基于PLC的电镀流水线控制系统设计
摘要：近些年来，随着网络水平和工业自动化的水平高速发展，作为现在工业自动化的三个支柱性的产业中的其中一个的PLC技术也变得越来越受欢迎，现在PLC技术被广泛的运用在各种各样的行业当中。但是PLC控制也存在着一些缺点，比如说对于一个比较复杂的控制系统，PLC控制可能会因为受到点数的限制而无法完成目标要求。对于这一个问题的解决，可以通过将PLC控制跟网络技术的结合来实现。
现在还有一个十分热门的领域，就是表面工程领域，它作为一种刚刚兴起的边缘科学领域，具有十分良好的发展势头，而电镀生产就是在这个工程领域中的一个很传统的产业了，但是目前的电镀生产面临着生产效率低下，生产技术水平低下等问题，为了解决这些问题，必须要对电镀生产的技术方面加以改进。在这篇论文当中就描述了如何将电镀生产领域的自动化水平提高的问题，在每一条电路流水线上进行自动化控制技术的改造。同时本文还完成了多条电镀流水线之间的网络通讯问题。本文一开始先对目前电镀领域的发展进行了分析，并对几种用的比较多的控制方法进行了优缺点的比较，选用了最合理的方案，包括硬件部分和软件部分的详细介绍，最后还进行了在抗干扰方面的讨论与设计。
关键词：网络,电镀,生产线,控制
Design of Electroplating Line Control system based on PLC
Abstract:In recent years, with the rapid development of network level and industrial automation level, as one of the three pillar industries of industrial automation, PLC technology has become more and more popular. Now PLC technology is widely used in various industries. But there are also some shortcomings in PLC control, such as for a more complex control system, PLC control may be limited by the number of points and can not meet the target requirements. To solve this problem, we can combine PLC control with network technology
Now there is another very popular field, surface engineering, which has a very good momentum of development as a newly emerging frontier science field. Electroplating production is a very traditional industry in this engineering field. However, the current electroplating production is facing the problems of low production efficiency and low production technology level, in order to solve these problems. The technology of electroplating production must be improved. In this paper, we describe how to improve the automation level in the field of electroplating production, and reform the automation control technology in each circuit pipeline. At the same time, the network communication between several plating pipelines has been completed. At the beginning of this paper, the development of current electroplating field is analyzed, and the advantages and disadvantages of several control methods are compared. The most reasonable scheme is selected, including the detailed introduction of hardware and software. Finally, the anti-jamming aspects are discussed and designed.
Key words: network, plating, production line, control
目录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景以及研究意义 1
1.2流水生产的含义 1
1.3电镀流水线控制系统的现状及发展方向 2
1.4本文的主要工作 2
第二章 电镀黄铜生产工艺介绍 4
2.1生产工艺过程的步骤 4
2.2电镀黄铜的电化学基本原理 5
2.3镀黄铜生产线的特殊要求 6
第三章控制系统的软件选型 7
3.1电镀流水线的工作流程图 7
3.2运行子程序 8
3.3端口运行子程序 9
3.4主要器件功能介绍 9
3.5 I/O分配表及其端子接线图 12
3.6抗干扰措施 14
第四章 生产线监控系统硬件部分设计 17
4.1系统组态画面的设计 17
4.2 电机的选择 18
4.3上位机系统的组态 18
4.4上位监控界面优化及调试结果 20
第五章 生产线下位控制器控制程序设计 22
5.1控制器面向对象的编程方法 22
5.2程序设计步骤 26
5.3调试过程及结果 27
第六章 总结与展望 28
致谢 29
参考文献： 30
附录1 部分程序梯形图 31
第一章 绪论
1.1 选题背景以及研究意义
在本篇论文中所讨论的是一种用来生产子午轮胎专用钢帘线的电镀黄铜生产线。其中所说的子午线轮胎是一种新型的轮胎，它的钢帘线和胎体帘线是按照子午线的方向进行排列的。它的主要组成部分大体分为以下六个：胎体、胎面、胎侧、胎圈、内衬层和缓冲层。其中它又因为胎体和缓冲层的不同进一步细分为全钢丝子午线轮胎、半钢丝子午线轮胎和全纤维子午线轮胎。由于一个子午轮胎的质量好坏完全由它的支撑者也就是钢帘线的质量所决定，所以钢帘线的生产一定要满足相关的生产标准。
以上说到的钢帘线的生产中，最核心的部分就是电镀黄铜部分，这一部分的好坏不仅仅会影响到所生产的产品的质量，而且也会对生产所需的成本造成或多或少的影响。在保持黄铜镀层的厚度一定、铜和锌的比例一定时，才能使钢帘线跟橡胶进行良好的黏合，也只有保证黄铜镀层的质量才能够保证接下来的生产能够顺利的进行并生产出合格的产品。
在本次论文中所采用实例的业主方在之前所使用的是由美国的公司所生产的系统，在当时整个系统中的电气部分跟机械部分都是非常的先进的，但是在运转一年半左右的时间之后开始出现各种的问题，整个控制系统频频出现故障，而且由于系统的保修时间也已经超了，所以在系统的修护方面也十分的麻烦。针对以上的问题，并经过与业主的沟通协商之后，我在本文中提出了一套完整的系统改造方案。改造方案的主要的思路就是将系统的上位机和上位组态软件进行更换，并对程序做一定的优化处理，最后还要将系统变频器的型号重新选择。
本篇论文的实际意义在于：1.对子午轮胎钢帘线电镀黄铜生产线的原理以及通讯协议等进行了深入的研究和分析。2.将整个控制系统的总体控制效果进行了优化，降低了系统出现故障的频率，同时也提出了一些关于故障的解决方案。
1.2流水生产的含义
所谓流水生产就是说把生产的零件一个一个的排整齐，然后按照顺序去依次的进行操作和排序，然后在同一个机器上面按照一定的顺序来完成生产的过程，流水线的这个机器是按照一定专业上规定好了的顺序进行拼接完成的，而且虽然说这是拼接完成的，但是它的稳定性还是很好的，既保证了稳定性，而且还方便折叠运送。
（1）流水生产的由来
流水线生产的起源是在20世纪初的时候，有美国人发现的，他们发现这样的分工会速度比较快，而且效率也很高，这样既可以减少人力物力上面的付出还不会降低效率。现在批量生产的话就一般都会采用这种流水线的方式，因为很简单和方便，流水生产线包括基本的设备，还有工作的场地和运送的机械等组成的，现在他已经解决了大部分的生产效率问题了。
（2）流水生产的发展过程
为了得到更高的效率和降低生产的成本，所以在这种情况下就发明了流水线生产的方法，这样就可以把单独的零件按照一定的规定把这些零件组合在一起，然后发挥着更大的作用,流水线生产被创造出来，大大的提高了传送速度。
1.3电镀流水线控制系统的现状及发展方向
我国的一些生产商的电镀流水线控制系统在二十世纪初期的时候开始使用PLC控制系统以及变频器来进行控制，在不断的发展之后，目前我们国内的控制水平已经非常的接近国外，但是电镀生产线的一些核心的工艺配方以及进行机械加工的方面还远远的不及国外。不仅如此，其实电镀行业从始至终都被归类于高度污染的行业，因为在进行电镀生产的过程中会产生非常多的污染气体以及还有很多重金属的废水，对于污染问题，我国的环境保护协会一直在不停地对其管理的标准进行修改，对于废水和废弃的处理问题也不断提出了很多合理的解决方法。
1.4本文的主要工作
（1）本篇论文的研究对象是冶金线材行业中子午轮胎钢帘线电镀黄铜生产线,按照生产方所给的要求，首先对之前所使用的控制系统进行了一定的了解和研究，在此之上再对该系统进行改进和优化，在整个的实践过程中主要进行了以下这些个方面的工作：
（2）深入研究冶金线材行业在进行生产时的特点，结合国内和国外电镀生产线的一些特点，重点的讨论了电镀流水线的具体的生产步骤，生产的特点以及生产的一些参数和算法。
（3）依照旧的控制系统的大体的网络框架以及生产的具体要求选择好整个控制系统所需要的硬件部分。
（4）首先进行上位机工厂软件的选择，在完成选择之后，进行工程软件平台的二次开发，以实现上位机监视控制子系统的画面显示和控制。
（5）深入研究生产过程用到的一些算法，并将这些算法以及通讯协议引入到上位机监控系统当中。做这一步的目的就是使整个电镀生产线的核心仪器（整流器）可以对不同的要求作出对应的改变。
（6）对旧的监控系统的下位机系统也进行深入研究，并在这个基础上作出相应的优化。
（7）对旧的监控系统的收线控制方式进行研究，并在原有的基础上作出相应优化。
参考文献：
[1]汪凯,王宝玉,宋为.新型热处理电镀黄铜连续线开发[J].金属制品,2014,40(01):16-21.
[2]姚旭. 基于iFIX及PLC的电镀流水线控制系统研究[D].浙江大学,2009.
[3]刘劲松.异步电机调速原理探讨[J].山东工业技术,2019(02):212.
[4]吴帆,邵家玉.异步电动机直接转矩变频调速技术研究[J].工业控制计算机,2019,32(02):141-143+145.
[5]满凯凯.永磁同步电动机调速两种控制方式的对比[J].煤矿机电,2019,40(01):54-57.
[6]黄立忠.电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J/OL].世界有色金属,2018(24):161+163[2019-03-11].
[7]张浩.西门子PLC与HMI的以太网通讯的应用[J].价值工程,2019(06):168-170.
[8]陈尚春.现场控制网络技术[J].信息与电脑(理论版),2018(24):11-12.
[9]孙学永.如何用可编程控制器控制系统[J].电子世界,2018(12):102.
[10]边丰梅. 变频器的网络控制研究[D].东北大学,2012.
