YL337C可编程控制系统设计师综合实训考核设备说明书三菱Word文档格式.docx

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3.可编程控制器的编程实训；

4.检测传感器的应用实训；

5.步进电机控制技术的应用实训；

6.伺服电机控制技术的应用实训；

7.自动控制技术教学与实训；

8.机械系统安装和调试实训；

9.触摸屏组态的编写应用实训。

1.5配置

该装置配置了可编程控制器（西门子S7-300、S7-200）、触摸屏、气动装置、多种传感器、步进电机、步进驱动器、伺服电机、伺服驱动器及转盘上料单元、输送带单元1、加热与检测单元、灌装加盖单元、输送带单元2、机器人搬运单元、包装盖章单元和立体仓库单元等机构。

系统的控制部分采用可编程控制器（西门子S7-300、S7-200），执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置和各种电机构成的输送机构，实现了整个系统连续自动运行。

整个实训装置的单元之间信号控制线与驱动信号线都引到接线排上，让教学灵活多变。

既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

1.6配置清单

序号

名称

型号

数量/单位

备注

1

实训台桌

1850X1200X700

1台

2

电脑推车

亚龙

3

电源模块

YL046

1个

4

PLC模块

采用标准电控柜板式安装设计。

开放式安装控制电路板，尺寸不小于810mmX580mm，带卡导轨槽式。

1.SIEMENSS7-300PLC，DI/DO点数≥32点，AI≥4路，AO≥2路，DP总线接口≥1路；

2.SIEMENSS7-200PLC，DI/DO点数≥24点，高速脉冲输出≥3路，DP总线接口≥1路，现场总线通信模块：

EM277；

3.S7-300PLC与S7-200PLC通过Profibus总线链接；

4.配编程电缆。

5.涵盖了当今工业最流行的设备选型、系统控制运动定位功能。

2个

5

6

加热控制模块

DTY-220D25G

7

触摸屏模块

1.触摸屏，显示屏不少于10.4″，串口、网口；

2.配触摸屏编程软件和电缆。

8

伺服驱动单元

MR-J3-20A+HF-KP23

1套

9

步进驱动单元

3M458+3S85Q-04067

10

静音空压机（无油）

W58

11

转盘上料单元

650X260X740

12

1#输送单元

580X400X527

13

2#输送单元

14

加热检测单元

280X320X270

15

灌装加盖单元

725X420X575

16

机械人搬运单元

424.5X626.6X189.5

17

包装盖章单元

1140X350X290

18

立体仓库单元

19

转换板

20

物料盒

1×

4个

21

物料瓶

20个

22

300PLC下载线

MPI

1条

23

PLC编程电缆

RS485（PPI）

2条

24

实训手册

1本

25

气动配件

26

工具

包括：

万用表1个、压线钳1把、剥线钳1把、剪线钳1把、尖嘴钳　1把、活动扳手（6”1把、10”1把）、内六角扳手（公制）1套（1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm）、十字螺丝刀（6*12.5cm　1把、3*7.5cm　1把、2*5.0cm　1把）、一字螺丝刀（6*12.5　1把、3*7.5　1把、2*5.0cm　1把）、气管钳1把、工具箱（空箱）

多回路过程控制模块

1.可移动式独立工作站设计，与主站联合使用，通过多功能接插面板可组合为串级、前馈、比值等典型多回路控制系统实训；

2.压力、温度等参数检测及控制；

3.由不锈钢水箱（400×

250×

240）、有机玻璃水箱（275×

220×

180）、微型多功能潜水泵（AC220V）、手动阀门、水用电磁阀、传感器（压力0-4KPa温度0-50℃）和电气控制箱等组成；

4.模拟量I/O柔性分配，PLC模拟量输入/输出扩展模块。

5.面板由管道、电器模拟原理图及电器接插孔组成，通过不同的配线实现多种控制方式相互变换。

设备外形尺寸

1.实训考核设备主站安装台面外形尺寸（L×

W）不应少于：

1400mm×

1000mm；

2.实训考核设备主站台面的铝合金安装槽板的面板厚度不少于26mm，安装槽中心距必须为50mm；

3.多回路过程控制模块外形尺寸（L×

W×

H）不大于：

800mm×

600mm×

1200mm。

1.7技术参数

1.交流电源：

单相三线AC380VAC±

10%50Hz；

2.温度：

-10～50℃；

环境湿度：

≤90％无水珠凝结；

3.设备总体外形尺寸：

长×

宽×

高=2990mm×

885mm×

1820mm；

4.整机功耗：

≤2KVA；

5.安全保护措施：

具有接地保护、漏电过载过流保护功能；

安全性符合相关的国标标准，所有材质均符合环保标准。

第二章亚龙YL-337C可编程控制系统设计师实训设备

2.1工作原理

上电之前接通气源，系统上电后，自动检测系统是否在初始状态，若不在初始状态则自动复位。

系统达到初始状态后警示灯发出在初始状态的报警信号，并在触摸屏上显示。

按下按钮盒或触摸屏上的启动按钮，系统启动。

转盘上料站开始供料，供料给输送站1，输送到灌装加盖单元，进行注水、落盖，紧盖，推料到输送带2站，通过机器人搬运站，搬运到包装盖章单元，进行打码，在输送到仓库站，进行产品的存储。

2.2转盘上料搬运单元

转盘上料搬运单元：

1台电机（15n/min）、2只磁性开关、1只气缸、1只光电开光。

转盘上料搬运单元结构组成如下图2-1所示。

作用：

完成空瓶子的供给，供给输送站。

图2-1转盘上料搬运单元

2.3输送带1单元

输送带1单元：

1台电机（45n/min）、1只气缸、1只光电传感器、2只磁性开关。

输送带1单元结构组成如下图2-2所示。

完成空瓶子的输送。

。

图2-2输送带1单元

2.4加热与检测单元

加热与检测单元：

2只水用电磁阀、1只加热管、1只液位开关、1只温度传感器、1台多功能潜水泵。

加热与检测单元结构组成如下图所示。

注水与恒温。

图2-3加热与检测单元

2.5灌装加盖单元

灌装加盖单元：

2台电机（45n/min）、4只气缸、8只磁性开关、1只光纤传感器、8只光电传感器。

灌装加盖单元结构组成如下图所示。

作用:

给空瓶子加水，给空瓶子加盖，然后拧盖，推瓶子到下一站。

图2-4灌装加盖单元

2.6输送带2单元

输送带2单元：

2台电机（45n/min）、1只气缸、2只磁性开关。

将注一定水以及加盖的瓶子输送到下一站。

图2-5输送带2单元

2.7机器人单元

机器人单元：

2台步进电机、1只气缸、1只吸盘、6只传感器。

完成瓶子的搬运。

图2-6机器人单元

2.8包装盖章单元

包装盖章单元：

1台直流电机（45n/min）、1只气缸、2只磁性开关、1只光电传感器。

完成料盒的搬运和打码。

图2-7包装盖章单元

2.9立体仓库单元

立体仓库单元：

完成料盒的存储。

图2-8立体仓库单元

2.10控制模块介绍

本装置电气部分：

由S7-300PLC为主控机，S7-200为从站主机、触摸屏、稳压开关电源。

PLC主控机用于按程序控制各执行部件的动作，从而完成预先设定的工作程序。

本装置配置了昆仑通态触摸屏TPC1063E来控制整个系统，可在触摸屏上进行启动、停止、急停的控制及运行、停止、准备就绪等指示灯。

控制画面如图2-9所示。

图2-9触摸屏控制画面

24VDC稳压开关电源：

系统中共有3个开关电源，1个为主站的负载提供电源，2个为从站的负载提供电源。

主站与从站通过PROFIBUS通讯进行系统的控制。

2.11电气接线

亚龙YL-337C可编程控制系统设计师综合实训考核设备的机械装置和电气控制是相对分离的。

机械装置整体安装在底板上，而控制装置则安装在工作台的网孔板上（抽屉）。

机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。

PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。

两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。

图2-10和图2-11分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。

图2-10装置侧的接线端口图2-11PLC侧的接线端口

装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，上层端子用以连接DC24V电源的+24V端，底层端子用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。

PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。

底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。

装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。

其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。

另外S7-300所接传感器为PNP型，若所选传感器为NPN型，则需先转换成PNP型再接到PLC上。

供电电源采用三相220V交流电源，其电源总体分配图和如图2-12。

图2-12

2.12三菱PLCI/O分配图

主站输入口PLC端子定义表

地址

X0

转盘物料检测

XE

物料检测7

X1

物料伸出到位

XF

物料检测8

X2

推料缩回到位

X10

注水电磁阀深处到位

X3

输送1物料检测

X11

注水电磁阀缩回到位

X4

推料伸出到位检测

X12

推盖电磁阀深处到位

X5

推料缩回到位检测

X13

推盖电磁阀缩回到位

X6

水箱限位

X14

推料电磁阀深处到位

X7

X15

推料电磁阀缩回到位

X8

物料检测1

X16

顶瓶盖电磁阀深处到位

X9

物料检测2

X17

顶瓶盖电磁阀缩回到位

XA

物料检测3

X1C

启动按钮

XB

物料检测4

X1D

停止按钮

XC

物料检测5

27

X1E

单联机选择按钮

XD

物料检测6

28

X1F

急停按钮

主站输出口PLC端子定义表

Y0

推料电磁阀

Y9

紧盖电机

Y1

转盘电机

YA

注水电磁阀

Y2

YB

推瓶盖电磁阀

Y3

输送电机

YC

Y4

水用电磁阀1

YD

顶瓶盖电磁阀

Y5

水用电磁阀2

Y15

运行指示

Y6

多功能潜水泵电磁阀

Y16

停止指示

Y8

Y17

准备指示

搬运站输入口PLC端子定义表

X轴原点检测

物料有无检测

X轴左限检测

打码物料检测

X轴右限检测

打码气缸伸出到位

Y轴原点检测

打码气缸缩回到位

Y轴左限检测

X20

推料气缸1伸出到位

Y轴右限检测

X21

推料气缸1缩回到位

Z轴原点检测

X22

推料气缸2伸出到位

机械手伸出到位

X23

推料气缸2缩回到位

机械手缩回到位

X24

液位物料检测

X25

液位上限位

X26

液位下限位

X27

搬运站输出口PLC端子定义表

X轴脉冲信号

Y11

Y轴脉冲信号

Y12

打码电磁阀

Z轴脉冲信号

Y13

机械手伸出电磁阀

X轴方向信号

Y14

吸盘电磁阀

Y轴方向信号

传送带运行电机

Z轴方向信号

Y25

推料电磁阀1

Y26

Y7

推料电磁阀2

Y27

Y10

抱闸步进电机

仓库站输入口PLC端子定义表

推料电磁阀缩回检测

入料检测

Y轴上限检测

Y轴下限检测

推料电磁阀伸出检测

仓库站输出口PLC端子定义表

推料气缸电磁阀

第三章气动控制系统及传感器的应用

3.1气动控制系统

本系统气动主要分为两部分：

1、气动执行元件部分有双作用、单作用气缸等。

2、气动控制元件部分有单控电磁换向阀、节流阀、磁性限位传感器等。

气缸示意图如图3-1所示：

图3-1气缸示意图

注：

气缸的正确运动使物料分到相应的位置，只要交换进出气的方向就能改变气缸的伸出（缩回）运动，气缸两侧的磁性开关可以识别气缸是否已经运动到位。

滑台气缸的工作原理也是如此。

单电控换向阀示意图如图3-2所示：

图3-2单电控换向阀示意图

单向电控阀用来控制气缸单个方向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。

与双向电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置，而单控阀初始位置是固定的只能控制一个方向。

气动手爪控制如图3-3所示：

图3-3手爪控制示意图

当手爪由单向电控气阀控制时，如上图所示，电控换向阀线圈得电，手爪夹紧；

电控换向阀线圈断电，手爪张开。

当手爪由双向电控气阀控制时，手爪抓紧和松开分别由一个线圈控制，在控制过程中不允许两个线圈同时得电。

3.2传感器使用说明

3.2.1常用传感器的使用说明

电感式接近传感器由高频震荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。

震荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物料接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了震荡器的能量。

使震荡减弱以至停滞。

震荡器的震荡及停振这两种状态，转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。

光电传感器是一种红外调制型无损检测光电传感器。

采用高效果红外发光二极管\光敏三极管作为光电转换元件。

工作方式有同轴反射和对射型。

在本实训装置中均采用同轴反射型光电传感器，它们具有体积小，使用简单，性能稳定，寿命长，响应速度快，抗冲击，耐震动，接受不受外界干扰等优点。

光纤型传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。

光纤传感器组件如图3-4所示。

图3-5是放大器的安装示意图。

光纤传感器是光电传感器的一种。

光纤传感器具有下述优点：

抗电磁干扰、可工作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。

图3-4光纤传感器组件图3-5光纤传感器组件外形及放大器的安装示意

光纤式光电接近开关的放大器的灵敏度调节范围较大。

当光纤传感器灵敏度调得较小时，检测较远的物体光电探测器无法接收到反射信号；

而检测较近的物体光电探测器就可以接收到反射信号。

所以在调节时一定要把灵敏度调到适当范围。

图3-6给出了放大器单元的俯视图，调节其中部的8旋转灵敏度高速旋钮就能进行放大器灵敏度调节（顺时针旋转灵敏度增大）。

调节时，会看到“入光量显示灯”发光的变化。

当探测器检测到物料时，“动作显示灯”会亮，提示检测到物料。

图3-6光纤传感器放大器单元的俯视图

E3Z-NA11型光纤传感器电路框图如图3-7所示，接线时请注意根据导线颜色判断电源极性和信号输出线，切勿把信号输出线直接连接到电源+24V端。

图3-7E3X-NA11型光纤传感器电路框图

在亚龙YL-337C可编程控制系统设计师上所使用的气缸都是带磁性开关的气缸。

这些气缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。

在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。

而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动行程的。

磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。

舌簧开关成型于合成树脂块内，并且一般还有动作指示灯、过电压保护电路也塑封在内。

图3-8是带磁性开关气缸的工作原理图。

当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；

当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。

触点闭合或断开时发出电控信号，在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断推料及顶料缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。

图3-8带磁性开关气缸的工作原理图

在磁性开关上设置的LED显示用于显示其信号状态，供调试时使用。

磁性开关动作时，输出信号“1”，LED亮；

磁性开关不动作时，输出信号“0”，LED不亮。

磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧定螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧紧定螺栓。

磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到PLC输入公共端，棕色引出线应连接到PLC输入端。

磁性开关的内部电路如图3-9中虚线框内所示。

图3-9磁性开关内部电路图

3.2.2磁性开关的使用说明

磁性开关是用来检测气缸活塞位置的，即检测活塞的运动行程的。

它可分为有触点式和无触点式两种。

本装置上用的磁性开关均为有触点式的。

它是通过机械触点的动作进行开关的通（ON）断（OFF）。

用磁性开关来检测活塞的位置，从设计、加工、安装、调试等方面，都比使用其他限位开关方式简单、省时。

触点接触电阻小，一般为50～200mΩ，但可通过电流小，过载能力较差，只适合低压电路。

响应快，动作时间为1.2ms。

耐冲击，冲