机电一体化深圳赛题B

1、2012年深圳市中等职业学校学生机电类技能大赛“机电一体化设备组装与调试项目工作任务书本次组装与调试的机电一体化设备为分装机。请你仔细阅读分装机和触摸屏的说明，理解应完成的工作任务与要求，在270 min内按要求完成指定的工作。工作任务与要求一、 按分装机部件组装图（附页图号01、03）组装分装机，并满足图纸提出的 技术要求二、按分装机气动设备图（附页图号02）连接分装机的气路，并满足图纸提出 的技术要求。三、根据如表1所示的PLC输入输出端子（I/O ）分配，在赛场提供的图纸（附页图 号04）上画出分装机电气原理图并连接电路。 你画的电气原理图和连接的电路应符合下 列要求：表1 PLC输入输

2、出端子（I/O）分配表三菱PLC输入端子功能说明三菱PLC输出端子功能说明X0启动按钮SB5Y0STF变频器数字量输入端X1停止按钮SB6Y1STRX2急停开关QSY2RHX3多功能按钮SB4Y3RMX4功能选择开关SA1Y4红色警示灯X5称重平台物料检测Y5HL2 （绿）X6B位置传感器Y6HL3 （红）X7C位置传感器Y7HL4 （黄）X10D位置传感器Y10HL5（绿）X11进料口漫射型光电传感器Y11废品盘电机X12Y12蜂鸣器X13B位置气缸伸岀到位检测Y13手爪合拢X14B位置气缸缩回到位检测Y14手爪张开X15D位置气缸伸岀到位检测Y15旋转气缸左转X16D位置气缸缩回到位检测Y

3、16旋转气缸右转X17E位置气缸伸岀到位检测Y17悬臂伸岀X20E位置气缸缩回到位检测Y20悬臂缩回X21旋转气缸左转到位检测Y21手臂上升X22旋转气缸右转到位检测Y22手臂下降X23悬臂伸岀到位检测Y23B位置气缸伸岀X24悬臂缩回到位检测Y24D位置气缸伸岀X25手臂上升到位检测Y25E位置气缸伸岀X26手臂下降到位检测Y26X27手指夹紧到位检测Y271。电气原理图按2011年5月29日武汉说明会的要求绘制。2。凡是你连接的导线，必须套上写有编号的编号管 .交流电机金属外壳与变频器的 接地极必须可靠接地。3。 工作台上各传感器、电磁阀控制线圈、送料直流电机、警示灯的连接线，必须放 入线

4、槽内；为减小对控制信号的干扰，工作台上交流电机的连接线不能放入线槽。五、请你正确理解分装机的调试、分装要求以及指示灯的亮灭方式、异常情况的处 理等，编写分装机的PLC控制程序和设置变频器的参数。注意：在使用计算机编写程序时，请你随时保存已编好的程序，保存的文件名为工位 号+A （如3号工位文件名为“ 3A ”。六、请你按触摸屏界面制作和监控要求的说明， 制作触摸屏的3个界面，设置和记 录相关参数，实现触摸屏对本生产设备的监控。七、请你调整传感器的位置和灵敏度，调整机械部件的位置，完成分装机的整体调 试，使分装机能按照要求完成物料的分装。一、分装机说明分装机各部件和器件名称及位置如图1所示:n沖

5、$ rv串E卜人机界审1 i P时削射M HI讨申斡狮世tHHHh分装机各部件位置及其名称为了叙述方便，凡是触摸屏上有跟按钮/指示灯箱上的标号相同的元件，均以加方框 表示，例如：按钮/指示灯箱上有SB5,而触摸屏上也有SB5,则在本任务书里均以SB5 表述。本装置设置了 “调试”和”运行“两种工作模式：当SA1在左挡位时，选择的功能 为“调试”模式；当SA1在右挡位时，选择的功能为“运行模式（即进行产品组装） 两种工作模式只有在设备完全停止、各部件在初始位置且人机界面在引导界面才可以转 换。若某一工作模式正在进行期间切换了开关 SA1的档位，则蜂鸣器以短促鸣叫的方式发出报警，直至SA1转回到原

6、来的档位，蜂鸣器停止报警。各有关部件的初始位置为：机械手悬臂和手臂气缸活塞杆缩回，手指松开，停留在称 重平台上方；B、D、E位置的各气缸活塞杆处于缩回状态，皮带输送机、废品盘直流电 机停止转动、接通本生产装置电源后，绿色警示灯闪烁，指示电源正常；运行PLC，红色警示灯闪烁，指示PLC处于运行状态。上电后触摸屏自动进入引导界面，设备各部件若不在 初始位置时应自动返回初始位置，返回初始位置后原位指示灯 HL2（|HL2）亮，此时才可以进入调试模式或运行模式。一、调试模式1调试模式的进入和退出将SA1置于左边选择“调试”模式时，若设备各部件在初始位置，则触摸人机界面 引导界面的“进入测试”按钮，人机

7、界面切换到测试界面，此时系统进入调试模式。需要测试的项目（皮带输送机、机械手装置、废品盘电机、推料气缸）可在人机界 面上选择，PLC接收到选择信号后由HL3、HL4、HL5组成的指示灯组的状态指示调试 项目，调试项目对应的指示灯组状态如表 1所示.表1调试项目对应指示灯组的状态状态HL3HL4HL5调试项目1HL3、HL4、HL5循环闪烁皮带输送机2100机械手装置3010废品盘电机4001推料气缸注：“0表示熄灭，“ 1”表示闪亮（频率1HZ）确定调试项目后，再通过操作SB5和SB6两个按钮进行调试.按下SB5为执行或启 动，按下SB6为复位或停止。如果设备各部件均已返回初始位置，并且所有调

8、试项目均已取消（复位），则可通过 SA1开关切换工作方式，或触摸测试界面的返回按键，使触摸屏界面返回到引导界面。这 时系统退出调试模式2、输送带的调试要求输送带在调试的每一个频率段都不能有不转、打滑或跳动过大等异常情况。SA1在调试档位时，按下人机界面“皮带输送机，指示灯组工作在状态“ 1”，指示灯HL3、HL4、HL5均闪亮，并以跑马灯的方式循环闪烁 （按HL3 HL4 HL5 HL3- 的顺序循环），即为输送机的调试。然后按下按钮 SB5,皮带输送机的三相交流 异步电动机（以下简称交流电机）以15Hz的频率转动，接着按下按钮SB6,交流电机停 止运行；再按下按钮SB5,交流电机以25Hz的

9、频率转动，然后按下按钮 SB6,交流电 机停止运行，以此方式操作，可调试交流电机分别在15Hz, 25Hz和35Hz的频率转动。 在调试交流电机以35Hz的频率转动并停止后，再按 SB5,调试从15Hz的频率开始并 如此循环。3、机械手的调试要求各气缸活塞杆动作速度协调， 无碰擦现象；每个气缸的磁性开关安装位置合理、 信号准确；最后机械手停止在左限位置，气手指松开,其余各气缸活塞杆处于缩回状态。SA1 在调试档位，选择人机界面“机械手装置” ，指示灯组工作在状态“ 2”,指示灯HL4与HL5灭,HL3闪亮，即为机械手的调试。每按下按钮 SB5 一次，机械手按下列 顺序前进一步，旋转气缸转动悬臂

10、气缸活塞杆伸出手臂气缸活塞杆下降手指夹 紧；每按下 SB6 按钮一次，机械手动作后退一步 .如此操作按钮 SB5、 SB6 可调试各个 气缸运动情况。4、废品盘电机的调试要求废品盘电机启动后没有卡阻、转速异常或不转等情况。SA1 在调试档位，选择人机界面“废品盘电机 ,指示灯组工作在状态“ 3”，指示灯 HL3与HL5灭,HL4闪亮，即为废品盘电机的调试然后按下按钮SB5,废品盘电机启动、 按下SB6按钮，电机停止，如此交替按下 SB5和SB6,可调试废品盘电机的运行.5、B、 D、 E 工位推料气缸的调试要求各气缸活塞杆动作速度协调 ,无碰擦现象；最后各个气缸活塞杆处于缩回状态。SA1 在调

11、试档位，选择人机界面“推料气缸 ,指示灯组工作在状态 “4”，指示灯 HL5 闪亮、HL3与HL4灭，即为B、D、E工位气缸的调试。按下按钮 SB5,工位B气缸活 塞杆伸、缩一次；再按下按钮SB5, 工位D气缸活塞杆伸缩一次；再按下按钮 SB5, 工 位 E 气缸活塞杆伸缩一次 .这样可调试各个气缸运动情况。二、运行模式1、运行模式的进入和退出将 SA1 置于右边选择“运行”模式时 ,若设备各部件在初始位置,则触摸人机界面 引导界面的 “进入运行” 按钮,人机界面切换到运行界面, 此时系统才能进入运行模式。 设备进入运行模式后 ,在启动以前,应禁止从进料口下料。 此时按钮 /指示灯模块上的 H

12、L5 指示灯以 1Hz 的频率闪烁 ,提示“禁止下料 。如果设备在停止状态, 各部件均已返回初始位置 ,则可通过 SA1 开关切换工作方式, 或触摸运行界面的返回按键,使触摸屏返回到引导界面。这时系统退出运行模式 .2、分装要求分装机是将具有一定重量的物料在工位 B、 D 组装成产品。经检测金属物料标称重 量为40克、黑色物料标称重量为30克，白色物料标称重量为20克，要求在工位B、工 位 D 均组装每套重量为 80 克的产品,但由于工位 B 和工位 D 的容积限制 ,要求组成的 每一套产品的物料数目不超过 3 个。当物料均满足工位 B 和工位 D 的分送条件时 ,在两工位已有物料质量相同的情

13、况下, 优先分送工位B。两工位已有物料质量不同时，优先分送物料质量较大的工位。要求每个工位装满一套产品时不再装入物料 ,当两个工位都装满一套产品时, 需要打 包处理，打包时 HL5 以 1Hz 的频率闪烁 ,提示禁止下料； HL4 点亮表示正在打包处理， 将各工位产品打包取走。打包需要用时 5 秒，完毕后 HL4 熄灭，设备继续运行。3、分装过程 物料的放置按下HMI “运行模式”界面上的按钮 SB5或按钮/指示灯箱上的SB5,指示灯HL5被点亮，电动机以15HZ的频率正向待机运行；当落料口检测到有物料时，电动机以25HZ 的频率运行，指示灯HL5闪烁，提示不能下料。直至该物料分装处理完毕后，

14、才恢复到 允许下料物料质量的检测和分装物料被传送到称重平台后传送带停止。物料在称重平台停3s,检测物料的质量是否 与标称质量相符。检测结束后，该物料由机械手夹起 被夹起的物料流向如下： 若在检测过程中按下按钮 SB4,表示检测质量与标称质量不相符（以下简称质 量不合格）。质量不合格的物料由机械手送往废品盘，废品跌落废品收集盘后，废品盘电 动机应顺时针旋转一周，将物料拨出人工取出。b） 若称重平台上物料质量合格（即物料质量与标称质量相符 ）但不满足任何工位 组装要求的物料，应送到传送带上的E位置；机械手在E位置放下物料上升到位后，由 气缸E将物料推入工位E。c）质量合格且符合组装要求的物料将由机

15、械手夹送至 E位置,当机械手放下物料且 手臂上升到位后，传送带以25HZ的频率反向运行，将物料运送到相应工位停止，并由相应 气缸将物料推入相应工位。 机械手放下物料后返回初始位置。准备下次夹送物料。4、正常停止运行期间按下停止按钮SB6（或SB6）,系统应按如下步骤停止： 立即停止物料的放置，指示灯HL5以1HZ的频率闪烁，提示禁止下料。 若装置上已经放置了物料，对物料的处理以确保停车后传送带上无物料，机械手返回初始位置为原则。 若刚好要打包，则打包完毕后才停止 停止后按住SB6 （或SB6）超过3秒或转换了工作方式，则所有数据清除，并 人工取走所有工位和称重台的物料。否则再次启动时将在停止前

16、的基础上继续工作。5、异常情况本次任务，只考虑“紧急停止”的异常情况：若在运行过程中遇到需要紧急停止的 意外情况,可按急停开关QS。分装机应保持停止时的状态，蜂鸣器鸣叫待意外消除，松开 急停开关，蜂鸣器停止鸣叫，按下按钮/指示灯箱上的按钮SB5,设备继续运行，此时报警信息自动消除二、触摸屏组态说明人机界面应设置引导、测试和运行三个界面，分别如图2、图3和图4所示。各个界面中按钮以及指示灯外形可自行选择。1、引导界面说明：图2触摸屏引导界面引导界面是启动界面，其上工位号下面的方框应填写操作者所在的工位号。SA1处在左边即选择测试模式，则界面上“测试模式位置”指示灯点亮；若设备 处于初始位置（初始

17、位置指示灯亮），操作提示区内将显示“请按测试键进入设备测试模 式界面”，这时按“进入测试键，将切换到测试模式界面。SA1处在右边即选择运行模式，则界面上“运行模式位置”指示灯点亮 ，若设备 处于初始位置，操作提示区内将显示“请按运行键进入设备运行模式界面” ，这时按“进 入运行”键，将切换到运行模式界面，并向PLC发布切换通知。2、测试界面说明：图3 触摸屏的测试界面测试界面如上图3所示。当设备处于初始位置时，触摸界面上调试项目选择框内各 项目，即可选定一个调试项目，被选定的项目框内文字及边线均以红色闪烁。如需取消 这项选定，可在设备返回初始位置后再触摸一次 .必须注意，在任一时刻只能选择一个

18、项目，如果同时选择了两个以上项目，PLC将不予执行并发出报警信号，这时测试界面右上方的“多1报警”指示灯将闪烁当设备返回到初始位置，且界面上各调试项目的选定均被取消时，可以按“返回引导界 面键返回。若在此状态下，SA1转换了工作方式，则此页面自动返回引导界面。3、运行模式界面说明：图4为系统未启动的运行界面，界面上应能显示设备的运行状态、 监视工位B和D 装入物料的重量、累计质量不合格的物料个数，并可发出启动和停止等主令信号。须要显示的设备运行状态包括待机/禁止下料、物料放置中、物料分装中、急停 状态和正常停止等信息。系统启动后且处于待机状态时，“待机/禁止下料”指示灯被点亮；处于禁止下料 状态时，该指示灯闪烁。（即动作方式与HL5相同） 从物料下料开始至到达称重台止，为物料放置阶段，此时“物料放置中”指示灯被 点亮 每个物料从称重开始，到分装完成，为物料分装阶段，此时“物料分装中”指示灯 被点亮。 急停按钮按下后，“急停状态指示灯闪烁。 当打包条件满足时，打包指示灯被点亮 界面右上方设置了初始位置指示灯和废品超标报警指示 ，系统处于初始位置时初 始位置指示灯点亮；当废品数与下料总数的比值超过 20%时，废品超标报警指示灯闪烁 报警。分装统计框中实时监视工位 B和工位D当前装入总重量以及质量不及格的废品个数设备完全停止且各部件返