1、毕业设计（论文）开题报告自动化电镀生产线自动控制（IST）一、选题的依据及意义时下电镀控制系统有两种：手动化控制和自动化控制。单纯的手动控制，对人的要求水平较高，控制的精确度不能保证，长期工作会影响工作效率和质量以及操作人员的身体健康。而单纯的自动控制，不适应设备的维护和调试。要更好地实现上述控制系统的核心是选择好一款控制器。当前工业控制器主要有继电器、单片机和 PLC 三种。用继电器设计的控制系统，其控制系统烦琐、布线杂多、占用空间大、故障率高、不易检修、维护成本高，特别不利于因工艺的改变，而更改控制流程；而单片机控制系统，在工业生产环境当中很容易受到干扰，造成系统的可靠性变差。用 PLC
2、来设计的电镀控制系统，其设计相对简单、效率高、稳定性好，更能适应于恶劣环境中的工作，选择 PLC 来完成该设计适应了技术发展主流。本设计通过台达 PLC 来实现的电镀控制系统的设计，它的控制系统由工业级控制计算机、PLC 和电器控制箱组成。按照其工艺要求和规模一般设计由行车的运动来控制。在目前的各种工业生产过程中，该方式已成为主流的控制方式，有极高的应用价值，大大提高工作效率及质量，还能在有害环境下控制操作以保护人身安全等优点。 电镀是工业生产过程中一道很重要的生产工艺。由于电镀加工给产品带来装饰性与功能性，对金属而言是节约型工艺，随着高科技发展的需要，电镀加工越来越重要。加之世界制造业向我国
3、转移，我国周边地区电镀加工向沿海转移，电镀行业已成为我国国民经济一个不可缺少、也是不可替代、还有上升趋势的发展行业。但他同时又是一个严重污染、耗水、好能、耗金属材料与化工材料的行业。我们必须走绿色生产，高效生产之路。因此，实现电镀的自动控制是不可或缺的。二、国内外研究概况及发展趋势我国在上世纪六十年代电镀工业基本处于手工制造状态，经过几十年的发展，国内的电镀自动化程度有了巨大的提高，产业化标准的引进，流水化作业等技术使产品的质量和品质有了很大的提高。近年来，我国已经逐步发展成为国际制造业的中心。作为服务于制造业，也是其一部分的电镀业也迅猛发展，特别是电镀设备制造业更是有了质的飞跃。 改革开放前
4、全国几乎没有一家专业电镀自动线制造厂，用电镀自动线进行电镀生产的企业也不多。而现在全国则有几十家电镀自动线制造厂，其他与其配套的辅助设备制造厂就更多了。目前，我国已发展成为电镀大国，有数以千计的电镀自动线在为各行各业生产电镀件，仅东南沿海一带就有近百条先进的铝轮毂镀装饰铬的自动线。但国内与国外自动化系统有一定的差距。在日本和美国的电镀工业，已经可以通过自动化系统控制电镀液浓度控制、源料配给等更高层次的系统。因此，进行电镀生产线的 PLC 控制系统的设计，可以推动电镀行业的发展，扩大 PLC 在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。三、研究内容及实验方案1 研究内容1.1 台达 P
5、LC 的控制设计 PLC 控制系统，使电镀生产线的行车和升降机在智能性、稳定性、可靠性等方面的各项性能指标得到改进和提高。PLC 控制系统采用限位开关、内部时间继电器、特殊辅助继电器、自动、手动、一次循环、连续运行、原点回归等一系列的控制按钮使电镀生产线在手动和自动控制中都能够灵活的运用转换，在自动控制中能够可靠、安全精确的完成电镀工艺要求，从而减少不必要的劳动力同时也是保障了电镀生产工人的身体健康以及尽量帮助他们减少受到工业环境的污染，因此该设计就是以以上内容为前提的电镀生产线自动控制系统的设计。1.2 台达人机界面控制人机界面（Human Machine Interaction，简称 HM
6、I） ，又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。人机界面大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入” （Input）与“输出” （Output）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令（命令）的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，通过人机界面就可对工艺的参数进行设置，不需
7、要再重写编写 PLC 程序，这样就进一步的减少了工艺的复杂性，而且通过人机界面与 PLC 的结合应用使得电镀工艺更加的完善。2 实验方案在电镀生产线控制系统的设计过程中主要要考虑以下几点：1.深入了解和分析电镀生产线的工艺条件和控制要求。2.确定 I/O 设备。根据电镀生产线控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、限位开关等，常用的输出设备有交流接触器、指示灯等。3.根据 I/O 点数选择合适的 PLC 类型。4.分配 I/O 点，分配 PLC 的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图以及电气原理图。5.设计电镀生产线自动控制系统
8、的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序以及人机界面（触摸屏）设计，这是整个电镀生产线自动控制系统设计的核心工作。6.将程序输入 PLC 和人机界面（触摸屏）进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。7.电镀生产线整体调试，在 PLC 软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，调试种发现的问题要逐一排除，直至调试成功。8.通过 IST 指令来实现手动与自动的转换，IST 指令的使用使得整个梯形图程序更加简洁。9.变频器的使用和参数设定四、目标、主要特色及工作进度1 目标实现对电镀生产线的手动与自动控制以及满足以下电镀生产所需的要求1.1 控制要求电镀生产线采用 P
9、LC 来控制生产过程的自动进行，完成线路板的电镀，行车架上装有可升降的吊钩，吊钩上装有夹具，该夹具执行夹取、释放工件的动作。行车和吊钩各由一台电动机控制，配置控制盘进行控制。生产线有电镀槽、回收液槽、清水槽三槽位，分别完成工件电镀、电镀液回收，工件清洗。1.2 工艺流程从取工件处夹取未加工工件工件放入电镀槽电镀 280 分钟工件提起到上极限并在电镀槽上方停留 28 秒放入回收液槽浸泡 30 分钟将工件提起上极限并在回收槽上方停留 15 秒放入清水槽清洗 30 秒钟将工件提起并在清水槽上方停留 15 秒将工件放入传送带。1.3 运行模式手动操作：选择手动操作模式，然后用单个按钮接通和切断相应的负
10、载。原点回归：选择原点回归模式，按下原点回归启动按钮，自动复归到原点。自动运行：(单步运行/一次循环/连续运行)注：必须先进行原点回归操作 1. 单步运行：选择单步运行模式，每次按自动启动按钮，前进一个工序。2.一次循环：选择一次循环运行模式，在原点位置按下自动启动按钮，进行一次循环后在原点停止。中途按自动停止按钮，其动作停止，若再按启动按钮，在此位置继续动作到原点停止。3.连续运行：选择连续运行模式，在原点位置按自动启动按钮，开始连续运行。按下停止按钮，则运转到原点位置后停止。 2 主要特色1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而 plc 软接线，只需
11、改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。通过与触摸屏的结合使用使得控制方式更加的丰富。2、工作方式上看：电镀生产线有手动与自动模式，增加了控制的灵活性与可靠安全性3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而 plc 通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。4、从工艺技术上看： 电镀生产线采用 PLC 来控制生产过程的自动进行，完成线路板的电镀，行车架上装有可升降的吊钩，吊钩上装有夹具，该夹具执行夹取、释放工件的动作。行车和吊钩各由一台电动机控制，配置控制盘进行控制，分别完成工件电镀、电镀液回收，工件清洗。同时采用限位开关来控制电机的启动与停止以及 PLC 内部的时间继电器来控制
12、电机停止时间，使得控制更加的精确与稳定5、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc 无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。6、触摸屏和 PLC 的结合使用使设备更加的简洁，只需要通过触摸屏的按钮控制就能够对系统设备进行控制，减少了设备电气控制按钮的使用。3 工作进度1.学习和掌握台达触摸屏以及 PLC 的基本操作和书写开题报告（第 1-3 周）2.学习、分析常见的电气控制装置的 PLC 控制系统 （第 4-6 周）3.在台达代理商了解台达 PLC 的使用以及控制柜的组装 （第 7-8 周）4.熟悉掌握电镀生
13、产线的原理及构造 （第 8-9 周）5.收集电镀生产线控制系统的 PLC 资料 （第 10-11 周）6.按照电镀工艺编写 PLC 梯形图以及电气原理图以及去工厂准备毕业设计的组装和接线（第 12-15 周） 7.开始撰写毕业论文（第 16-17 周）8.总结，准备答辩（第 18 周）五、参考文献1.姚兴军,叶理平,吕强中. PLC 控制系统的计算机仿真研究J，机电一体化，2002 年 03 期 2.周美兰,周封,王岳宇编著.PLC 电气控制与组态设计,科学出版社，2003 年3.陈立定、吴玉香、苏开才. 电气控制与可编程控制器M.广州：华南理工大学出版社.20014.陈伯时.电力拖动自动控制
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15、工程系,云南昆明 650118)基于三菱 FX 系列 PLC 的电镀生产线的自动控制方案设计 13.现代电气控制及 PLC 应用技术 ， 国防工业出版社14.王兰君 等 编著电气控制与 PLC 原理及应用 ， 科学出版社15.李利军，安阳技师学院，455000 FX 型 PLC 中 IST 指令的应用 ， 文章编号 : 1004 -0420 ( 2008 ) 05 - 0022 - 0316.Joon-Mook Lim Computers & Industrial Engineering 1997-3,A genetic algorithm for a single hoist scheduling in the printed-circuit-board electroplating line17.Kristina Lapin Informatica, Lith. Acad. Sci. 1999-DBLP, Automatic Configuration of Structured Graphical Documents: A Case Study in the Domain of Electroplating Lines.
