1、精選優質文檔-傾情為你奉上目 錄第一章 THJDME-1型 光機電一體化實訓考核裝置一、 外觀二、 概述本實訓裝置是針對機電一體化實訓考核教學的要求而研發的，它集PLC控制、變頻調速控制、機械手控制、位置檢測與控制、物料輸送及分揀控制于一體的實訓考核裝置。通過傳感器信號采集，PLC編程，對電磁閥、直流電機、交流電機等進行復雜的開關量控制、位置控制及時序邏輯控制，實現物料提升、故障報警、氣動機械手搬運、皮帶機輸送、物料分揀等功能。該實訓考核裝置適合于機械制造及自動化、機電一體化、自動化、電氣工程等專業的機電設備安裝與調試、可編程控制技術、電氣控制技術、自動控制技術、機電傳動與控制、機電一體化技術

2、、計算機控制技術、檢測與轉換技術等課程的專業知識模塊的單項實訓項目的教學，同時可進行機電一體化設備、氣動系統、自動控制系統的綜合技能訓練。三、 特點1. 光機電一體化實訓考核裝置由型材實訓臺、物料提升機構、氣動機械手、物料輸送及分揀機構、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、各種傳感器和I/O接口板等組成。整體結構采用開放式和拆裝式設計，學生可以自由組裝和調試送料檢測機構、物料搬運機構、物料分揀機構和自動生產線等機電一體化實訓設備。2. 該裝置融機械結構組裝、氣動應用、電氣控制、電機控制、傳感檢測、可編程控制技術于一體，綜合性強。3. PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、常用裝置模塊等可任

3、意調換和組合，進行機電設備安裝與調試、PLC控制程序的編寫與運行、變頻器調速系統的組裝與調試、PLC控制系統的安裝與調試、光機電一體化設備的組裝與調試等專業知識與技能的實訓教學。4. 該實訓考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結合，既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全可靠。四、 技術參數1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）380V±10% 50Hz2. 工作環

4、境：溫度-1040 相對濕度85%（25）海拔4000m3. 裝置容量：1.0kVA4. 外形尺寸：120cm×72cm×120cm5. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標準五、 系統組成1. 光機電一體化實訓考核裝置由型材實訓臺、物料提升機構、氣動機械手、物料輸送及分揀機構、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、各種傳感器、物料、I/O接口板和氣管等組成。2. 電源模塊由三相電源總開關（帶漏電和短路保護）、熔斷器、單相電源輸出、三相電源輸出、電源插座、開關電源（提供DC24V）等組成。 3. 按鈕模塊由急停按鈕、轉換開關、復位按鈕、自鎖按鈕、指示燈等組

5、成。4. 變頻器模塊由三菱FR-E540SE-0.75KW或歐姆龍3G3JV-AB004變頻器及接線柱組成。5. PLC模塊可選用西門子或三菱或歐姆龍系列的可編程控制器，其中西門子主機為CPU224AC/DC/RLY 內置數字量I/O（14路數字量輸入/10路數字量輸出）數字量擴展模塊EM223（8路數字量輸入/8路數字量輸出）；三菱主機為FX2N-48MR-001 內置開關量I/O（24路開關量輸入/24路繼電器輸出）；歐姆龍主機CPM2AH-40CDR-A 內置開關量I/O（24路開關量輸入/16路繼電器輸出），機箱內裝有24V/5A的開關電源為系統提供直流電源。6. 物料提升機構由單出桿

6、氣缸、電磁閥、磁性開關、警示燈、直流減速電機、機械結構件等組成。7. 氣動機械手機構由單出桿氣缸、雙出桿氣缸、旋轉氣缸、氣爪、磁性開關、緩沖閥、電磁閥、機械結構件等組成。8. 物料輸送及分揀機構由三相交流電機、皮帶、單出桿氣缸、磁性開關、電磁閥、電感式傳感器、電容式傳感器、光電傳感器、機械結構件等組成。六、 實訓項目1. 氣動技術應用實訓（氣動方向控制回路、擺動控制回路、氣動系統安裝與調試等）2. 自動檢測技術使用實訓（光電傳感器的應用、電容傳感器的應用等）3. 可編程控制器編程實訓（PLC基本指令應用、PLC功能指令的應用等）4. 變頻器應用實訓（變頻器參數設置、變頻運行操作等）5. 電氣與

7、PLC技術應用實訓（電動機起停控制、電動機調速控制、皮帶輸送機控制等）6. 自動控制技術教學與實訓（工作流程控制等）7. 機電一體化及電氣設備安裝技術應用實訓（接近開關應用、傳動裝置同軸度的調整、傳感器安裝與位置調整、上料裝置的安裝與調試、皮帶輸送機的安裝與調整、物件分揀設備的安裝與調試、機械手的自動控制、皮帶輸送機的自動控制、自動生產線的安裝與調試、機電一體化設備的自動控制等）8. 系統維護與故障檢測實訓七、 注意事項1. 使用時先將氣泵打開,運行一段時間后自動關閉。將實訓平臺上的導氣管接入氣泵中。2. 本實訓平臺PLC單元帶有DC24V直流電源輸出端子，上電后檢查電源輸出是否正常。3. 將

8、三相交流電源通過三相電源線連到模型上，打開空氣開關，即可給模型電源模塊上電。4. 接線完畢，檢查無誤后，才可通電，嚴禁帶電插拔。5. 實訓始終，模型上要保持整潔，不可隨意放置雜物，特別是導電的工具和多余的導線等，以免發生短路等故障。6. 實訓完畢，應及時關閉電源開關，并及時清理實訓臺面，整理好連接導線并放置規定的位置。7. 若發生不能上電，請檢查電源模塊上保險絲是否完好。8. 若不能排除故障請聯系售后服務，在無把握時請勿隨意改動模型結構。第二章 THJDME-1型 光機電一體化實訓考核裝置機構說明一、 整機工作流程二、 工作原理按下啟動按扭SB1后，系統正常標志綠色指示燈亮，PLC啟動送料電機

9、驅動放料盤旋轉，物料由送料槽滑到物料提升位置，物料檢測光電傳感器開始檢測；如果送料電機運行4秒鐘后，物料檢測光電傳感器仍未檢測到物料，則說明送料機構已經無物料，這時停機并報警，同時紅色指示燈亮。當物料檢測光電傳感器檢測到有物料，將給PLC發出信號，由PLC驅動上料單向電磁閥上料，機械手臂伸出手爪下降抓物料，然后手爪提升臂縮回,手臂向右旋轉到右限位,手爪下降將物料放到傳送帶上,傳送帶輸送物料，傳感器則根據物料性質(金屬和非金屬)，分別由PLC控制相應電磁閥使氣缸動作，對物料進行分揀。最后機械手返回原位重新開始下一個流程。按下停止按鈕SB2，系統停止，綠色指示燈滅；上料單元及機械手立即復位，傳送帶

10、傳送完最后一個物料后停止。三、 送料機構物料滑槽驅動電機放料轉盤提升氣缸磁性傳感器物料檢測傳感器提升臺1.放料轉盤：轉盤中共放兩種物料，一種金屬物料、一種非金屬物料。2.驅動電機：電機采用24V直流減速電機，轉速10r/min，轉矩30kg/cm；用于驅動放料轉盤旋轉。3.物料滑槽：放料轉盤旋轉，物料互相推擠趨向入料口，物料則從入料口順著滑槽落到提升臺上。4.提升臺：將物料和滑槽有效分離，并確保每次只提升一個物料。5.物料檢測傳感器：物料檢測為光電漫反射型傳感器，主要為PLC提供一個輸入信號，如果有物料在提升臺上，就會驅動提升氣缸提升物料；如果運行中，光電傳感器沒有檢測到物料并保持4秒鐘，則讓

11、系統停機然后報警。6.磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。檢測氣缸伸出和縮回是否到位，為此在前點和后點上各一個，當檢測到氣缸準確到位后將給 PLC發出一個信號。磁性傳感器接線時注意。藍色接GND，棕色經過負載接PLC輸入端。（棕色接“+”，藍色接“-”）。7.提升氣缸：提升氣缸使用的是單向電控氣閥。當電控氣閥得電，物料提升臺上升，當電控氣閥斷電，則物料提升臺下降。雙桿氣缸四、 機械手搬運機構磁性傳感器手爪提升氣缸 旋轉氣缸手爪磁性傳感器緩沖器接近傳感器調速閥安裝支架1. 整個搬運機構能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉、手爪上 下、手爪緊松。2. 手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制，氣

12、缸伸出或縮回可任意定位。3. 磁性傳感器：檢測手爪提升氣缸處于伸出或縮回位置。（接線注意棕色接“+”、藍色接“-”）。4. 手爪：抓取物料由單向電控氣閥控制，當單向電控氣閥得電，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，指示燈亮，單控氣閥斷電，手爪松開。5. 旋轉氣缸：機械手臂的正反轉，由雙向電控氣閥控制。6. 接近傳感器：機械手臂正轉和反轉到位后，接近傳感器信號輸出。（接線注意棕色接“+”、藍色接“-”、黑色接輸出）。7. 雙桿氣缸：機械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上有裝有兩個磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。（ 接線注意棕色接“+”、藍色接“-”）。8. 調速閥：調節旋轉氣缸的轉動速度和

13、力度，同時也可調節提升氣缸的伸縮速度和力度。9. 緩沖器：旋轉氣缸高速正轉和反轉到位時，起緩沖速作用。五、 物料傳送和分揀機構落料口電感式傳感器落料光電傳感器金屬料槽塑料料槽支架推料一氣缸傳送帶電容式傳感器推料二氣缸三相低速電動機1. 落料光電傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，并給PLC一個輸入信號。（接線注意棕色接“+”、藍色接“-”、黑色接輸出）。2. 落料口：物料落料位置定位。3. 金屬料槽：放置金屬物料。4. 塑料料槽：放置非金屬物料。5. 電感式傳感器：檢測金屬材料，檢測距離為25mm（接線注意棕色接“+”、藍色接“-”、黑色接輸出）。6. 電容式傳感器：用于檢測非金屬材料，檢測距離

14、為38mm（接線注意棕色接“+”、藍色接“-”、黑色接輸出）。7. 三相低速電動機：驅動傳送帶轉動，由變頻器控制。8. 推料氣缸：將物料推入料槽，由單向電控氣閥控制。六、 氣動原理本裝置氣動主要分為兩部分：1. 氣動執行元件部分有單出桿氣缸、單出雙杠氣缸、旋轉氣缸。2. 氣動控制元件部分包括單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥、磁性限位傳感器。七、 氣缸、氣爪、電控閥使用1. 氣缸示意圖調速閥棕色“+”，藍色“”氣缸縮回限位氣缸伸出限位接氣管 注：氣缸的正確運動使物料到達相應的位置，只要交換進出氣的方向就能改變氣缸的伸出（縮回）運動，氣缸兩側的磁性開關可以識別氣缸是否已經運動到位。2. 雙向電磁閥示

15、意圖氣動接頭驅動線圈驅動線圈注：雙向電控閥用來控制氣缸進氣和出氣，從而實現氣缸的伸出、縮回運動。3. 單向電磁閥示意圖驅動線圈氣動接頭單向電磁閥示意圖注：單向電控閥用來控制氣缸單向運動，實現氣缸的伸出、縮回運動。與雙向電控閥區別在雙向電控閥初始位置是任意的可以控制兩個位置，而單控初始位置是固定的只能控制一個方向。4. 氣動手爪控制示意圖： 注：上圖中手爪夾緊由單向電控氣閥控制,當電控氣閥得電,手夾緊.當電控氣閥斷電后，手爪張開。第三章 THJDME-1型 光機電一體化實訓考核裝置電氣控制說明一、 電氣電路組成本裝置電氣部分主要有電源模塊、按鈕模塊、可編程控制器模塊、變頻器模塊、三相減速電動機、

16、接線端子排等組成。所有的電氣元件均連接到接線端子排上，通過接線端子排連接到安全插孔，由安全接插控連接到各個模塊，提高實訓考核裝置的安全性。二、 模塊說明及示意圖1.公用模塊電源模塊：三相電源總開關（帶漏電和短路保護）、保險絲。單相電源插座用于給外部設備供電，模塊之間電源采用安全導線連接。按鈕模塊：提供多種不同功能的按鈕和指示燈（DC24V）。變頻器模塊：三菱FR-E540SE-0.75KW或歐姆龍3G3JV-AB004控制傳送帶電機轉動。所有功能端全部引出。2可選模塊PLC模塊：（1）三菱主機為FX2N-48MR-001 內置開關量I/O（24路開關量輸入/24路繼電器輸出）；（2）西門子主機

17、為CPU224AC/DC/RLY 內置數字量I/O（14路數字量輸入/10路數字量輸出）數字量擴展模塊EM223（8路數字量輸入/8路數字量輸出）；（3）歐姆龍主機CPM2AH-40CDR-A 內置開關量I/O（24路開關量輸入/16路繼電器輸出），機箱內裝有24V/5A的開關電源為系統提供直流24V電源。三、 端子接線圖四、 變頻器的基本使用1、實訓目的通過完成變頻器使用實訓，掌握3G3JV系列變頻器的參數設置和使用方法。2、實訓內容1參數設置 2端子排控制電機運行3、實訓步驟3.1系統上電3.1.1把220V電源線接到變頻器電源插座上。3.1.2 將電源開關打開，變頻器上電。3.2 歐姆龍

18、變頻器使用（3G3JV）3.2.1設置變頻器為端子排操作模式，檢測電機運行狀態。根據以上設置步驟，設置下列參數a)恢復變頻器為工廠設置值。n01=8 恢復到出廠設定n32=0.1 電機額定電流b) V/F模式設定n10=255最大電壓n11=50.0 最大電壓頻率n13=220 中間輸出頻率電壓n14=0.0 最低輸出頻率n15=1 最低輸出頻率電壓c) V/F運轉指令選擇 n02=1控制電路的端口區控制有效n03=1頻率指令1（n21）有效n05=1控制電路的端口區控制n06=1控制臺的STOP/RESET鍵無效n16=1.0加速時間n17=1.0減速時間n21=50.0 運行頻率以上各參數

19、的詳細含義請查看光盤中PDF文檔說明完成設置后按“確定”鍵，使“FREF”燈點亮。3.3連接導線3.3.1根據下表所示，連接實訓導線。變頻器輸入端子自鎖按鈕S1功能S1S1常開端一端啟動信號SCS1常開端另一端公共端3.3.2導線連接完成后，按下“S1” 自鎖按鈕，變頻器啟動，以n1.07設置的頻率百分比運行，調節變頻器旋鈕可調整輸出頻率。 4.變頻器端子功能表變頻器輸入輸出端子名稱功能S1正轉/停止ON時正轉、OFF時停止S2多功能輸入端子1在N36設定（反轉/停止）S3多功能輸入端子2在N37設定（外部異常：A接點）S4多功能輸入端子3在N38設定(異常復位)S5多功能輸入端子4在N39設

20、定(多段速度指令1)SC順序輸入公共端S1S5用公共端FS頻率指令電源頻率指令用電源FR頻率指令輸入頻率指令用輸入端子FC頻率指令公共端頻率指令用公共端RPNCNCR+NCNCR-NCNCS+NCNCS-NCNCAM模擬監控器輸出在N44設定（輸出頻率）AC模擬監控器輸出公共端AM公共端MA多功能接點輸出A在N40設定MB多功能接點輸出BMC多功能接點輸出公共端MA，MB用公共端5.變頻器標準接線圖3.3 三菱變頻器使用（FR-E540）三菱E540變頻器功能參數設置與操作一、基本操作面板的認知與操作1.鍵表示按 鍵說明 正轉運行指令鍵可用于選擇操作模式或設定模式用于確定頻率和參數的設定用于連

21、續增加或降低運行頻率。按下這個鍵可改變頻率在設定模式中按下此鍵，則可連續設定參數用于給出正轉指令用于給出反轉指令用于停止運行用于保護功能動作輸出停止時復位變頻器表示說 明Hz表示頻率時，燈亮A表示電流時，燈亮RUN變頻器運行時燈亮，正轉時/燈亮，反轉時/閃亮MON監示顯示模式時燈亮PUPU操作模式時燈亮EXT外部操作模式時燈亮2.單位表示，運行狀態表示3參數設定例：把Pr.7的設定值從“5秒”改為“10秒”。操作步驟如下：（1）接通電源，顯示監示顯示畫面。（2）按 鍵切換到參數設定模式。按 選擇參數號Pr.79（3）按 鍵設定Pr.79 的參數，按 選擇參數1，按 鍵約1.5S。Pr.79閃爍

22、PU操作模式設置完成（4）按 鍵，按 選擇參數號Pr.7。（5）按 鍵讀出現在設定的值。（出廠時默認設定值為5）（6）按 把當前值增加到10。（7）按 鍵約1.5S完成設定值。例：在50Hz狀態下運行。操作步驟如下：（1）接通電源，顯示監示顯示畫面。（2）按 鍵切換到參數設定模式。按 選擇參數號Pr.79。（3）按 鍵設定Pr.79 的參數，按 選擇參數1，按 鍵約1.5S。Pr.79閃爍PU操作模式設置完成（4）按 鍵切換到頻率設定模式（5）按 選擇改變設定頻率，按 鍵約1.5S，頻率設定完成。按 鍵到頻率監示模式。（6）按 鍵變頻器正轉運行（7）按 鍵，停止運行。二、參數設置及接線圖1.

23、P79=3P7=2.0P8=2.0P1=50P2=0按照上述的標準設置變頻器參數，變頻器斷電一次，然后在啟動變頻器。2.將K1打到開的狀態，電機正轉，通過按 調節變頻器的輸出頻率。3.輸出最大50HZ。4.變頻器標準接線圖五、 系統控制實訓1、實訓目的通過完成綜合控制實訓，掌握順序控制、左移指令的綜合運用。2、實訓內容完成綜合控制實訓，觀察系統運行情況。3、實訓步驟3.1系統上電3.1.1把380V電源線接到電源插座上。3.1.2將空氣開關打到“開”位置，系統電源模塊上電。3.1.3PLC模塊、變頻器模塊需要供電時，通過安全護套線接入交流220V電源。3.1.4裝置平臺上系統需要供電時，由PL

24、C模塊提供DC24V電源。平臺接線區，三處直流供電區需短接。3.2系統連線：根據下表所示，連接實訓導線輸入部分：序號端子功能描述三菱西門子歐姆龍備注1.SB1系統啟動X0I0.000002.SB2系統停止X1I0.100013.SQP11上料下限位光電傳感器X2I0.200024.SQP12上料上限位光電傳感器X3I0.300035.SCK11上料氣缸下降限位傳感器X4I0.400046.SCK12上料氣缸提升限位傳感器X5I0.500057.SQP21旋轉左限位傳感器X6I0.600068.SQP22旋轉右限位傳感器X7I0.700079.SCK21氣動手臂伸出傳感器X10I1.000081

25、0.SCK22氣動手臂縮回傳感器X11I1.1000911.SCK23手爪提升限位傳感器X12I1.2001012.SCK24手爪下降限位傳感器X13I1.3001113.SCK25氣動手爪傳感器X14I1.4010014.SQP31傳送帶入料光電傳感器X15I1.5010115.SQP32推料一電感式傳感器X16I2.0010216.SQP33推料二電容式傳感器X17I2.1010317.SCK31推料一伸出限位傳感器X20I2.2010418.SCK32推料一縮回限位傳感器X21I2.3010519.SCK33推料二伸出限位傳感器X22I2.4010620.SCK34推料二縮回限位傳感器X

26、23I2.50107輸出部分：序號端子功能描述三菱西門子歐姆龍備注1.M轉盤電機Y1Q0.410012.HL正常綠色指示燈Y2Q0.510023.BJ報警紅色指示燈及信號Y3Q0.610034.YV1提升物料Y4Q0.710045.YV21旋轉氣缸反轉Y5Q1.010056.YV22旋轉氣缸正轉Y6Q1.110067.YV31氣動手臂伸出Y7Q2.010078.YV32氣動手臂縮回Y10Q2.111009.YV41 手爪提升氣缸下降Y11Q2.2110110.YV42手爪提升氣缸上升Y12Q2.3110211.YV5 手爪夾緊Y13Q2.4110312.YV6 推料氣缸一Y14Q2.5110413.YV7推料氣缸二Y15Q2.6110514.STF變頻器運行Y20Q2.71106電源及公共端部分（系統低入高出）：序號端子功能描述三菱西門子歐姆龍備注1.總電源交流220V輸