对每步的划分。

二、技能目标

1）熟悉使用PLC软件系统，熟悉的输入与调试PLC程序。

2）能对调试过程中出现的故障进行正确分析与排除。

三、情感目标

培养学生对实际问题的思考与分析能力，以创新的思维解决实际问题，增强应用能力，建立学生对学习的信心。

【项目准备】

一、相关知识

参见模块四 项目三 顺序功能图相关知识。

二、技能准备

熟练掌握PLC编程方法与设计技能，熟悉PLC软件的使用，熟悉电气识图与线路安装及PLC的通电调试运行。

三、工具与材料

1）电工常用工具：验电笔、螺钉旋具（一字形与十字形）、尖嘴钳、剥线钳、电工刀、万用表等。

2）实训材料表如表4-4-1所示。

表4-4-1 实训材料表

（续）

【项目实施】

一、分析题意

根据上述控制要求，条件中暗含着起动键与停止键，起动键与停止键作为输入端口X26与X27，各限位开关作为输入量端口，各项执行动作都作为输出量端口，上升与下降、向左与向右可以用正反转控制。根据上述控制过程画出电镀生产线状态图如图4-4-2所示。

图4-4-2 电镀生产线状态转换图

二、设计主电路图

电镀生产线主电路如图4-4-3所示。

图4-4-3 电镀生产线设计主电路

三、I/O分配(www.xing528.com)

列出I/O分配表如表4-4-2所示。

表4-4-2 I/O分配表

四、设计梯形图及I/O接线图

1）PLC控制电镀生产线梯形图，如图4-4-4所示。

2）PLC控制电镀生产线I/O接线图如图4-4-5所示。

图4-4-4 PLC控制

电镀生产线梯形图

图4-4-4 PLC控制电镀生产线梯形图（续）

五、安装操作过程

1）按表4-4-1选用电器元件及数量，并用万用表检查元件的良好。

2）根据元件大小与分类安装原则，结合电路图的连线情况，绘制电器元件平面布置图，并在配线板相应位置上贴上元件文字符号。

3）根据平面布置图，在实训配线板对应位置上安装固定元件，按钮装在按钮盒上。元件在配线板上布置要合理，安装要正确、紧固。

4）根据图4-4-3主电图与图4-4-5控制电路，按接线原则接线配线，配线要求接点紧固、美观，导线要进入线槽，走线合理。电源和电动机配线、按钮接线要接到端子排上，进出线槽的导线要有端子标号，引出端要用别径压端子。

5）接线配线完毕，必须根据电路图认真检查接线的正确性，可以使用万用表检查，以防止接错或漏接。

6）连接编程器或电脑至PLC连接线。

图4-4-5 PLC控制电镀生产线I/O接线图

7）通电观察PLC的指示灯是否正常，电源POWER指示灯显示亮，当RUN/STOP开关打至RUN位置时，RUN指示灯显示亮。当按下行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5与SQ6时对应IN1、IN-2、IN-3、IN-4、IN-5与IN-6显示亮，按下按钮SB1与SB2时IN-26与IN-27显示亮。

8）按图4-4-4输入梯形图，转换梯形图，保存文件，将命名为“模块四—项目四.pmw”后保存；接着选择“在线”菜单中的“传输设置”中的“通信检测”，检测连接线是否连接良好；若通信正常，选择“在线”菜单中的“PLC写入”，将程序载入PLC控制器中。

9）确认将RUN/STOP开关打至RUN位置，通电调试运行。调试结果：按下起动按钮SB1，Y1有输出，接触器KM1得电吸合，升降电动机上升；当碰撞到SQ5（模拟时按下）时，Y1停止输出，Y4有输出，接触器KM4得电吸合，行车电动机右移；当右移碰撞到SQ1（模拟时按下）时，Y4停止输出，Y2有输出，接触器KM2得电吸合，升降电动机下降；当下降碰撞到SQ6（模拟时按下）时，Y2停止输出，电镀5min（模拟调试只用10s）；当时间延时到，Y1有输出，接触器KM1得电吸合，升降电动机上升；当碰撞到SQ5（模拟时按下）时，Y1停止输出，延时16s（模拟调试只用3s）；当时间延时到，Y3有输出，接触器KM3得电吸合，行车电动机左移；当左移碰撞到SQ2（模拟时按下）时，Y3停止输出，Y2有输出，接触器KM2得电吸合，升降电动机下降；当下降碰撞到SQ6（模拟时按下），Y2停止输出，回收液槽清洗32min（模拟调试只用15s）；当时间延时到，Y1有输出，接触器KM1得电吸合，升降电动机上升；当碰撞到SQ5（模拟时按下）时，Y1停止输出，延时16s（模拟调试只用3s）；当时间延时到，Y3有输出，接触器KM3得电吸合，行车电动机左移；当左移碰撞到SQ3（模拟时按下）时，Y3停止输出，Y2有输出，接触器KM2得电吸合，升降电动机下降；当下降碰撞到SQ6（模拟时按下）时，Y2停止输出，清水槽清洗32s（模拟调试只用5s）；当时间延时到，Y1有输出，接触器KM1得电吸合，升降电动机上升；当碰撞到SQ5（模拟时按下）时，Y1停止输出，延时16s（模拟调试只用3s）；当时间延时到，Y3有输出，接触器KM3得电吸合，行车电动机左移；当左移碰撞到SQ4（模拟时按下）时，Y3停止输出，Y2有输出，接触器KM2得电吸合，升降电动机下降；当下降碰撞到SQ6（模拟时按下）时，Y2停止输出，回到原点。接着Y1有输出，接触器KM1得电吸合，升降电动机上升，重复以上动作。

六、注意事项

1）编程过程中，注意向左移与向右移，上升与下降的互锁关系。

2）编程过程中动作的时间可以适当减短，以免等待时间较长。

3）注意实训过程中的程序正确输入与接线的正确检查，特别注意输入与输出对应的COM连接。

4）实训过程中注意电源的选择与使用。若是使用灯的亮灭来模拟KM的输出与停止，注意灯的电源为24V直流电。

5）正确理解题意，模拟调试过程中必须是人为动作相对应SQ表示机械手推进动作到位。

6）必须按题意进行调试，根据题意必须要人为按下相关限位开关。

七、常见故障分析与排除处理

常见故障分析与排除处理表如表4-4-3所示。

表4-4-3 常见故障分析与排除处理表

八、考核评价

考核评价表如表4-4-4所示。

表4-4-4 考核评价表

【巩固练习】

设计PLC控制水塔水位系统，并参照本项目考核要求完成安装与调试。

PLC控制水塔水位系统图如图4-4-6所示，控制要求为：初始状态时水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF）。本装置上电后，按动起动按钮，电动阀Y通电（Y为ON）水箱开始注水，水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON），水箱水位达到S3高度（水满）时，液位开关S3闭合（S3为ON）→注水电动阀Y断电（Y为OFF），水箱停止注水。此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3=OFF）复位，随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFF）→电动阀Y再次通电（Y为ON）水箱（自动）注水，水位达到S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在S3～S4之间。当水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S2时（液位开关S2为OFF）→水泵电动机M开始运行，向水塔抽水。当液面达到最高液位开关S1时→水塔电动机M停止抽水（M为OFF）；循环控制使得水塔水位自动保持在S1～S2之间变化。

项目要求：工作方式设置为通电后，按下起动按钮，系统做一次上述过程，且有必要的电气保护和互锁。

图4-4-6 PLC控制水塔水位系统图