1、电气控制与PLC应用实训项目一实训项目一 上料检测站的程序设计与运行调试上料检测站的程序设计与运行调试MPSn 熟悉上料检测站中各控制部件、执行部件的组成及其作用；n 熟悉上料检测站中PLC的硬件电路配置，明确电气控制线路的连接方法；n 能利用所学的基本指令完成上料检测站程序的编制，完成一些生产实践中的常规控制；n 将所学的知识运用于实践中，调试程序中逐步培养分析问题、解决问题的能力及团队合作能力。n 安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有FXGPWIN软件）；n PLC（三菱FX系列）一台；n PC与PLC的通信电缆一根；n 上料检测站（第一站）的设备。使用该系统需遵守各项安全操作：
2、n 一般原则：培训的学员必须在指导老师的指导下才能操作该设备。请务必按照技术文件和各独立元件的使用要求使用该系统以保证人员和设备安全。n 电气系统 只有在掉电状态下才能连接和断开各种电气连线，使用直流24V以下的电压。n 气动系统 气动系统的使用压力不得超过8bar（800KPA）。在气动系统管路接好之前不得接通气源。接通气源和长时间停机后开始工作，个别气缸可能会运动过快，所以要特别当心！n 机械系统 所有部件的紧定螺钉应拧紧。不要在系统运行时人为的干涉正常工作。n 任务二任务二 气动回路设计与连接气动回路设计与连接n 任务三任务三 I/O配置配置n 任务四任务四 程序设计程序设计n 任务五任
3、务五 程序的编辑与运行调试程序的编辑与运行调试n 任务六任务六 实训报告实训报告 一、实训内容一、实训内容1熟悉上料检测站的组成设备；2设备操作，明确上料检测站的操作流程与设备动作过程二、实训目标二、实训目标1了解典型机械传动方式、如带传动、直线运动与旋转运动的转换等；2认识并掌握上料检测站的检测元件、执行元件及其工作原理与特点；3会操作并明确该站的动作流程三、实施步骤三、实施步骤n机械部分机械部分（1）井式储存料仓：存储待原料元件。（2）自动推料单元：采用直线气缸完成推料动作，将工件由料仓送到传送带。（3）DC24V齿轮减速直流电机驱动的传送带传送单元：通过输送带将工件传送到传送带待搬运位置
4、。（4）原料检测单元：包含拦截定位装置与检测系统，完成工件检测与颜色辨别的光电传感器。（5）出料定位单元：由传感器完成工件定位检测。（6）报警蜂鸣装置：区分不同颜色工件。n 控制部件控制部件（1）可编程序控制器CPU FX2N-48MR：PLC程序的控制与功能实现。（2）FX2N-485BD模块及通讯电缆：完成整个MPS系统联机工作。（3）带短路保护的DC 24V开关电源：提供工作电源与保护。（4）按钮控制面板如图n 气动元件气动元件气源：气源：气源装置通常包括空气压缩机、储存装置、冷却装置、净化装置等。气源可以提供气动系统所需的压缩空气，其中减压阀用于调节工作压力。实训装置中将一体式压缩机将
5、压缩空气送到装置上，装置上通过一个气动三联件调整压力和进一步净化压缩空气，供设备使用。图3为三联件外形图，图4为二联件的外形图。气源三联件，包含过滤器、减压阀和油雾器。而二联件没有油雾器。二位五通换向阀；二位五通换向阀；换向阀是利用阀芯的位置变动，改变阀体上各通口的通断状态，从而控制油路（或气路）连通、断开或改变介质的流动方向。可电控或手动控制，以实现换向。本站的一个两位五通双电控电磁阀，用于驱动推出气缸控制；一个两位五通单电控电磁阀，用于驱动挡缸控制。可调单向节流阀可调单向节流阀:可调单向节流阀由单向阀和可调节流阀组成，单向阀在一个方向上可以阻止压缩空气流动，此时，压缩空气经可调节流阀流出，
6、调节螺钉可以调节节流面积。n 检测元件检测元件 常用传感器：常用传感器：电感接近开关、电容接近开关、舌簧管开关、光电开关等电感接近开关：利用电涡流原理制成的新型非接触式开关元件。能检测金属物体，但有效检测距离非常近。不同金属的电导率、磁导率不同，因此，有效距离也不同。相同金属的表面情况不一样，有效距离也不同。电容接近开关：利用变介电常数电容传感器原理制成的非接触式开关元件。能检测固、液体物体，有效距离较电感式远。金属有较的检测距离，非金属固体相对有效距离近。干簧管式：又称舌簧管开关，利用电磁力对电极吸引原理制成的非接触式开关元件。能检测强磁性物体，有效检测距离较近，在液压、气压缸上用于检测活塞
7、位置。行程开关：行程开关：一种无源开关，其工作不需要电源，但必须依靠外力，即在外力作用下使触点发生变化，因此，这一类开关一般都是接触式的。具有结构简单，使用方便。但需要外力作用，触点损耗大，寿命短。严格意义上，行程开关不属于传感器范畴 n 检测元件检测元件 ObjectReceiver 遮断式光电开关遮断式光电开关由相互分离且由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组相对安装的光发射器和光接受器组成。当被检测物体位于发射器和接成。当被检测物体位于发射器和接受器之间时，光线被阻断，接受器受器之间时，光线被阻断，接受器接受不到红外线而产生开关信号。接受不到红外线而产生开关信号。光电开关：投光器发出
8、的光线被物体阻断或反射，受光器根据是否能接受到光来判断是否有物体。光电开关应用最广泛，具有有效距离远，灵敏度高等优点。光纤式的光电开关具有安装灵活，适宜复杂环境的优点。但在灰尘多的环境，要保持投光器和受光器的洁净。有反射、对射两大类。反射型光电开关反射型光电开关 反射型光电开关分为两种情况：反射镜反射型及被测物漫反射型（简称散射型）。反射镜反射型光电开关采用较为方便的单侧安装方式，但需要调整反射镜的角度以取得最佳的反射效果。反射镜通常使用三角棱镜，它对安装角度的变化不太敏感，有的还采用偏光镜，它能将光源发出的光转变成偏振光（波动方向严格一致的光）反射回去，提高抗干扰能力。信信号号指指示示检测距
9、离信信号号指指示示反射型光电开关及反射镜外形反射型光电开关及反射镜外形三角反射镜三角反射镜集发射、接收器于一身集发射、接收器于一身操作过程操作过程 当系统上电后，需先按下“上电”按钮，这时复位灯开始闪动，开始依次按下“复位”按钮待各站完全复位后，开始灯闪动，按下开始按钮后，推出气缸1将工件推出，传感器检测到工件至传送带后，推出气缸1缩回，回转电机旋转，带动工件到颜色鉴别工位，传送带工作2S后，工件被气缸2推杆挡住，检测颜色并根据颜色作出相应反应：蓝色工件报警灯亮，黑色工件蜂鸣器响，持续时间都为3秒。检测后工件由带轮送至待搬运工位后停止，完成一个循环；返回。在开机之前请务必检查：l电器连接l工作
10、台面上电压为24vDC（最大电流5A）l正确和可靠气管连接l额定的使用气压为6bar（600Kpa）机械部件状态 注意！注意！!一、一、实训内容实训内容1气动回路设计2气动回路连接二、实训目标二、实训目标1会设计气动回路，并会用FESTO仿真软件；2会连接气动回路三、实施步骤三、实施步骤n 气动元件认识与符号气动元件认识与符号气动系统包含气源、输入信号元件、信号处理元件、控制元件和执行元件五部分。气源、辅助元件和气源净化及调节元件的图形符号 双作用气缸气接口标识符换向阀符号 驱动方式 n 气动回路设计气动回路设计（1）电磁铁动作顺序表YA1YA2YA3A+-B+-+-B-+（2）气动回路原理图
11、（3）气动回路连接 关闭气源，将所用的各气动元件安装在工作台上，再将上料检测站的总气管连接到供气网络上，然后用气管按图9依次完成气动回路的连接，调整单项节流阀至合适位置，最后手动调试气动回路，直至动作正常，无漏气即可。一、一、实训内容实训内容1I/O地址分配2I/O端口接线3PLC的选型二、实训目标二、实训目标1会确定该站PLC的I/O元件，并分配合理的地址；2会选择PLC的型号3会画出I/O端口接线图并完成接线；三、实施步骤三、实施步骤n I/OI/O元件的确定元件的确定 确认上料检测站控制器件：PLC的输入信号确认上料检测站被控器件：PLC的输出信号n PLC的选型 原则：根据该系统输入信
12、号输出信号的性质、点数及驱动的输出元件工作 电压，考虑预留一定的冗余等，选用合适的PLC以能满足系统要求。本站选用FX2N-48MRFX2N-48MR的PLC完全能满足系统要求。n I/O元件地址分配 输入作用输出作用X0检测有无工件SQ0Y0电机KMX1颜色判定SQ1Y1蜂鸣器HAX2传送带末端有无工件SQ2Y2报警灯HL1X3气缸1缩回到位SQ3Y3气缸1伸出YA1X4气缸1伸出到位SQ4Y4气缸2伸出YA2X5气缸2缩回到位SQ5Y5气缸2缩回YA3X6气缸2伸出到位SQ6Y10 开始灯HL10X10开始SB1Y11复位灯HL11X11复位SB2X12特殊功能按钮SB3X13自动/手动S
13、A4X14单站/联网SA5X15停止SB6X16上电SB7n I/O端口接线图线图 一、一、实训内容实训内容1分析该站动作情况，画出动作流程图；2编制梯形图或指令程序二、实训目标二、实训目标1会画出动作流程图；2会完成程序的设计与编写三、实施步骤三、实施步骤 根据任务一可知，该系统动作为一顺序控制，对于顺序控制流程，编程方法很多。常用方法为采用步进梯形指令编程，或采用起、保、停法编程、或采用移位指令编程。顺序控制流程：根据工艺流程图，将这个复杂的控制过程分解为若干个工序（工步），弄清各个工序的工作细节（工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向），每个工序定义一个状态器或辅助继电器，将各个工作
14、状态，按控制顺序要求联系起来，就形成了工作流程图。n 动作流程分析 n 上料动作流程图“应用移位指令”梯形图编程方法：上料站采用移位指令编写的参考程序程序上料站采用移位指令编写的参考程序程序一、一、实训内容实训内容1PLC与计算机的通讯连接与设置2程序的编辑、上传、下载等；3运行调试操作二、实训目标二、实训目标1会完成PLC与计算机的通讯连接与设置；2会程序的编辑、上传、下载等操作3能正确完成调试，会分析与处理调试中出现的问题三、实施步骤三、实施步骤三、实施步骤三、实施步骤n PLC与计算机的通讯连接与设置将PC机与PLC按正确方式连接，并设置通讯端口与通讯参数；n 程序的编辑、上传、下载（1
15、）将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。（2）启动FXGPWIN软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择 所使用的PLC类型（FX2N），再单击“确认”按钮。（3）完成程序的输入与编辑；（4）程序的上传或下载三、实施步骤三、实施步骤n 调试过程（1）气动回路操作 遵守气动安全操作规范情况下，打开气源后，手动强制驱动电磁阀，即依次按下各换向阀的手动按钮，确认各气缸动作符合要求，若不符合，作相应的调整。n 电气操作 遵守电气安全操作规范情况下，检查到位信号的状态是否正常，PLC能否正常采集；若不正常，调整元器件位置或做其它检查。三、实施步骤三、实施步骤n 整体调试（1）将PLC的工作状态开
16、关放在“RUN”处，程序切换至监控状态；（2）解除急停按钮，按下上电按钮，上电按钮指示灯亮，复位灯闪烁，按下复位按钮，系统复位，按任务一的流程操作相应按钮，观察系统能否按要求正常动作，若出现问题，检查程序监控状态及工作站的元件运行状态是否吻合，根据实际情况分析、判断问题的原因，并作相应的调整。一、一、实训内容实训内容撰写实训报告二、实训目标二、实训目标1会搜集、查阅相关资料；2会应用有关的计算机软件，实训报告要求条理清晰、格式规范、文字表达流畅。三、实施步骤三、实施步骤n 搜集、查阅相关资料 借助图书馆、网络，自学、消化吸收相关的知识点，培养学生的文献检索能力、自学能力。n 撰写实训报告实训报告应包括实训项目书、设备硬件组成与功能、气动回路设计组建、操作流程、控制要求分析、PLC选型、I/O端口分配、程序设计思路及方案（或框图、程序时序图）、梯形图设计（程序文字注释或说明）、电、气动调试过程、主要参考书等。应用计算机软件绘制相关的图、表，提升计算机应用能力；报告内容应合理，语言表达通顺，论述清晰，突出重点，应用资料应说明出处。按文档、图表的规范格式书写实训报告。n 提交实训报告
