一体化自动生产线控制实训装置使用说明-上海硕博公司

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2021年7月30日

一体化自动生产线控制实训装置使用说明

一体化自动生产线控制实训装置

一、安全须知

1.在进行安装、接线等操作时，请务必在切断电源后进行，以避免发生事故。

2.在进行配线时，请勿将配线屑或导电物落入可编程控制器或变频器内。

3.请勿将异常电压接入PLC或变频器电源输入端，以避免损坏PLC或变频器

4.请勿将AC电源接于PLC或变频器输入/输出端子上，以避免烧坏PLC或变频器，请仔细检查接线是否有误。

5.在变频器输出端子（U、V、W）处不要连接交流电源，以避免受伤及火灾，请仔细检查接线是否有误。

6.在插拔通信电缆时，请务必确认PLC输入电源处于断开状态。

二、实训模块

1.电源模块：三相四线380V交流电源经三相电源总开关后给系统供电，设有保险丝，具有漏电和短路保护功能，提供两组单相双联插座，可以给外部设备、模块供电，并提供单、三相交流电源，同时配有安全连接导线。

2.按钮模块：提供红、黄、绿三种指示灯（DC24V），启动、停止按钮，急停开关，转换开关。提供24V/4.5A直流电源，为外部设备提供直流电源。

3.变频器模块：西门子系统采用V20系列高性能变频器，单相交流220V电源供电，输出功率0.25KW。具有八段速控制制动功能、再试功能以及根据外部SW调整频率增件和记忆功能。具备电流控制保护、跳闸（停止）保护、防止过电流失控保护、防止过电压失控保护。

4.PLC模块：西门子系统采用S7-1214C主机，内置数字量I/O（14路数字量输入/10路数字量输出），具有2轴脉冲输出功能。

1.按照搬运站的PLC控制原理图和端子接线图用安全导线完成按钮模块、PLC模块、变频器模块输入/输出端与实训系统端子排之间连接。接线时请按照如下规则进行操作：

序号	器件名称	接线规则
1	磁性传感器	正端与PLC的输入端相连，负端连接至直流电源的0V
2	光电传感器	信号输出端与PLC的输入端相连，正端连接至24V直流电源的正端，负端全部连接至24V直流电源的负端。
3	按钮开关	常开端与PLC的输入端相连，公共端连接至直流电源的“0V”端
4	电磁阀	西门子系统：正端与PLC的输出端相连，负端连接至直流电源的GND
4	电磁阀	三菱系统：正端连接至直流电源的+24V，负端与PLC的输出端相连

2.变频器的电源输入端L1、N、分别接到电源模块中三相交流电源W、N端；变频器输出端U、V、W分别接到接线端子排的电机输入端1、2、3。

3.在编程软件中打开样例程序或由用户编写控制程序，进行编译，当程序有错误时根据提示信息进行相应的修改，直至编译无误为止，编译完成后，用通信编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC模块电源开关，将五个程序分别下载到各自对应的PLC中，运行模式选择为RUN，运行PLC。

4.按下按钮模块中的"复位"按钮，系统进入复位状态，所有参数清零。当复位完成后，按下"启动"按钮，系统启动，执行工件搬运、加工、装配、分捡工程。

5.按下"停止"按钮后，系统运行完一个周期后停止。按"启动"按钮可继续运行。

6.按下"急停"按钮后，系统立即停止。拿掉没有完成的工件,按复位按钮,等系统复位后，才能重新运行。

第二章气动元件及其应用

一、气动元件

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出杆气缸、双作用单出双杆气缸、无杆气缸、薄型气缸、摆台、气动手爪等。2.气动控制元件部分有单控电磁换向阀、双控电磁换向阀、节流阀、磁性限位传感器等。

二、气缸、气源处理器、电磁阀使用

1、气源处理组件是气动控制系统中的基本组成器件，它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水，调节并保持恒定的工作压力。在使用时，应注意经常检査过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。气源处理组件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源，当把气路开关向左拔出时，气路接通气源，反之把气路开关向右推入时气路关闭。

气源处理组件

气源处理组件输入气源来自空气压缩机，所提供的压力为0.6?l.OMPa，输出压力为0?0. 8MPa可调。输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元。

2、气缸示意图如图4-1所示：

气缸

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。

3、双电控换向阀示意图如图4-2所示：

双电控换向阀

注：双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动。电控阀内装的红色指示灯有正负极性，如果极性接反了也能正常工作，但指示灯不会亮。

4、单电控换向阀示意图如图4-3所示：

单电控换向阀

注：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。

5、气动手爪控制如图4-4所示：

手爪控制

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。在本设备中，手抓由双向电控阀进行控制。

三、气动元件及工作原理图

1.气动执行元件：笔型气缸、滑块治具缸、回转气缸、气动手爪。

2.气动控制元件：单控电磁阀、双控电磁阀

3.气缸示意图：

气缸的正确运动使物料到达相应的位置，只要交换进、出气的方向（由电磁阀实现）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。

四、气缸工作及磁性开关工作图

1.单向电磁阀示意图

通过对驱动线圈通、断电，改变气动接头的进、出气方向，用以控制气缸的伸出、缩回运动。

2.气动手爪控制示意图

上图中气动手爪夹紧由单向电控气动阀控制。当电控气动阀得电，手爪夹紧；当电控气动阀断电后手爪张开。

第三章传感器功能及其应用

一、传感器的定义

能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是当今控制系统中实现自动化、系统化、智能化的首要环节。

1.光电传感器

光电式传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现检测物体有无的接近开关；其集发射器和接收器于一体，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。

第四章自动生产线组成、工作原理、控制要求及机构功能

一、供料站

1、供料站组成及功能

由井式工件库、推料气缸、物料台、光电传感器1、磁性传感器、电磁阀、支架、机械零部件构成。主要完成将放置在工件库中待加工工件推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其它站。

（1）井式工件库：存放黑白两种工件。

（2）光电传感器1：用于检测工件库物料是否不够。当工件库有足够物料时给PLC提供输入信号。物料的检测距离可由光电传感器头的旋钮调节，调节检测范围1～9cm。

（3）光电传感器2：用于检测工件库是否有物料。当工件库有物料时给PLC提供输入信号。物料的检测距离可由光电传感器头的旋钮调节，调节检测范围1～9cm。

（4）光电传感器3：用于检测物料台上是否有物料。当物料台上有物料时给PLC提供输入信号。物料的检测距离可由光电传感器头的旋钮调节，调节检测范围5～30cm