s7200plc在电镀生产线中应用

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1、S7200PLC在电镀生产线中应用摘要：介绍了PLC在电镀生产线的应用，对控制系统的硬件、软件设计思路做了简要阐述，着重介绍了工艺槽的温度控制方式。关键词：PLC；电镀生产线；温度控制中图分类号：TQ153文献标识码：A文章编号：1001-828X(2013)12-0-02近年来，随着自动控制技术的发展，电镀工艺自动化生产线也发生着日新月异的变化。自动化控制的电镀生产线能提高产品质量和产量，降低生产成本，方便检测、监测控制,降低了生产环境对环境造成的污染，以及减少对工作人员的身体造成伤害。—、电镀生产线介绍电镀生产线是指按一定的电镀

2、生产工艺要求，将有关的各种电镀处理槽、电镀提升装置、电气控制装置、电源设备、循环过滤装置、检测仪器、加热装置、空气及机械搅拌装置、排水及污染处理装置等组合，由电气控制系统协调控制的一个完整系统。本次要监控的现场电镀生产线有七种工艺程序，共18个生产槽。七种工艺分别为除油、热水洗、冷水洗、活化、镀鎔、退辂、电抛光等，各工艺参数如下表1所示。电镀生产线生产槽中，2-8为电化学除油槽，2-9、2-11为热水洗槽，2-10、2-13、2-16、2T7、2-20、2-22、2-25为冷水洗槽，2-11为活化槽，2-14、2-15、2-18.2

3、-19.2-24为镀鎔槽，2-21为退鎔槽，2-23为电抛光槽。表1电镀生产线各个工艺环节参数电镀生产线包含系统槽位如下图1所示：图1电镀生产线槽位号二、控制系统组成（一）控制系统分析电镀过程的实质是复杂电化学反应的过程，电镀的工艺参数包括：镀液浓度、电流密度、温度等。这些工艺参数在生产过程中必须能够实时监控和调整，以满足不同镀件的要求。各个工艺参数对镀件品质和槽液性能的影响如下：①槽液浓度：镀液浓度即槽内各离子的浓度，直接影响电化学反应的快慢、镀层的厚度及质量。②电流密度：工件单位表面积上通过的电流称为电流密度。镀槽中的电流依靠电

4、镀专用的电源提供，它可在镀槽的阴阳两级提供一定的电压、电流和符合工艺要求的输出波形。电流密度是镀件最为重要的参数。③槽液温度：对于镀辂槽，一般工艺要求槽液温度在50-60°C之间，因此，需要对槽液温度进行恒值控制。④电镀时间：电镀时间是电镀中最主要的参数之一，它直接关系到镀层薄厚。根据生产要求，可初步确定整个生产线的模拟量输入和输出点数总共有168个，数字量输入75个，数字量输出93个。（二）系统硬件组成据上述电镀工艺参数的要求，本系统釆用工控机作为上位机，控制核心PLC作为下位机。监控系统硬件组成有三个部分：上位监控计算机、PLC

5、、现场传感器及执行元件。本设计需要检测的物理量主要是温度、电流密度、槽液液位。温度由PT100温度变送器测得，用以实时监控各槽液的温度;电流密度由电流密度传感器测得；液位由液位传感器测得。PLC控制器部分作为整个系统的控制核心部位。由于现场镀洛槽、电抛光槽、退辂槽、除油槽等相距较远，因此，选用8个PLC,每个PLC连接一个西门子SmartLine7寸触摸屏,各槽实现独立控制。控制系统硬件图如图2所示。图2控制系统硬件图（三）系统软件组成本监控系统上位机选用组态王KingView6.55软件，组态软件集成了几乎所有的常见的PLC和智能

6、仪表的驱动程序，节省了开发通信驱动的时间和精力。工控机中须安装SimaticSTEP7MicroWINV4.0和SimaticWinceflexible2008软件，其中STEP7MicroWINV4.0用于S7200PLC控制程序的开发、硬件配置。SimaticWinceflexible2008用于对西门子SmartLine7寸触摸屏的编程。上位机与PLC之间的通信用PR0FIBUS总线实现。软件设计主要完成以下内容：现场数据采集传送、输出量控制、现场参数设定、系统通讯等。整个生产线以1台工控机作为上位机管理控制器，8台西门子S7

7、200作为中间层控制器分别控制下层各个传感器等设备，形成三层网络结构；三层结构之间通过现场总线技术实现数据传递。PLC分别对系统的电气动作进行控制，触摸屏可进行现场参数的设置与监控，工控机对生产过程进行监控和处理，并采集现场数据，可通过打印机输出历史数据。现场镀槽的电压和电流由智能仪表采集，然后通过RS-485通信总线由计算机读入。三、温度控制在以前的电镀生产线中，温度调节一般采用PID控制或者模糊控制。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现

8、场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。由于槽液温度范围要求较严格，停止加热后，电热丝和热蒸汽的余温对液体仍然能持续加热，使得温度达不到要求。因此，本项目采取模糊控制来实现温度准确控制，在PLC中编程实现温度调节。电镀温度控制原