KNTPMK1自动门实验装置实验指导书1217.docx
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KNTPMK1自动门实验装置实验指导书1217
KNT-PMK1自动门实验装置实验指导书
目录
使用说明及注意事项.....................................................................................................2
实验一、自动门实验设备的认识.................................................................................3
实验二、输入输出分配表.............................................................................................12
实验三、自动门的手动控制实验..................................................................................13
实验四、自动门的自动控制实验..................................................................................14
附录1:
程序参考...........................................................................................................15
附录2:
电气原理图.......................................................................................................28
使用说明及注意事项
1、安全注意事项
1)上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。
2)严禁散落长发、衣冠不整操作设备。
3)安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。
4)请勿使用损坏的插座或电缆,以免发生触电及火灾。
5)安装时请在清洁平坦的位置,以防发生意外事故。
6)请使用额定电压,以防发生意外事故。
7)必须使用带有接地端子的多功能插座,确认主要插座的接地端子有没有漏电,导电。
8)为了防止机械的差错或故障,请不要在控制器和电磁阀附近放置磁性物品。
9)设备的安装或移动时,请切断电源。
2、使用注意事项
1)长时间不使用设备时请切断电源。
2)在光线直射,灰尘,震动,冲击严重的场所请勿使用。
3)在湿度较大或容易溅到水的场所,以及导电器械,易燃性物品附近请勿使用。
4)请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。
5)用户在任意分解,修理,改造下无法享有正常的保修权利。
6)注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。
实验一自动门实验设备的认识
一、实验目的
1、了解KNT-PMK1自动门实验装置的基本组成;
2、了解各组成部分的基本功能和作用;
3、熟悉自动门系统的机械运动及电气控制原理;
二、实验设备
1、KNT-PMK1自动门实验装置;
2、AC220V/50HZ电源;
三、实验内容
1、KNT-PMK1自动门实验设备描述
实验设备与大厦自动门系统的原理、结构完全一样,并采用了开放的设计结构、将自动门系统中主要的运动机构和电气控制回路放在显耀位置,使自动门系统运行的各种状态一目了然,因此,对于理解自动门系统的组成结构、掌握自动门系统的工作原理、学会PLC控制技术在自动门系统中的应用等都很有帮助,能够满自动门系统安装、调试、维修、维护等应用型技术人才的教学培训。
如图1-1所示。
图1-1KNT-PMK1自动门实验装置实物图
2、KNT-PMK1自动门实验装置的基本组成
实验设备主要由玻璃门及其驱动装置、电气控制回路、铝型材框架等部分组成,如图1-2所示。
图1-2KNT-PMK1自动门实验装置正视图
1)玻璃门及其驱动装置:
该组成部分主要是吊门及夹紧装置、单极圆锥齿轮减速箱、齿形皮带传动所组成,动力部分由直流电机驱动;
2)电气控制回路:
该部分主要由断路器、开关电源、PLC、驱动器、控制面板、继电器、直流电机、行程开关、微波移动探测器等所组成。
3)铝型材框架:
该部分主要有铝型材台面板、铝型材桌脚架等所组成。
3、玻璃门驱动装置各单元构造、功能及工作原理
1)单极圆锥齿轮减速箱,如图1-3所示。
图1-3单极圆锥齿轮减速箱
a结构:
减速箱是由圆锥齿轮卧式组合成,动力由直流电机驱动;
b功能:
是将直流电机的动力传递给皮带;
c工作原理:
首先自动门上感应器感应到移动物体时,感应器将信号传递给电机,电机转动后通过减速箱传递给皮带轮;
2)齿形皮带传动
a结构:
齿形皮带传动主要是由齿形皮带、齿形带滑轮构成;
b功能:
是用直流电机的动力带动移动门开启闭合;
c工作原理:
减速箱动力传递到皮带轮时,门将随皮带轮移动,且步速一致;
4、电气控制回路各器件的功能及作用
电气电路各电器元件的位置分布图,如图1-3所示。
1)小型断路器:
实训装置电源总开关,具有漏电、短路和过电流保护功能。
2)开关电源:
将交流220V转换为直流24V供中间继电器、步进电机驱动器、电磁阀等弱电电路使用。
3)继电器:
控制电机的输入电源和自动/手动工作模式切换等。
4)PLC:
采用西门子CPU224(6ES7214-1AD23-0XB8)主机模块。
5)行程开关:
是一种根据运动部件的行程位置而切换电路工作状态的控制电路。
6)接线端子:
连接各电器元件的接线端作为转接器使用。
7)微波移动探测器:
探测器发出微波,当有移动物体靠近时,探测器接收到物体反射出的微波,将向PLC模块发出信号;
图1-4电气控制回路各器件
8)按钮控制盒,包括如下功能按钮,如图1-5所示。
“手动/自动”,“全开/半开”,“启动”,“停止”,“左侧门开”,“左侧门关”,“右侧门开”,“右侧门关”,“电源指示”
a启动按钮:
分拣系统运行启动控制按钮(SB1);
B停止按钮:
分拣系统运行停止控制按钮(SB2);
C手动/自动按钮:
工作模式切换旋钮(SA1);
D全开/半开按钮:
工作模式切换旋钮(SA1);
e左侧门开按钮:
手动模式时控制左门开启(SB3);
f左侧门关按钮:
手动模式时控制左门关闭(SB4);
g右侧门开按钮:
手动模式时控制右门开启(SB5;
H右侧门关按钮:
手动模式时控制右门关闭(SB6);
图1-5电路控制盒
5、铝型材框架的功能和作用
铝型材框架的主要功能是承重和支撑,该实训装置的铝型材框架全部用铝型材加工,机械强度好、重量轻,美观实用,桌面台板上铝型材的T型槽可以很方便地安装、拆卸机械构件和电气元气件,另外实训桌桌脚上还装有滑轮,使实训设备的移动变的十分便捷。
如图1-6所示。
1-6铝型材框架图
1)铝型材架框:
采用优质铝型材加工制作。
2)滑轮:
高承重万向滑轮。
6、主要电气元件功能说明
1)PLC功能及技术参数
西门子S7-200系列PLC,是超小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。
S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。
S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。
KNT-PFJ3分拣实训装置使用的是S7-200CPU224(6ES7214-1AD23-0XB8)PLC集成24路输入/16路输出共40个数字量I/O 点。
可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
aCPU224CN技术数据,如表1-1所示
表1-1CPU224CN技术数据
描述
CPU224DC/DC/DC
CPU224AC/DC/继电器
物理特性
尺寸(WXHXD)
重量
功耗
120.5x80x62mm
360g
7W
120.5x80x62mm
410g
10W
存储器特性
程序存储器
在线程序编辑时
非在线程序编辑时
数据存储器
装备(超级电容)
(可选电池)
8192bytes
12288bytes
8192bytes
100小时/典型值(40°C时最少70小时)
200天/典型值
8192bytes
12288bytes
8192bytes
100小时/典型值(40°C时最少70小时)
200天/典型值
I/O特性
本机数字量输入
本机数字量输出
本机模拟量输入
本机模拟量输出
数字I/O映象区
模拟I/O映象区
允许最大的扩展I/O模块
允许最大的智能模块
脉冲捕捉输入
高速计数器
总数
单相计数器
两相计数器
脉冲输出
14输入
10输出
无
无
256(128输入/128输出)
64(32输入/32输出)
7个模块
7个模块
14
6个
6,每个30KHz
4,每个20KHz
2个20KHz(仅限于DC输出)
14输入
10输出
无
无
256(128输入/128输出)
64(32输入/32输出)
7个模块
7个模块
14
6个
6,每个30KHz
4,每个20KHz
2个20KHz(仅限于DC输出)
常规特性
定时器总数
1ms
10ms
100ms
计数器总数
内部存储器位掉电保持
时间中断
边沿中断
模拟电位器
布尔量运算执行时间
时钟
卡件选项
256个
4个
16个
236个
256(由超级电容或电池备份)
256(由超级电容或电池备份)
112(存储在EEPROM)
2个1ms分辨率
4个上升沿和/或4个下降沿
2个8位分辨率
0.22ms
内置
存储卡和电池卡
256个
4个
16个
236个
256(由超级电容或电池备份)
256(由超级电容或电池备份)
112(存储在EEPROM)
2个1ms分辨率
4个上升沿和/或4个下降沿
2个8位分辨率
0.22ms
内置
存储卡和电池卡
集成的通信功能
接口
PPI,DP/T波特率
自由口波特率
每段最大电缆长度
最大站点数
最大主站数
点到点(PPI主站模式)
MPI连接
1个RS-485接口
9.6,19.2和187.5kbaud
1.2kbaud至115.2kbaud
使用隔离的中继器:
187.5kbaud可达1000米,38.4kbaud可达1200米
未使用隔离中继器:
50米
每段32个站,每个网络126个站
32
是(NETR/NETW)
共4个,2个保留
(1PG1OP)
1个RS-485接口
9.6,19.2和187.5kbaud
1.2kbaud至115.2kbaud
使用隔离的中继器:
187.5kbaud可达1000米,38.4kbaud可达1200米
未使用隔离中继器:
50米
每段32个站,每个网络126个站
32
是(NETR/NETW)
共4个,2个保留
(1PG1OP)
电源特性
输入电源
输入电压
输入电流
冲击电流
隔离(现场与逻辑)
保持时间(掉电)
保险(不可替换)
20.4至28.8VDC
110mA(仅CPU,24VDC)
700mA(最大负载,24VDC)
12A28.8VDC时
不隔离
10ms24VDC时
3A250V时慢速熔断
85至264VAC(47至63Hz)
60/30mA(仅CPU,120/240VAC)
200/100mA(最大负载,120/240VAC)
20A,264VAC时
1500VAC
20/80ms120/240VAC时
2A250V时慢速熔断
24VDC传感器电源
传感器电压
电流限定
纹波噪声
隔离(传感器与逻辑)
L+减5V
1.5A峰值,终端限定非破坏性
来自输入电源
非隔离
20.4至28.8VDC
1.5A峰值,终端限定非破坏性
小于1V峰分值
非隔离
数字量输入特性
本机集成数字量输入点数
输入类型
额定电压
最大持续允许电压
浪涌电压
逻辑1信号(最小)
逻辑0信号(最大)
输入延迟
连接2线接近开关传感器(Bero)
允许漏电流最大
隔离(现场与逻辑)
光电隔离
隔离组
高速输入速率
高速计数器逻辑1=15–30VDC
高速计数器逻辑1=15–26VDC
同时接通的输入
电缆长度最大
屏蔽
非屏蔽
14输入
漏型/源型(IEC类型1/漏型)
24VDC,4mA典型值时
30VDC
35VDC0.5秒
15VDC2.5mA
5VDC,1mA
可选(0.2至12.8ms)
1mA
是
500VAC1分钟
见接线图
20KHz(单相)10KHz(两相)
30KHz(单相)20KHz(两相)
所有
500米(标准输入)
50米(高速计数器输入)300米(标准输入)
14输入
漏型/源型(IEC类型1/漏型)
24VDC,4mA典型值时
30VDC
35VDC,0.5秒
15VDC,2.5mA
5VDC,1mA
可选(0.2至12.8ms)
1mA
是
500VAC,1分钟
见接线图
20KHz(单相)10KHz(两相)
30KHz(单相)20KHz(两相)
所有
500米(标准输入)
50米(高速计数器输入)
300米(标准输入)
数字量输出特性
本机集成数字量输出点数
输出类型
额定电压
电压范围
浪涌电流(最大)
逻辑1(最小)
逻辑0(最大)
每点额定电流(最大)
每个公共端的额定电流(最大)
漏电流(最大)
灯负载(最大)
感性嵌位电压
接通电阻(接点)
隔离
光电隔离(现场到隔离)
逻辑到接点
电阻(逻辑到接点)
隔离组
10输出
固态-MOSFET(源型)
24VDC
20.4至28.8VDC
8A,100ms
20VDC,最大电流
0.1VDC,10KW负载
0.75A
6A
10μA
5W
L+减48VDC1W功耗
0.3W典型值(0.6W最大值)
500VAC,1分钟
-
-
见接线图
10输出
干触点
24VDC或250VAC
5至30VDC或5至250VAC
5A,4s(10%工作率时)
-
-
2.0A
10A
-
30WDC;200WAC
-
0.2W(新的时候最大值)
-
1500VAC,1分钟
100MW
见接线图
延时(最大)
断开到接通
接通到断开
切换
脉冲频率(最大)
机械寿命周期
触点寿命
同时接通的输出
两个输出并联
电缆长度(最大)
屏蔽
非屏蔽
2ms(Q0.0,Q0.1),15ms(其它)
10ms(Q0.0,Q0.1),130ms(其它)
-
20KHz(Q0.0和Q0.1)
-
-
55°C时,所有的输出(水平安装)
45°C时,所有的输出(垂直安装)
是,仅输出同组时
500米
150米
10ms
1Hz
10,000,000(无负载)
100,000(额定负载)
55°C时,所有的输出(水平安装)
45°C时,所有的输出(垂直安装)
否
500米
150米
实验二输入输出分配表
自动门I/O地址分配表
序号
符号
地址
备注
1
手动/自动
I0.0
2
半开/全开
I0.1
3
启动
I0.2
4
停止
I0.3
5
脚踏开关
I0.4
6
微波移动探测器
I0.5
7
左侧门开门限位开关
I0.6
8
左侧门关门限位开关
I0.7
9
右侧门开门限位开关
I1.0
10
右侧门关门限位开关
I1.1
11
启动指示
Q0.0
12
停止指示
Q0.1
13
左侧门开
Q0.2
14
左侧门关
Q0.3
15
右侧门开
Q0.4
16
右侧门关
Q0.5
17
全开半开模式
M10.0
18
全开模式
M10.1
19
全开
M10.2
20
半开微波
M11.0
21
复位完成
M0.4
实验三自动门的手动控制实验
一、实验目的
1、学会手动控制PLC的编程方法;
2、机械运动执行机构的工作原理;
3、掌握限位开关的作用;
二、实验设备
1.自动门实验设备(PMK1);
2.P.L.C实验设备;
4.通信线缆;
3.连接导线;
三.实验步骤.
1.给自动门实验设备供电,且将手动/自动按钮拨到手动模式下;
2.打开启动按钮;
3.按左侧门打开开关后观察动作,并且按左侧门关闭的开关后观察动作;
4.用相同的命令开,开关右侧门;
5.实验结束后,关闭实验设备及P.L.C实验设备的电源开关,拆卸所有连接线;
四、问题与思考
1.限位开关的作用;
2.自动门固定方式和移动方式;
3.全开模式和半开模式,在手动状态下有什么区别;
实验四自动门的自动控制实验
一、实验目的
1、学会自动控制PLC的编程方法;
2、利用P.L.C内部的计时器来计算开门和关门关闭的时间;
3、了解微波移动探测器原理;
二、实验设备
1、PLC装置;
2.电脑一台;
3.自动门实验设备(PMK1);
4.通信线缆;
5.连接导线;
三.实验步骤.
1.给自动门实验设备供电,将手动/自动按钮拨到自动状态下,且将全开/半开按钮拨到全开模式;
2.编写自动模式下PLC程序,仔细观察PLC上的指示等的闪灭情况且确保程序无误;
3.将编写好的程序通过电脑输入PLC模块;
4.打开启动按钮;
5.踩踏足板,观察门动作记录;
6.人站在两边,让一个人踩一下脚踏开关,另一个人阻挡微波移动探测器的光.观察一下动作再记录;
7.打开停止按钮;
8.将全开/半开按钮拨到半开模式下,重复上面动作2、3、4、5、6流程;
9.测验结束后,关闭自动门实验设备及P.L.C设备的电源开关后,拆卸所有的连线;
四、问题与思考
1.微波移动探测器是如何工作的;
2.如何编写自动操作PLC程序;
3.门打开后重新关闭的时间;
4.全开和半开模式有什么区别;
5.脚踏按钮和微波移动探测器的工作原理有什么异同点;
附录1:
程序参考(详见光盘)
主程序
自动门全开子程序
自动门半开子程序
自动门右半开门脚踏子程序
自动门左半开门脚踏子程序
附录2:
电气原理图(详见光盘)
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- KNTPMK1 自动门 实验 装置 指导书 1217