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。
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.
关键词：网络,电镀,生产线,控制
Key words: network, plating, production line, control
目录
第一章 绪论 ................................................................................................................................................................................ 7
1.1 选题背景以及研究意义 .............................................................................................................................................. 7 1.2流水生产的含义 ........................................................................................................................................................... 8
1.2.1流水生产的由来 ................................................................................................................................................ 8 1.2.2流水生产的发展过程 ........................................................................................................................................ 8 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.................................................................................................................................................................................. 8 1.3电镀流水线控制系统的现状及发展方向 ................................................................................................................... 8 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。...................................................................................................................................................................................... 9 1.4本文的主要工作 ........................................................................................................................................................... 9 6.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的优化。 ..................................................... 10 第二章 电镀黄铜生产工艺介绍 .............................................................................................................................................. 10 2.1生产工艺过程的步骤 ......................................................................................................................................................... 10
该系统由放线机、牵引机和收线机组成。在整个流水线中均采用被动放线的方式，让每一根钢丝由自己的牵引机进行拖动,工字轮立式收线机收线。这一部分控制存在着一个很大的难点，就是要在牵引和收线之间保持恒定的张力，困难的原因在于收线的卷径会一直不停的进行改变，而且每一种钢丝的规格是不同的，所以所需要的张力也有所不同，因此收放线系统必须要能够满足每一种的设定及控制的张力。 ................................................ 12 2.2电镀黄铜的电化学基本原理 ..................................................................................................................................... 12 进行黄铜的电镀是一个电沉积的过程，这个过程在发生的时候是严格服从法拉第电解第一定律以及第二定律的，所以只要可以精确的设置电流，就能够获得目标量的铜和锌沉淀，并由此来进行镀层的厚度和铜锌比的控制。
........................................................................................................................................................................................... 12 2.3镀黄铜生产线的特殊要求 ......................................................................................................................................... 13 ⑦可以通过计算机和网络进行远程的故障检测、故障诊断以及设备维护等问题。 ........................................................ 13 第三章控制系统的硬件选型 .................................................................................................................................................... 13
3.1主要器件功能介绍 ..................................................................................................................................................... 14
3.1.1直流伺服电机简介 .......................................................................................................................................... 14 3.1.2 PWM简介 ...................................................................................................................................................... 14 3.1.3传感器选择 ...................................................................................................................................................... 14 3.2电路组成..................................................................................................................................................................... 15
3.2.1晶振电路 .......................................................................................................................................................... 15
图2.3.1晶振电路图，用俩电容和一个晶振构成的，然后晶振的频率是12MHZ. ......................................... 15
................................................................................................................................................................................... 15 图2.3.1品振电路图 ................................................................................................................................................. 15 3.2.2复位电路 .......................................................................................................................................................... 16 图2.3.2为复位电路图，用直流电源，电容和电阻构成，这个的主要的性能就是是对单片机进行复位功能。.................................................................................................................................................................................... 16
................................................................................................................................................................................... 16 3.2.3单相桥式整流电路 .......................................................................................................................................... 16 图2.3.3是单相桥式整流电路图，用四个场效应管IGBT和二极管构成，这个的性能就是把交流电转变成直流电。这个的负载是伺服直流电机,通过控制信号的改变能够调整电机的旋转速度和旋转方向。 ............... 16
................................................................................................................................................................................... 17 3.2.4调制电路 .......................................................................................................................................................... 17
................................................................................................................................................................................................... 17 第四章 生产线上位监控系统软件设计 .................................................................................................................................. 17
4.1上位机系统的组态 ..................................................................................................................................................... 17 收线系统的任务是对整个电镀流水线的最后一步的牵引机和收线机的速度进行时时监控并控制其速度和工字轮的收线长度。这个系统也是有比较简单的组态，所以在后台并不需要太多的脚本控制，只要仿照以前的画面在上做出即可实现。 ............................................................................................................................................................ 20 4.2上位监控界面优化及调试结果 ................................................................................................................................. 20 ⑧要及时的将一些没用的代码清理掉。 ................................................................................................................................ 21 第五章 生产线下位控制器控制程序设计 .............................................................................................................................. 21
5.1控制器面向对象的编程方法 ..................................................................................................................................... 21 5.2程序设计步骤 ............................................................................................................................................................. 23 4.编制程序 ........................................................................................................................................................................ 24 5.3调试过程及结果 ......................................................................................................................................................... 24 等到调试完毕所有子系统的控制器程序之后，在进行子系统的通讯测试和数据传输测试。在进行子系统的控制器的调试时，只需要修改一些数据块和把一些上位机的数据处理放到控制器中来执行就行了。 ........................ 24 5.4系统数据传输与通讯 ................................................................................................................................................. 24
第六章
................................................................................................................................................................................................... 25 第七章 变频器转矩控制方式实现恒张力收线 ...................................................................................................................... 25
6.1变频器控制方式介绍及转矩控制功能 ..................................................................................................................... 25 6.2实际调试方法、调试问题及结论 ............................................................................................................................. 26 在经过不断的调整之后，将ABB 800变频器使用直接转矩控制模式,西门子440变频器使用转矩控制方式,均取得了不错的控制效果。 .................................................................................................................................................................... 27 第七章 总结与展望 .................................................................................................................................................................. 27 致谢 ........................................................................................................................................................................................... 28 我要感谢，非常感谢xx学弟们。他们为我提供了写作论文的重要工具——电脑。甚至为了让我方便进出他们的寝室专门为我配备了一把钥匙，而且四台电脑的密码也都一一告知于我，任我选用，让很非常感动。对学弟们的支持和帮助表示万分感谢。 ................................................................................................................................................................ 28 参考文献：................................................................................................................................................................................ 30
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。
1.2.1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
1.2.2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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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的优化。 第二章 电镀黄铜生产工艺介绍
在本文的上一章中有提到，钢帘线生产中心最重要也是最核心的一部分就是电镀黄铜生产线，对此，我调查了一些轮胎的生产厂家和钢丝厂对电镀黄铜所提出的要求，具体有以下几种：
1.镀铜的厚度以及铜锌的分配一定要均匀的分布在所生产钢丝上。
2.在水箱拉丝冷变形的时候必须能够将钢丝表面的黄铜镀层给保留下来。
3.一定要达到橡胶的粘合力的规定。
4.由于β-黄铜相位的怀变形性会引起钢丝的表面有瑕疵，要保证钢丝的扭转性能不会受到影响。
2.1生产工艺过程的步骤
如图2-1所示，为电镀生产线示意图
经过对
电镀黄铜流水线的具体生产流程了解之后，可以将整个的电镀黄铜作业线分为以下几个子系统中：
1. 热处理系统
这个系统主要包括三个过程，第一是用炉前的清洗过程，第二是对炉子的加热过程，第三是进行铅浴淬火的过程。其中第一步的清洗目的是为了将残留在钢丝上的拉丝润滑粉给清洗掉，这种润滑粉残留过多会导致钢丝在明炉内形成一层很厚的氧化层，进而容易引起挂铅的情况。第二步对明炉的加热是为了将拉扯后的钢丝表面镀上一层氧化膜，然而这层氧化膜的厚度必须要合适，否则会引起挂铅。最后一步加热后的铅浴淬火是为了将钢丝的硬度进行一个提升。
2.电镀过程槽系统
电镀过程槽系统包括电解酸洗、级连冲洗、脱脂、级连冲洗、电镀涂层焦磷酸铜、级连冲洗、电镀涂层硫酸铜、级连冲洗、电镀涂层硫酸锌、级连冲洗、热水清洗。主要由个18个过程槽和与之配套的镀液循环系统、控制系统。电镀黄铜主要是有镀焦磷酸铜,镀硫酸铜和镀硫酸锌这三个步骤是。在进行每一步的前后都必须进行清洗，否则可能会污染镀液，导致镀液的纯度不足，清洗的另一个目的是将钢丝上的残留物质给冲刷掉。
在电镀过程槽系统当中，当钢丝经过一个渡槽的时候，会有一个专门的整流器给他进
行供电并保证电流是始终恒定的。
3.热扩散系统
这个系统中包含有一个热扩散炉、磷化处理、热水冲洗和烘干机,这个系统的作用是将锌原子扩散到铜层当中，形成α相黄铜固溶体。在热扩散的过程中不只能形成α相黄铜，也有可能会产生β黄铜，假如β相黄铜的数量过多的话就会导致湿拉的过程受到影响，使这个过程的模损变高，进而导致拉的丝比较容易断，甚至连拉拔都做不到。
4.收放线系统
该系统由放线机、牵引机和收线机组成。在整个流水线中均采用被动放线的方式，让每一根钢丝由自己的牵引机进行拖动,工字轮立式收线机收线。这一部分控制存在着一个很大的难点，就是要在牵引和收线之间保持恒定的张力，困难的原因在于收线的卷径会一直不停的进行改变，而且每一种钢丝的规格是不同的，所以所需要的张力也有所不同，因此收放线系统必须要能够满足每一种的设定及控制的张力。
2.2电镀黄铜的电化学基本原理
首先电镀是指通过借助外界的直流电，将溶液进行电解，从而使导电体的表面像金属的表面一样形成一层金属或者是合金。
进行黄铜的电镀是一个电沉积的过程，这个过程在发生的时候是严格服从法拉第电解第一定律以及第二定律的，所以只要可以精确的设置电流，就能够获得目标量的铜和锌沉淀，并由此来进行镀层的厚度和铜锌比的控制。
2.3镀黄铜生产线的特殊要求
通过对具体电镀流水线的了解，在具体进行生产的过程中要知道下面这些特殊要求：
①能自动识别断丝，并在引防断丝的过程中自动将每一根钢丝的电流供应切断。
②在调整设备的时候，通过配方管理,能够做到快速简洁的调整。
③能够将所有用到的生产参数进行时时地调节、监控、记录及统计，直到将再生产所需的条件生产出来并能够不断的改进所有的影响因素。
④通过运用电解电阻段而去藕的,供电隔离式的涂槽,为了更精确的调节电流量和电流密度，要对每一个涂槽单独配置快速可调节的开关电源。
⑤能够在某一个涂槽出现问题是自动分配液体流动的方向以及速度。
⑥要能够时时监测溶液中离子浓度以及涂槽里的电导率，识别太少的阳极物量或短路。也要能够及时的监测并调整电流的密度、电压和每一个涂槽中离子的浓度。
⑦可以通过计算机和网络进行远程的故障检测、故障诊断以及设备维护等问题。 第三章控制系统的硬件选型
在上面一章中已经对电镀黄铜流水线的一些生产过程以及对自动控制系统提出的要求作出了介绍，依照所提的要求，我先将控制系统进行了区分，以及对硬件部分也进行了选择。
3.1主要器件功能介绍
3.1.1直流伺服电机简介
伺服电机也叫做执行电机，这种电机有一种控制信号，可以控制机器的运转，当信号还没有来到的时候转子是不动的信号来了之后，转子才会动。这种功能就被称为了伺服，在现在所有的控制系统里面伺服电机有好多优点，比如说他的控制性比较好，稳定性也比较高，而且它的适应能力也非常强，伺服电机的调整功能特别强，反应力也快。
直流的伺服电机和一般普通的那种电机相比较：
基本的原理都是一样的，但是直流伺服电机里面不同的磁通和磁道就使伺服电机有自转的现象和优点
3.1.2 PWM简介
PWM控制这个控制器是可以调整脉冲的宽度的，然后通过对脉冲的调整，然后就可以获得我们想要得到的波形，P w m还有一个优点那就是它可以把信号数字化，这样就不用再通过一个模数转换器，将模拟信号转换成数字信号了，使用起来就更加方便，效率就更加的高，很受人欢迎，所以它现在已经是控制电路里面最基本的控制器了。
3.1.3传感器选择
传感器方面，我们在电镀流水线系统里选用的是霍尔器件，霍尔器件有以下几个性能，一是通过霍尔线性的器件，然后输出需要的模拟量，二是通过或开关的器件，然后输出需要的数字量。这些数据可以在磁场的检测方面得到很好的运用，本身这个器件也有很多的
优点，比如说它的重量很小，而且体积也很小，可使用时间也很长，然后不需要定期的更换，它在安装方面也很简单快捷，而且他不怕污渍，不怕灰等，各种优点。还有就是他的额，工作范围也很广，不管在什么温度下，它都可以进行工作。
最常用的方式有两种，一种就是电磁式位置传感器，直接把它贴在某一个元器件的表面，然后运行在一个磁场里面，然后通过它电磁式位置，传感器本身的导体性质来传说信号和位置。还有一种就是霍尔元件式位置传感器 就是通过它本身的一种半导体的性质，通过信号的有无来进行传感信息。
3.2电路组成
3.2.1晶振电路
图2.3.1晶振电路图，用俩电容和一个晶振构成的，然后晶振的频率是12MHZ.
图2.3.1品振电路图
3.2.2复位电路
图2.3.2为复位电路图，用直流电源，电容和电阻构成，这个的主要的性能就是是对单片机进行复位功能。
3.2.3单相桥式整流电路
图2.3.3是单相桥式整流电路图，用四个场效应管IGBT和二极管构成，这个的性能就是把交流电转变成直流电。这个的负载是伺服直流电机,通过控制信号的改变能够调整电机的旋转速度和旋转方向。
3.2.4调制电路
图2.3.4是调制电路图，用俩与门和一个非门构成的，这个电路最重要的性能是产生PIW脉冲来控制IGBT.
第四章 生产线上位监控系统软件设计
4.1上位机系统的组态
在整个电镀流水线的上位机系统组态中，可以分为操作画面组态和维护画面组态等等。
大多情况下会把操作画面组态细分为操作画面组态、仪表面板画面组态、报警画面组态、趋势画面组态等，把维护画面组态细分为仪表调整画面组态、通信维护画面组态、系统维护画面组态等。
1.对模块进行划分
本次论文中的电镀流水线控制系统可以根据上位机功能的不同以及安装位置的不同分为以下这些模块。
①主控系统
主控系统的作用是要对流水线上的渡槽进行时时监控，其中渡槽是整个电镀黄铜流水线的核心部分，除此之外还会对镀液的浓度和热处理炉温等一些数据进行显示。同时还能够远程监控收线系统以及水处理系统。
②原中控系统
原中控系统的作用是监视整个电镀流水线，当前我们所进行整改的只是部分线路，所以中控系统现在也只能对部分线路和污水处理系统进行监视。
③污水处理系统
污水处理系统的主要作用就是对整个电镀流水线的污水处理设备进行控制，其中重点是对每一个反应罐的液位高低进行监控，以及对各个阀门的动作进行控制。
④报表系统
报表系统的主要作用是当有新的产品需要生产时，将需要的工艺参数输入并保存下来，同时也要将这些参数发送到每一个生产线，为了主控系统在进行生产时是方便读取数据，除此之外还有进行报表预览以及打印的常规功能。
⑤收线系统
收线系统的主要作用是监控牵引电机以及收线电机，这两个电机是整个电镀流水线的最后一部分，收线系统就是要对他们的速度、每个工字轮的定长和张力进行控制。
下面介绍一下每一个子系统的组态内容
①主控系统
主控系统作为整个电镀流水线的核心部分，被安装在渡槽下面的控制柜里面，这一台上位机的主要任务是要监控流水线的炉温、渡槽温度，计算和分配渡槽电流，处理渡槽的故障，显示运行趋势等等，不仅如此还要显示出其他几个站点的工作情况，但是不进行控制管理。
在对主控系统进行控制的时候，最难的部分在于对渡槽的电流进行控制的部分，即对整流器的电流进行控制。其中对渡槽电流的计算方法在上面几章中已经做出了详细的描述，这一部分电流的计算将会由报表系统来处理，在计算完之后再经由主控系统经由网络发送给整流器。
②中控系统
中控系统安装在中控室中,中控系统的任务是监控每一个子系统并能够时时的进行问
题处理以及警报和警报打印工作，中控系统所拥有的组态是很简单的，将每一个子系统的画面放在中控上位机里就行了。
③报表系统
报表系统跟中控系统一样也是安装在中控室中的，它的主要任务是将工艺参数组输入到系统中，并依照不一样的参数来将整流器的整流器的电流值计算出来，并将计算出的数值发送给中控系统，发送的同时也要将与其相关的报表打印出来
④污水处理系统
污水处理系统的任务就是要时时监控每一个反应罐的液位的高低、阀门的动作和泵的工作情况等等，这一部分根据之前的画面作出近似的即可。
⑤收线系统
收线系统的任务是对整个电镀流水线的最后一步的牵引机和收线机的速度进行时时监控并控制其速度和工字轮的收线长度。这个系统也是有比较简单的组态，所以在后台并不需要太多的脚本控制，只要仿照以前的画面在上做出即可实现。
4.2上位监控界面优化及调试结果
由于上位机系统的画面比较多，后台的脚本也比较多,需要处理的通讯任务也多，所以很多时候容易出现运行比较慢，画面刷新也慢的问题，所以为了减小这些问题的影响，在进行画面的设计以及脚本的编写的时候就要考虑到画面优化等问题。
在进行画面的设计的时候要用所提供的特性，并且要非常仔细的选用这些特性，只有将这些特性有效的执行了之后才能将画面的整体特性提高。比如说如果在各个画面的显示中使用系统所提供的鸣笛铃声的话可以将系统的整体性能进行一定程度的提高。
在具体进行工程操作的时候我得出下面几个方法来优化画面：
①在进行画面设计的时候，尽可能的调整每个画面里对象的个数，最好使画面中的对象的个数降到最低程度，这样就能在最大程度上提高画面的性能。
②尽量多的使用动画来设置对象的属性，减少脚本的使用，因为动画是由优化的代码所创建的，所以在实现相同的功能的时候速度要比脚本快的多。
③反复的检查打开了多少画面。
④尽可能的减少对定时器对象的使用，同时将定时器的速率尽量的设置的低一点。
⑥对初始的设置进行调整来挺高脚本的性能。
⑧要及时的将一些没用的代码清理掉。 第五章 生产线下位控制器控制程序设计
5.1控制器面向对象的编程方法
1.PLC编程介绍
在本次设计中所用到的s7-300/400系列的PLC的编程语言是STEP7,STEP7在语言结构化程序设计方面的优点继承了STEP5。在管理用户编写的程序和程序在运行时所需要的数据的时候用的是文件块的形式，当这些文件就是子程序的时候就能通过调用语句的形式来把他们组成结构化的用户程序，用这种方法所编写的PLC的程序就十分的清洗，而且在后期如果要进行修改也很方便。
一般用户程序都是由组织块、数据块、功能块所组成的,在这些组成部分中组织块能够根据操作系统的调用条件再划分为优先级不同的几种类型，其中优先级较高的组织块可以中断优先级较低的组织块。数据块是用于控制程序运行的一种系统操作程序跟用户应用程序在各种状态的接口界面。
OB1是主程序循环块,在任何情况下,它都是需要的。本项目中采用块编程,
每个子系统调用了若干程序块及数据块。图5-1所示是一个STEP调用实例。
2. 编程语言
PLC中的程序是由操作系统和用户程序所组成的。其中操作系统支持用户程序的运行，它可以由PLC的生产厂家提供；而用户程序则是一种用户为了完成特定的控制任务而编写的一种应用程序。所以在本次设计中必须要用到PLC的程序语言来进行应用程序的开发。
在本次设计中我所选用的语言是语句表跟梯形图语言。
5.2程序设计步骤
在本次设计中共用到了一台s7-400控制站以及四个远程I/O站,因为本次设计的重点是对旧的系统的改进和优化，所以对原下位机是不进行改动的，只在程序方面进行一点简单的优化。
1.创建功能说明书
这一步是要先将自动化过程进行分解，然后对分解后的各个部分进行单独的分析，并将每一部分所必须要有的功能和实现方法、输入输出结果等等过程用文字描述出。在每一部分的功能说明书都完成之后就能将系统提出的总体的技术要求进行统计、归纳和整理。所以说创建功能说明书是包括系统设备的选型、硬件的配置、程序的设计、程序的调试等等重要技术的基础，同时也是整个系统的技术文档的极为重要的组成部分。
2.分过程功能说明书
完成一份内容详细准确的功能说明说对于一个控制系统来说是不可或缺的，而且这也是完成整个控制过程的关键的一步。在描述整个过程中的一个分过程的功能描述的时候必须要包括下面这些动作：点数及其电气特性、逻辑状态与物理状态、电气或机械状态的对
应关系与处理过程、设备的其他部分的连接互锁等相互依赖的逻辑关系、与操作员站的接口关系。
3.总体功能说明书
在完成上一步的各个分过程的描述之后，根据具体的功能要求，归纳出整个系统提出的功能要求。
4.编制程序
5.3调试过程及结果
在进行系统的调试时，要先将各个子系统的控制器单独进行调试，调试的时候先把硬件组态下载到PLC里。等到所有的硬件组态和硬件的连接都确认无误之后再将具体的程序下载到控制器中，确认所有的硬件组态、硬件连接无误后,再将程序下载至控制器,在调用子程序之前，要先逐个调用子程序完成各个回路各个功能的单独测试，并且要确保无误。方便在后面发现错误时进行及时改正。
等到调试完毕所有子系统的控制器程序之后，在进行子系统的通讯测试和数据传输测试。在进行子系统的控制器的调试时，只需要修改一些数据块和把一些上位机的数据处理放到控制器中来执行就行了。
5.4系统数据传输与通讯
系统的整个网络结构见图6-1所示,车间内网络以抗干扰能力强的现场总线PROFIBUS为主,上位机与控制器之间采用以太网通讯,设有以太网交换机。
第六章
第七章 变频器转矩控制方式实现恒张力收线
6.1变频器控制方式介绍及转矩控制功能
1.变频器控制方式
用的比较多的控制变频器的方法主要有以下几种：
①无传感器矢量控制
②矢量控制
③V/F控制
④转矩控制。
要控制电动机最终还是要回到控制电磁转矩的问题上，在运用矢量控制进行感应电动机的过程中，最基本的思想就是将定子电流作为控制变量,进而通过控制定子电流的励磁分量来控制转子的磁通、定子的磁通或者是气隙磁通,在这个基础上通过控制定子电流转矩分量就可以实现对电磁转矩的控制。所以首先第一步要对磁场进行定向处理，然后沿着磁场定向的坐标系把定子电流控制矢量转变成三相轴系的电流变量。综上所述，控制电动机就是要通过控制电子电流间接地控制电磁转矩。
直接转矩控制是将转矩直接作为控制变量,从控制转矩的角度出发,强调的是转矩的径制效果,追求转矩控制的快速性和准确性。直接转矩控制法是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算。
传统的转子磁场定向控制系统一般需要四个调节器,但是直接转矩控制只需要两个滞环控制器就够了，一个是速度滞环控制器，另一个是位置调节器，这就让系统变得更加的简单，而且也更有利于系统动态性能的提高。
6.2实际调试方法、调试问题及结论
为了能够完好的实现控制，必须要特别注意，在输入电动机的名牌数据的时候绝对不能出错，而且这些数据的自动检测一定要是电动机处于冷态常温的时候进行的。假如电动机当前的运行环境与缺省值的差别比较大的话，就要保证所输入的数值是电动机在当前环境下的实际温度。
在实际进行转矩控制的时候可能会出现在低速或零速时变频器会来回抖动导致张力波动或材料断开等情况，所以在调试时要注意以下这些方法：
1.一定要用矢量控制模式,而且优化要精确如转动惯量比。
2.电机模型的控制字启动开环控制。
3.电机模型的起始频率减小。
在经过不断的调整之后，将ABB 800变频器使用直接转矩控制模式,西门子440变频器使用转矩控制方式,均取得了不错的控制效果。 第七章 总结与展望
在本次论文中我通过对电镀流水线的生产过程、使用的控制方法和未来的发展预测等多个方面进行分析，设计出了一整套电镀流水线的控制系统。本次电镀流水线控制系统的设计在经过前期的调查准备、对系统原来的系统的分析之后，做出了对系统的硬件和软件进行替换的方案，在之后进行了控制系统的设计阶段，因为本次设计的重点是对原有系统的优化和整改，所以一些工作就是在原有的控制系统的基础之上作出更加深入的研究讨论。
在本次论文的书写过程中，深入的分析了单机控制和网络控制两种形式的控制，并讨论了关于实现远程监视及控制的可能性，但是因为知识以及时间的限制，在很多系统的具体操作等部分没有进行详细的描述，而且一些电镀行业的特殊要求也没点出来，这些方面应该
在以后进行加强。
致谢
从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。那种感觉就宛如在一场盛大的颁奖晚会上，我在晚会现场看着其他人一个接着一个上台领奖，自己却始终未能被念到名字，经过了很长很长的时间后，终于有位嘉宾高喊我的大名，这时我忘记了先前漫长的无聊的等待时间，欣喜万分地走向舞台，然后迫不及待地开始抒发自己的心情，发表自己的感想。这篇毕业论文的就是我的舞台，以下的言语便是有点成就感后在舞台上发表的发自肺腑的诚挚谢意与感想:
我要感谢，非常感谢我的导师XX老师。她为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中她总是能像知心朋友一样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面她也总会以“专业标准”严格要求你，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，许老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是许老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢许老师。
我要感谢，非常感谢XX学长。正在撰写硕士研究生毕业论文的他，在百忙之中抽出时间帮助我搜集文献资料，帮助我理清论文写作思路，对我的论文提出了诸多宝贵的意见和建议。对学长的帮助表示真挚的感谢。
我要感谢，非常感谢xx学弟们。他们为我提供了写作论文的重要工具——电脑。甚至为了让我方便进出他们的寝室专门为我配备了一把钥匙，而且四台电脑的密码也都一一告知于我，任我选用，让很非常感动。对学弟们的支持和帮助表示万分感谢。
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.
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容