可編程控制器是70年代以來，計算機迅速發(fā)展在工業(yè)控制領域對順序控制有著重大意義的一種新興技術，由于它編程直接，方便，抗干擾能力強，工業(yè)控制中幾乎所有的順序控制都可簡單地由它完成，因而其應用愈來愈廣泛。電動行車是現(xiàn)代化生產(chǎn)中用于物料輸送的重要設備，傳統(tǒng)的控制方式下，大都采用人工操縱的半自動控制方式，在許多場合，為了提高工作效率，促進生產(chǎn)自動化和減輕勞動強度，往往需要實現(xiàn)電動行車的自動化控制，實現(xiàn)自動化控制，可以使行車能夠按照預定順序和控制要求，自動完成一系列的工作。本文介紹了工廠電鍍車間的電鍍專用行車，利用PLC構成一套自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對電鍍專用行車的自動控制過程。

1、工作過程分析

電鍍專用行車采用遠距離控制，起吊重量500kg以下，起重物品是有待進行電鍍或表面處理的各種產(chǎn)品零件。根據(jù)電鍍加工工藝的要求，電鍍專用行車的結構和動作流程如圖1所示，其中1 槽為電鍍槽，槽中裝有電鍍液，2槽為回收槽，3槽為清水槽，實際生產(chǎn)中電鍍槽的數(shù)量由電鍍工藝要求決定，電鍍的種類越多，槽的數(shù)量越多。

圖1 電鍍專用行車的結構和動作流程圖

電鍍專用行車的工作過程如下：

（1）在電鍍生產(chǎn)一側，工人將待加工的零件裝入吊籃，發(fā)出控制信號，行車自動上升，并逐段前進，根據(jù)工藝要求在需要停留的槽位停止。

（2）行車停留在某個槽位上面后，自動下降，停留一定的時間（各槽停留的時間根據(jù)工藝要求預先設定），再自動上升并繼續(xù)前行。

（3）如此完成電鍍工藝規(guī)定的各道工序，直至生產(chǎn)的末端。然后，自動返回原位，由工人卸下處理好的零件。  至此，一次循環(huán)加工完成，可見，電鍍專用行車加工過程的控制是順序控制，由吊籃前進、下降、延時停留、上升、后退等工序組成。

2、拖動系統(tǒng)設計

專用行車的前后和升降運動由三相交流異步電動機拖動，根據(jù)電鍍行車的起吊重量，選用兩臺電動機進行拖動。

主電路拖動控制系統(tǒng)如圖2所示，其中，行車的前進和后退，吊鉤的上升和下降控制分別通過兩臺電動機M1、M2的正、反轉來控制。

圖2 主電路拖動控制系統(tǒng)原理圖

圖2中，接觸器KM1，KM2控制電動機M1的正、反轉，實現(xiàn)行車的前進和后退，接觸器KM3，KM4控制電動機M2的正、反轉，實現(xiàn)吊鉤的上升和下降。

3、PLC系統(tǒng)結構設計

3.1 PLC選型及地址分配

根據(jù)該專用行車的控制要求，其輸入/輸出及控制信號共有13 個，其輸入信號9個，輸出信號4個，實際使用時，系統(tǒng)的輸入都為開關控制量，加上10%－15%的余量就可以了，并無其他特殊控制模塊的需要，擬采用三菱公司FX2N-24MR型PLC，輸入/輸出信號地址分配見表1。

表1　輸入/輸出信號地址分配表

3.2 PLC控制電路設計  

圖3為電鍍專用行車的控制系統(tǒng)I/O端口接線圖，需注意的是，圖中對輸入的常閉觸點進行了處理，即常閉觸點改用了常開觸點。

圖3 PLC控制系統(tǒng)I/O端口接線圖

4、PLC軟件設計

4.1 控制系統(tǒng)梯形圖編制

根據(jù)控制要求和I/O地址編制，繪出控制系統(tǒng)梯形圖如圖4。

圖4 PLC控制系統(tǒng)梯形圖

梯形圖工作原理分析：

電鍍生產(chǎn)線采用專用行車，行車架上裝有可升降的吊鉤，行車和吊鉤各由一臺電動機拖動，行車的進/退和吊鉤的升/降均由相應的限位開關SQ定位，流程如下：

（1）按啟動按鈕SB1，X001閉合，狀態(tài)S0被置位，Y003得電，KM3工作，吊鉤提起工件，開始上升，當碰到上限位開關SQ5時停止，X007接通，S0復位，吊鉤停止上升，狀態(tài)S1被置位，M20得電，Y001工作，KM1工作，行車開始向下一道工序前行。

（2）當行車前行至鍍槽限位開關SQ1時，X005動作，S1復位，行車停止前行，狀態(tài)S2被置位，Y004得電，KM4工作，吊鉤剛好在鍍槽的上方開始下降。

（3）當?shù)蹉^下降至下限位開關SQ6時，X006動作，吊鉤下降停止，工件浸入鍍液槽中，并開始定時。

（4）定時280秒后，狀態(tài)S3被置位，Y003工作，KM3工作，電鍍結束，吊鉤提起工件，開始上升，當碰到上限位開關SQ5時停止，X007接通，吊鉤停止上升，并在鍍槽上方停留28秒，讓鍍波滴回槽中。

（5）當行車在鍍槽上方停留28秒后，狀態(tài)S4被置位，M20得電，Y001工作，KM1工作，行車繼續(xù)向下一道工序前行，直到碰壓回收波槽限位開關SQ2時，X004動作，狀態(tài)S5被置位，Y004得電，KM4工作，行車停止前行，并且吊鉤剛好在回收波槽的上方開始下降。

（6）當?shù)蹉^下降至下限位開關SQ6時，X006動作，吊鉤下降停止，工件被放置回收波槽中，并開始定時。

（7）定時30秒后，狀態(tài)S6被置位，Y003工作，KM3工作，吊鉤又開始上升，當碰到上限位開關SQ5時停止，X007接通，吊鉤停止上升，并定時停留15秒。

（8）當15秒定時到后，狀態(tài)S7被置位，M20得電，Y001工作，KM1工作，行車繼續(xù)向下一道工序前行，直到碰壓清水槽限位開關SQ3時，X003動作，行車停止前行，并且在清水槽上方停留15秒。

（9）定時15秒后，狀態(tài)S8被置位，Y004工作，KM4工作，吊鉤開始下降，當?shù)蹉^下降至下限位開關SQ6時，X006動作，吊鉤下降停止，工件置于清水槽中，并開始定時清洗30秒。

（10）定時清洗30秒后，狀態(tài)S9被置位，Y003得電，KM3工作，吊鉤提起工件，開始上升，當碰到上限位開關SQ5時停止，X007接通，吊鉤停止上升，并定時停留15秒。

（11）定時15秒后，狀態(tài)S10被置位，M21得電，Y002工作，KM2工作，行車開始后退，當后退至原位限位開關SQ4時，X002動作，狀態(tài)S11被置位，Y004工作，KM4工作，行車停止后退，吊鉤開始下降，當?shù)蹉^下降至下限位開關SQ6時，X006動作，吊鉤下降停止， 鍍好的工件被取下來。

（12）按下按鈕SB2或SB3，能實現(xiàn)行車的點動進/退控制。

至此，整個電鍍生產(chǎn)完成一個工作循環(huán)，當再次按下起動按鈕SB1時，則開始第二個工作循環(huán)。

5、結束語

文中采用PLC對電鍍專用行車進行自動控制，簡化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線，減小了控制器的體積，提高了控制系統(tǒng)的靈活性，同時，PLC有較完善自診斷和自保護能力，可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性，應用表明，PLC在舊電動行車的自動化改造和新型電動行車的設計中，有廣泛的應用前景。