钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线PLC程序设计

• 关键词： 电镀 电气控制 流程 PLC程序 触摸屏
• 摘要：钢铁件电镀四层镍套铬电镀工艺，是当前广泛应用的电镀工艺，在汽摩电镀件中常用此电镀工艺。本论文主要设计其生产设备的电气控制部分，主要包括：电气控制流程及要求、元器件的分配与选择、电气原理图、动作流程、部分PLC程序及PLC的典型控制环节、触摸屏界面设计。

　　电镀是防腐蚀工程的重要一支，广泛应用于汽车、航空航天、电子、装备制造等很多领域。电镀曾经是高能耗高污染的行业，随着电镀工艺、电镀设备的不断改进与完善，电镀行业越来越节能环保。本设计主要介绍PLC控制技术在钢铁件电镀四层镍套铬电镀工艺中的应用，由电镀工艺流程导出电镀设备的机械动作流程，再由机械动作流程导出电气流程，最后给出重要环节的PLC梯形图。

　　钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线存在的问题

　　目前，钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线主要存在两个问题：（1）工件出缸沥水时间不能达到各缸按需分配；（2）各工段电镀行车速度达不到要求，如加速太快、减速太快显得电镀行车运行惯性太大。

　　钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线PLC程序特点

　　目前国内电镀设备制造商众多纷杂，技术水平参差不齐。因此，尽管国内电镀自动化生产线基本流程相似，但很多流程细节差异较大。鉴于此，本设计除解决上述钢铁件电镀四层镍套

　　减掉电镀行车下光幕保护

　　因为钢铁件电镀四层镍套铬电镀工艺，除了镀铬后的后处理较干净外，前处理、镀镍都有油污或镍结晶，很容易影响光幕，导致生产线运作不流畅。减掉光幕保护后，即使下限电涡流式接近开关失效，由于有机械卡死保护，而不会带来生产事故。因此，本设计减掉电镀行车下光幕保护。

　　手动程序分正常生产中的手动程序和设备调试中的手动程序

　　钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线通常有三台以上电镀行车，这样在生产过程中进入手动状态是不能让所有电镀行车进入手动状态的，只能让所操作的电镀行车进入手动状态。而设备调试中，往往需要所有设备进入手动状态或自动状态或半自动状态。因此，本设计将分生产中的手动程序和调试中的手动程序，其中生产中的手动程序为各个行车独立手动状态，调试中的手动程序为所有行车同时进入手动状态。

　　电镀行车由手动变自动时自动寻找初始工位（只在初始状态时适用）

　　电镀行车由手动变自动进行自动寻找原工位，一方面比较方便操作，另一方面能够准确找到原工位。由于自动寻找原工位程序比较复杂，实际生产中寻找原工位大都在初始状态，目前国内电镀生产线一般只能在初始状态下寻找原工位。因此，本设计主要设计初始状态的自动寻找原工位程序。

　　钢铁件电镀四层镍套铬电镀工艺及流程

　　钢铁件电镀四层镍套铬电镀工艺主要分为：前处理、镀镍、镀铬和后处理。前处理主要有：化学除蜡、超声波除蜡、热水洗1、阳极脱脂、阴极脱脂、水洗1、水洗2、酸电解、水洗3、水洗4、阴极电解、阳极电解、水洗5、水洗6、酸活化和水洗7。镀镍主要有：半光亮镍、高硫镍、水洗8、全光亮镍、微孔镍（镍封）和镍回收。镀铬主要有：水洗9、水洗10、镀铬活化、镀铬、铬回收1。后处理主要有：铬回收2、水洗11、水洗12、水洗13、热水洗2、烘干。

　　钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线PLC程序设计

　　钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线PLC程序设计主要包括以下几部分：1、电镀行车运行过程中位置控制方式的实现；2、电气元器件的选择，电气柜、电气柜面板按钮及行车按钮的电器元件分配；3、绘制钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线电气原理图；4、编制调试状态的手动程序并列出程序；5、编制1号行车程序并列出程序，以1号行车程序为例说明生产中的手动程序实现方式；6、编制3号行车程序并列出程序；7、编写初始状态自动寻找初始工位程序并列出程序；8、以1号行车为例说明生产线各缸沥水时间的设计；9、以1行车程序为例说明变频调速。最后以附件光盘方式给出全套PLC程序、《钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线PLC程序设计》电子文档及全套CAD电气图纸。

　　电气元器件选择，电气柜、电气柜面板电器及行车面板电器分配

　　电气元器件的选则

　　电气柜、电气柜面板及行车面板电器分配

　　电气柜元器件分配如下图及其表格：

　　电气柜元器件分配

　　电气柜元件材料表

　　电气柜面板及行车面板元器件分配如下图：

　　行车面板元器件分配中，1、2、3、4、5号行车分配如图，6号行车分配与图相比较少了左挂钩上下按钮，其它与图完全相同。

　　行车面板元器件分配

　　调试状态的手动程序并列出程序

　　调试状态的手动程序解说

　　调试状态的手动程序以1号行车为例，见下图。

　　X15为调试手动状态输入信号，当X15闭合得电时M1置为1，X0，X1输入信号被切断图中的57、96步同时被切段；Y101得电，左右挂钩手动按钮起作用，X37得电水平左运动，X40得电水平右运动，X36水平运动加速，1号行车进入手动状态。

　　2、3、4、5、6号行车同理置M2、M3、M4、M5、M6为1，切断相应的输入和步，启动相应的手动状态。

　　手动/自动状态指示灯程序解说

　　手动状态，手动红色指示灯常亮，自动绿色指示灯常亮；自动状态，手动红色指示灯常亮，自动绿色指示灯以2S为周期进行闪烁。

　　当M1得电时，Y41一直得电，自动指示灯常亮，1号行车处于手动状态；当M1不得电时，Y41以2S为周期进行闪烁，1号行车处于自动状态。

　　其它2、3、4、5、6号行车以同理进行编程。

　　手动程序

　　手动/自动指示灯程序

　　本设计解决了钢铁件电镀四层镍套铬自动化生产线的两个问题:(1)工件出缸沥水时间不能达到各缸按需分配；（2）各工段电镀行车速度达不到要求，如加速太快、减速太快显得电镀行车运行惯性太大。

　　工件出缸沥水时间不能达到各缸按需分配，本设计采用秒脉冲计时，一个脉冲相应寄存器（如D1）加一，通过触摸屏按照电镀工艺要求输入所需数据，将数据存入另一个寄存器（如D2），当D1=D2时，时间到沥水结束。本设计将相近功能的电镀缸的沥水时间归入一样的寄存器，节约寄存器，简化程序，又能达到电镀工艺要求。

　　各工段电镀行车速度达不到要求，本设计采用变频器多段调速功能。以1号行车为例，当Y52得电时，行车低速运行，当Y53得电时，行车中速运行，当Y52 、Y53同时得电时，行车高速运行。这样，在不同的工位和状态采用低、中、高不同的运行速度。

　　本设计同时解决了减掉电镀行车下光幕保护、正常生产中的手动程序和设备调试中的手动程序设计、初始状态电镀行车由手动变自动时自动寻找初始工位程序设计。其中，下光幕保护去掉后，由于下接近开关的存在和机械卡死，不会给生产线正常生产带来影响；正常生产中的手动程序和设备调试中的手动程序设计和初始状态电镀行车由手动变自动时自动寻找初始工位程序设计.