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PLC与变频器在电镀生产线控制系统改造中的应用分析论文河源某电镀厂为承接大量ABS塑料电镀(挂镀方式)加工，决定新建ABS塑料电镀自动生产线。为充分利用工厂现有资源，尽量减少工厂的投入成本，决定将现有仓库改造为ABS塑料电镀自动生产车间，改造项目中包括仓库现有一台单梁悬挂起重机(0.5t)。根据单梁悬挂起重机的工作特点和ABS塑料电镀生产工艺流程，经笔者反复思考，在保留点动功能的前提下，决定应用三菱PLC和变频器将单梁悬挂起重机改造成为ABS塑料电镀专用行车。1、单梁悬挂起重机改造前电气线路分析1.1主电路分析该起重机共由4台异步电动机拖动，吊钩升降由一台电动机M1拖动，为防止电动机突然断电导致重物自行坠落或下放重物时下降过快而造成事故，电动葫芦具有电磁离合器制动装置和再生发电制动控制功能。电动小车移动机构由一台电动机M2拖动，大车移动由两台电动机M3、M4拖动。M3、M4两台电动机规格相同，两台电动机定子绕组接在同一电源上，但三相电源的相序相反，使两台电动机的转向相反，以保证大车的两侧滚轮驱动运动方向一致。1.2控制电路分析控制电路的电源由控制变压器TC输出36V电压供电，吊钩的上下升降由SB1、SB2控制，电动小车运行由SB3、SB4控制，大车运行由SB5、SB6控制，电动小车两侧限位开关为SQ12、SQ13，大车两端限位开关为SQ15、SQ16及换相联锁线路。2、ABS塑料电镀工艺流程根据ABS塑料电镀生产工艺流程，该电镀生产线有除油槽、亲水槽、粗化槽等18个槽位(槽位代号按顺序分别为1号～18号)，全线总长约40m，而仓库车间长约25m，因此需将电镀槽按工艺顺序分两边均匀分布，即分2条电镀生产线，但必须首尾相连按工艺进行电镀。在电镀生产线的左侧上挂点(原位装货点)，由工人将待电镀零件装入挂篮，挂到起重机吊钩上，并发出启动信号，起重机吊钩上升并按工艺流程要求在需要停留的槽位停止、下降、停留、上升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至第2条电镀生产线的末端下挂点(卸货点)卸下电镀好的零件，根据需要自动返回原位，重新装货发出启动信号进入下一轮电镀加工循环。3、起重机改造总体思路及硬件改造措施为实现ABS塑料电镀生产工艺，并保留地面点动(上、下、左、右、前、后)操作功能，作如下改进：(1)选用可编程控制器(PLC)实现对起重机的自动运行控制。(2)为实现快速搬运和准确制动停车，减小起重机停车的冲击和挂篮的摇晃，采用变频器对电动葫芦电机、小车电机、大车电机进行调速控制。(3)为控制起重机对上、下挂点和18个槽位进行准确定位，在大车导轨上的对应位置加装定位开关SQ0、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9;在小车导轨上两侧对应位置加装定位开关SQ10、SQ11。考虑起重机主要工作在自动循环状态，其定位开关的工作频率高、可靠性及精度要求也较高，因此以上定位开关均选用LXJ0型接近开关(直流24V)，由PLC内部电源24V提供。(4)为实现地面点动和电镀自动循环的切换、急停、停止、启动等功能，在原有悬挂式按钮盒按钮的基础上加装一块控制板，其中，SB9为点动或自动循环切换按钮(复合自锁按钮)，SB10为紧急停车按钮，SB11为起重机启动按钮，SB12为停止按钮。原悬挂式按钮盒按钮均随大、小车移动，加装控制板固定安装在上挂点附近，以方便工人操作。(5)电动葫芦下方需要加装2个重锤限位器。SQ14控制上升高度，SQ17控制下降高度，下降高度应根据电镀槽液位高度来确定。(6)为清楚起重机工作状态，增加了电源、越位报警、手动、自动状态指示灯。它们分别是HL1、HL2、HL3、HL4。(7)由于起重机改造后处于长时间工作状态，在主线路中加装热继电器。(8)原控制电气线路主电路中有6个接触器，现只保留3个接触器。(9)考虑变频器和电机之间的连线比较长，可能导致变频器过电流跳闸，漏电流增加，电流显示精度变差等，因此布线时应尽可能让两者间不超过50m，确实超出的，则选用输出电路滤波器(OFL滤波器);同时，因PLC输出端接有感性负载(接触器线圈)，将会影响PLC正常工作，为提高PLC控制系统的抗干扰能力，在负载两端并联RC吸收电路(交流负载)。4、PLC与变频器控制系统设计4.1可编程控制器型号选择根据电镀工艺和硬件改造方案，确定了输入、输出端口的数量，并考虑经济性，满足使用要求，决定选用FX0N-60MR型号的日本三菱可编程控制器，其有36个输入点和24个输出点，满足了控制电气线路改造的'需求。4.2变频器型号选择电动葫芦、小车、大车的运行由一个变频器实现控制，由于电动葫芦起重电机功率最大(0.8kW)，因此所选变频器只要能满足电动葫芦电机，则大车、小车均能满足。已知起重电机型号为ZD21-4，额定功率0.8kW，额