机电一体化设备的组装与调试模拟训练.docx

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机电一体化设备的组装与调试模拟训练

有一个工作系统，如下图所示：

一、系统情况说明

1、系统的器件说明

1）动力源。

系统为一物料传送分拣结机构，其中传送带动力源是带减速装置的三相异步电动机，电动机电源为AC380V,由变频器驱动。

2）气动装置。

用于完成物料输送及推料动作，由机械手、三只气缸和相关电磁阀组成。

电磁阀电源为DC24V。

3）传感器系统。

提供光电传感器、电感传感器和光纤传感器，作为系统的识别装置；气缸的顶部和尾部分别装有磁性开关，可配合完成气缸的推料控制。

请注意传感器的接线规则，以免烧毁传感器。

4）系统用到的指示灯、蜂鸣器电源均为DC24V

2、系统工作功能

该系统可进行毛坯的输送、加工、分拣和包装，加工完的毛坯即成为工件。

要求安装并调试好该系统。

系统具体功能如下：

1）有关元件的初始位置

机械手在右转到位，机械手悬臂缩回到位，手臂提升到位，机械手手指松开到位。

推出气缸1、2、3分别缩回到位、传送带不运行。

设备在原位时HL1以长亮（正常工作后HL1用作工作方式指示）。

如设备不在初始位置，请选择一种方式对设备进行复位，只有设备各部件在原位时设备才能启动。

2）设备试运行

试运行时按下试运行按钮SB4，机械手先从原位依次按下降→抓紧→上升→左转→伸出→下降→松开→上升→缩回→右转的顺序动作，然后推料气缸按照气缸一伸出→气缸二伸出→气缸三伸出→气缸一缩回→气缸二缩回→气缸三缩回的顺序动作。

当气缸三缩回到位后，三相交流异步电动机以35Hz的频率启动，拖动皮带输送机向前运行3s停止，（规定往左边运动为向前运行）。

系统完成试运行。

3）启动：

设备满足初始位置时，按下起动按钮SB5时，设备起动。

工作台上绿色指示灯闪亮指示，落料口允许放料指示灯HL2亮（当传送带上有物料时HL2自动熄灭）。

供料盘电机开始转运，当供料盘物料检测传感器检测到有料时转盘电机停止转动，同时启动机械手搬运物料到传送带落料孔中放于传送带上，然后机械手自动返回原位。

4）工作方式及要求

设备有三种工作方式，只有设备在停机状态下才能进行方式转换。

工作方式一：

转换开关SA1转换旋钮在左位置，SA2转换旋钮在左位置时按工作方式一进行。

工作方式指示灯HL1在工作方式一以1次/秒方式闪烁。

当落料口检测传感器识别有零件时，电动机以25HZ向前输送零件，当位置一传感器检测到金属物料时，以15HZ送至位置二，气缸伸出，将零件推入斜槽2，位置二斜槽以二个零件为一组进行包装，包装时蜂鸣器以1次/秒蜂鸣1秒，当位置二传感器检测到白塑料时，以25HZ反转到位置一后，物料被推入斜槽一，位置一斜槽以两个零件为一组包装，包装时蜂鸣器以1次/秒蜂鸣1秒，两个斜槽都包装完毕才进入一个新的工作周期，若为黑色零件或连续出现相同零件，不符合包装要求的作废料处理，推入位置三斜槽。

在各位置气缸活塞杆伸出将零件推入斜槽并复位后，三相交流电动机的运行频率以25Hz转动拖动皮带输送机再向前运行。

这时才可向皮带输送机上放入下一个待加工元件。

工作方式二：

转换开关SA1转换旋钮在右位置，SA2转换旋钮在左位置时按工作方式二进行。

工作方式指示灯HL1在工作方式二以2次/秒方式闪烁。

当落料口检测传感器识别有零件时，电动机以25HZ向前输送零件，在此方式中，合格的物料被加工三次。

合格物料首先在位置一处，皮带停止转动，加工三秒，然后以15HZ继续正转到位置二处停止加工三秒后，以35Hz继续正转到位置三，皮带停止加工三秒。

三次加工完后，皮带以25HZ反转到位置二处，皮带停止，然后汽缸活塞杆伸出将料推入槽二，当下一个料和第一个料重复时，三次加工完后直接推入槽三，如果第三个还是相同的料时，作废料处理不加工位置一汽缸活塞杆伸出，将物料直接推入槽一。

当槽二和槽三各推入一个金属件，一个白色塑料件，一个黑色塑料件时[料没有顺序]就开始同时包装，包装时蜂鸣器以2次/秒蜂鸣1秒，皮带停止转动，包装完成后，皮带开始转动，进入一个新的工作周期。

在各位置气缸活塞杆伸出将零件推入斜槽并复位后，三相交流电动机的运行频率以25Hz转动拖动皮带输送机再向前运行。

这时才可向皮带输送机上放入下一个待加工元件。

工作方式三：

转换开关SA1转换旋钮在左位置，SA2转换旋钮在右位置时按工作方式三进行。

工作方式指示灯HL1在工作方式二以3次/秒方式闪烁。

当落料口检测传感器检测到有物料时，变频器驱动三相电动机以25HZ向前运转至位置三，传送带停止加工2秒，然后以25HZ反转将物料送到各位置按顺序分拣物料，在出料槽1，接金属-黑色的顺序将零件推入，在出料槽2，按白色-黑色的顺序将零件推入，重复出现零件且不能实现按要求分拣的作为废料处理推入出料槽3。

当槽一和槽二推入零件都符合要求时，开始同时包装，包装时蜂鸣器以3次/秒蜂鸣1秒，皮带停止转动，包装完成后，皮带开始转动，进入一个新的工作周期。

在各位置气缸活塞杆伸出将零件推入斜槽并复位后，三相交流电动机的运行频率以25Hz转动拖动皮带输送机再向前运行。

这时才可向皮带输送机上放入下一个待加工元件。

5）停止：

系统设置停止按钮SB6。

不按停止按钮SB6，系统将一直工作。

按下按钮SB6，系统在完成当前工作周期后系统所有部件停止工作。

工作台上绿色指示灯熄灭，当重新按下启动按钮SB5，系统再次运行。

6）工作后落料口传感器如连续1分钟内未检测到有物料时，灯HL2以3次/秒报警。

报警后10秒内检测到有零件放入停止报警，若仍未检测到则传送带自动停止运行,直到有料落入落料口后三相交流电动机才以运行频率为25Hz转动拖动皮带输送机再向前运行。

7）断电时的保护：

发生突然断电的意外时，应保持各处在断电瞬间的状态。

恢复供电，工作台绿色指示灯以灭2秒亮1秒方式闪烁提示，按下继续运行按钮SB5，设备从断电瞬间保持的状态开始，按原来的方式和程序继续运行，同时工作指示灯恢复为原来的闪亮状态。

8）过载

电机发生过载时〈过载按钮假定为SB1〉，皮带应立即停止转动，指示灯HL1以方式4次/秒闪亮，过载复位后，按下继续运行按钮SB5，指示灯HL1恢复正常工作，但是皮带上的料成废料，在哪个方式下工作就将废料推入那个方式的废料槽。

二、工作任务

根据系统的工作情况和要求，完成由PLC控制的生产系统机械部件安装、电路连接、气路连接、程序的编写和系统的调试任务等工作。

具体任务和要求是：

1、画出PLC和外围设备的连接图

要求：

（1）用黑色铅笔绘图

（2）用规定的符号和文字符号

（3）绘图要求清晰规范

2、安装、调试系统

任务：

请你根据控制系统的动作和控制要求，组装、调试该控制系统的设备。

要求：

（1）在完成规定的工作任务时，请注意：

指示灯、蜂鸣器、按钮开关在按钮开关模块上。

请通过安全插拔线和PLC主机相连。

（2）所有的导线和接线端子的连接应牢固可靠；接线端子上连接的导线露铜不超过2毫米。

（3）导线必须放入线槽内。

（4）连接满足题目控制要求的气路。

（5）按照题目要求装配、调试系统。

3、保存控制程序

新建一个文件夹，将你编写的程序保存在计算机内，并且将保存的路径，存盘的文件名填在下边。

学生不将程序存盘，造成后果由其本人负责

存盘路径

文件名

三、系统使用的部分元件对应表

序号

系统中的元件

按钮开关模块上的元件名称

1

启动按钮SB5

SB5

2

停止按钮SB6

SB6

3

试运行按钮SB4

SB4

4

原点及工作方式指示灯

HL1

5

允许放料指示灯HL2

QS

6

工作指示灯

工作台上绿色指示灯

7

包装指示

蜂鸣器

8

9

10

四、PLC的I/O端子分配图的绘制

请在上面方框中绘制你的PLC的I/O端子分配图

五、机电一体化（学生组）技能竞赛评分表

工位号存盘路径

工作任务

配分

评分项目

项目配分

扣分标准

扣分

得分

任务

得分

设

备

组

装

及

电

路

、

气

路

连

接

40

设备组装（16分）

部件安装位置错误、部件不到位、零件松动、皮带松紧不符要求，扣2分/处

电路（20分）

图形符号

4

符号、图形不符标准或未做说明，0.5分/个，最多扣4分

电气原理和电路连接

8

电路原理错误或接线错误，最多扣8分

连接工艺

8

接线端子导线超过2根、导线露铜过长、未入线槽、布线零乱：

0.5分/每处，最多扣4分；接线端子连接的导线没有编号管或者编号错误，0.5分/处，最多扣4分。

气路（4分）

漏气，调试时掉管，0.5分/每处，气管过长或过短，影响美观或安全，1分/每处，最多扣4分

程

序

和

调

试

60

下料指示灯

6

HL1未按要求亮灭，2分/处，最多扣6分

模拟工作指示灯

4

不符合控制要求，2分/处，该项最多扣4分

金属件处理

20

不能在位置Ⅰ推出，扣10分；气缸、传送带动作不符合控制要求，2分/处；该项最多扣20分

塑料件处理

14

不能在位置Ⅱ推出，扣7分；气缸、传送带动作不符合控制要求，2分/处；该项最多扣14分

周期循环

4

分拣不能进入下周期，扣4分

起动及停止（12分）

启动

2

停止时，根据控制结果酌情打分

正常停止

4

急停

6

六、赛场情况记录

记录情况

情况和后果

情况记录

安全文明操作情况记录

赛场纪律

违反赛场规定和纪律，经监考老师警告第一次扣10分，第二次取消测试资格；故意损坏赛场设施或设备，取消竞赛资格。

安全操作规范

调试时短路或者熔断器熔断，扣5分/次；交卷后通电短路，扣20分；带电进行电路连接或改接，扣5分/次。

文明生产

乱摆放工具，乱丢杂物，完成任务后不清理工位扣5分。

工作时间记录

取消竞赛资格离场时间

因其他原因离场时间

完成工作任务离场时间

赛场工作

人员签名

参赛选手

签名确认（签工位号）