自动化生产线试验指导书

1、瀚天煌教仪目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统产品简介 2一、产品概述2二、产品特点2三、技术性能2四、实验内容2五、系统配置4第二章实验系统各单元功能和组成、工作原理、控制要求及实验项目 6一、控制技术 6二、工作过程及实验 7（一）上料检测单元 9（二）搬运单元15（三）加工检测单元 19（四）安装单元24（五）安装搬运单元 28（六）分类单元32（七）主控单元36第三章实验系统电气及气动控制 46一、电气控制电路组成 46二、气动原理介绍 46第四章 实验系统使

2、用说明 48一、安全须知48二、I/O地址分配及功能说明 48三、运行操作 52附录一 3ND583三相细分步进驱动器 54一、产品简介 54二、产品图片54三、特性54四、电气、机械和环境指标 55五、马区动器接 口和接线介绍 56六、电流、细分拨码开关设定 59七、供电电源选择 60八、适配电机选配60九、典型接线案例61十、保护功能及常见问题 62附录二57系列三相混合式步进电机使用说明 64附录三MCGS工控组态软件使用说明书 67附录四 GX-Developer 软件使用说明 77附录五CC-LINK网络介绍82天煌教仪天煌科技天煌教仪nv-tljiiiiiliUiiikrriMES

3、网络型模块式柔性自动化生产线实验系统第一章MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统产品简介一、产品概述MESJ络型模块式柔性自动化生产线实验系统是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品，是为职业技术学院、技工学校、职业技术学校、职业教育培训机构等而设计的产品，它适合机械 制造及其自动化、机电一体化、机械电子工程、电气工程及自动化、自动化工程、控制工程、测 控技术、计算机控制、机械设计与理论、自动控制等相关专业的教学和培训。它在接近工业生产 制造现场基础上又针对教学进行了专门设计，强化了各种控制技术和工程实践能力。实验系统由六个单元组成，分别为：上料检测单元、搬运单元、加工与检测单元、安装搬运

4、单元、安装单元和分类单元，控制系统选用三菱PLC进行控制，具有较好的柔性，即每单元各有一套PLC控制系统独立控制，在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两个单元、三个单元直至六个单元连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。实验系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、PLG传感器等多种控制技术，适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一 体化人才的理想设备。二、产品特点.系统将机械、气动、电气控制、电机传动、传感器检测、PLC以及工业网络控制技术有机地进行整合，结构模块化，偏于组合，可以完成各类单项技能训练和综合性项目训练。可以

5、进行 机械部件安装于调试、气动系统的安装与调试、电气控制电路的安装和PLC编程、机电设备安装与调试、自动控制系统安装与调试，能较好地满足实验教学与工程训练的需要。.该实验系统可以锻炼学员创新思维和动手能力，学员可以利用本实验系统从机械组转、电气设计、接线、PLC编程与调试、设备维护等方面进行工程训练。.控制系统主站采用三菱 Q系列PLC (Q01CPU,从站采用三菱 FX2N系列PLC+FX2N-32CCLCC-LINK通信模块，各站之间使用CC-LINK总线进行通讯，从站主要用于控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号进行采集，主站采集各从站数据，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据，同时

6、系统还配有三菱10.4英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制网络的集成。三、技术性能.输入电源：单相三线 AC220世10% 50Hz.工作环境：温度-10 C40c 相对湿度w 85% (25C)海拔v 4000m.装置容量：W 1.5kVA.外形尺寸：270cmX 170cm 140cm.安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准四、实验内容(一)实验项目.传感器应用技术实验该系统所使用的传感器数量多，电感式的、光电式以及电磁式等，每一个都有着各自的特性、发挥着不同的作用，使系统得以可靠工作。学员可通过了解工作中各类传感器的工作特性来加强天煌教仪天煌科技O天煌教仪一、MES网络型模块

7、式柔性自动化生广线实验系统对这些传感器的感性认识，可使学员快速掌握所学知识。.气动应用技术实验该系统上使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹爪、过滤减速 阀等。在学习这些气动元件时，不但可以单独学习每一种分离元件，而且还可以在学习时了解各 种气动元件之间，以及气动元件与其它元件之间，如何配合起来并协调进行工作的。.PLC编程实验柔性自动化实验系统上六个单元，每个单元由一套PLC控制器单独控制，这使得柔性自动化生产实验装置可以分成若干完全独立的工作机构，使十几个学生可以同时进行学习，而且每个学 员都有动手的机会。在该设备上学员不但可以学习PLC的各种技术，而且可以学习综合科

8、技环境下PLC的多种应用。为灵活学习和掌握 PLC的各方面知识提供了条件。.电气控制电路实验柔性自动化实验系统有六个工作单元，其电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且 以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC各I/O地址查对和设备电路连线方法。.机械系统调试实验柔性自动化实验系统上的六个工作单元相对独立，在进行联机调试时，学员需调整单元与单 元之间的协调关系，至系统可正常、可靠地运行。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。.工业网络通信任务1:组态监控软件的运行使用及与PLC的通信任务2:触摸屏工程的编写任务3: GX编程软件使用任务4: CC-LIN

9、K模块的学习与使用任务5: CC-LINK通讯协议的学习与使用任务6: CC-LINK主站与从站之间的通讯.系统维护和故障检测技术实验设备日常维护的内容和方法，以及系统常见故障分析、排除的方法。(二)工作任务1.柔性自动生产线单元的安装与调试提供的设备功能部件和元器件装配柔性自动生产线：(1)上料检测单元的安装与调试(2)搬运单元的安装与调试(3)加工单元的安装与调试(4)安装搬运单元的安装与调试(5)安装单元的安装与调试(6)分类单元的安装与调试(7)柔性自动生产线实验装置安装与调试2.气动系统的安装与调试天煌教仪天煌科技O天煌教仪一、MES网络型模块式柔性自动化生广线实验系统通过配置的气缸

10、、电磁阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：(1)气动方向控制回路的安装与调试(2)气动速度控制回路的安装与调试(3)摆动控制回路的安装与调试(4)气动顺序控制回路的安装与调试(5)气动机械手装置的安装与调试(6)气动系统安装与调试3.电气控制电路的安装和 PLC编程通过配置的PLG步进电机、指令开关和传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：(1)电动机控制电路的连接与控制程序编写(2)步进电机驱动电路的连接与控制程序编写(3)气动方向控制程序编写(4)气动顺序动作控制程序编写(5)气动机械手控制程序编写(6)柔性自动生产线控制程序编写4.柔性自动控制系统的安装与调试通

11、过调整的供料单元、搬运单元、加工与检测单元、搬运单元、安装搬运单元、安装单元、分类单元，可完成柔性自动生产线的安装、调试。5.通过培训、考核，可考察的职业能力(1)柔性自动生产线的组成、结构与连接(2)控制系统及应用(3)气动原理与控制技术应用(4) PLC与编程方法(5)运动控制技术应用(6)安转、连接、故障诊断与调试五、系统配置该系统由型材桌、上料检测单元、搬运单元、加工与检测单元、搬运分拣单元、分类单元、 通信接口板、电气网孔板、按钮控制板、各种传感器、警示灯、电磁阀和I/O接口板等组成，完成工件的上料、搬运、加工、分拣、分类等功能。天煌科技天煌教仪基本配置表序 号站名主机规格备注1上料

12、检测单元FX2N-48MR+FX2N-32CCL24路数字量输入/24路继 电器输出2搬运单元FX2N-48MR+FX2N-32CCL24路数字量输入/24路继 电器输出3加工与检测单元FX2N-48MT+ FX2N-32CCL24路数字量输入/24路晶晶体管41：MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统体管输出型4安装单元FX2N-48MR+FX2N-32CCL24路数字量输入/24路继 电器输出5安装搬运单元FX2N-48MR+FX2N-32CCL24路数字量输入/24路继 电器输出6分类单元FX2N-48MT+ FX2N-32CCL24路数字量输入/24路晶 体管输出晶体管 型7主控单

13、元Q01CPU+Q61P+Q33B+QJ61BT1+QX40+QY10+GT1275-VNBA-C1N6路数字量输入/16路继 电器输出总线结构米用三菱 CC-LINK现场总线网络通信，使各站之间的控制信息和状态数据能够实 时相互交换。每站均配编程电缆一根。天煌教仪天煌科技天煌教仪MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统第二章 实验系统各单元功能和组成、工作原理、控制要求及实验项目一、控制技术1,该自动化生产线实验系统每一单元都由一套独立的控制系统。因此，该系统可拆分开来学 习，以保证初学者容易入门和足够的学习空间，在将各单元联机组成自动化生产线系统后，能为 学员提供一个复杂和大型控制系统的

14、学习平台。2,各单元都通过一块控制面板来控制 PLC使各单元按要求进行工作，一个控制面板上有 5个 按钮开关，2个选择开关和1个急停开关。(1)各开关的控制功能定义：G 二0UOEICT互T0500360d7皿箕1FBJ4jiJ-roiBD4诂-兑01国1O37D也一浊】否4站一m仃口。谢CC-LankWlFS)MJ-湖】粉皿-汕90口闻cc-UtkiFB：i5me5SJ-XDI 加口】胡Cr-linkljEJfl)6站-沏AD西一HUJAJU1B0CC-knkffllFS)6贴一棚】防6M-汕 J0Q3C01一I/O台配中打果祖有砍舌全都的摇内（中间有城璇惹博;稔查不AEE事执行.方认值|

15、希营 |结束设 | 即清 |.程序编写完成后，点击“在线” 、“PLC写入”，选择“程序”、“PLC参数”选项，将设置 的参数下载到 Q PLC中，下载完成后，将 CPUFF关切换至左侧“ RESET，复位CPU完成后下 载的参数生效。.通讯正常时，QJ61BT11N的“ RUN、MST、SB、LRUN指示灯应点亮，“ERR灯熄 灭；FX2N-32CCL的 “LRUN、SD、RD 灯应点亮系统上电后，先按下各单元的“上电”按钮，这时“复位灯”开始闪烁，如第一次开机， 请将各单元工件收到供料检测单元或安装单元中，而后在主控单元按下“复位”按钮，系统开 始复位，待各单元完全复位后，各单元“开始灯”

16、闪烁，观察主控单元工程组态指示，查看联 机复位状态，当所有单元复位完毕，可按下“开始”按钮，系统可开始工作。当任一单元出现 异常，按下该单元“急停”按钮，该单元立刻停止运行。当排除故障后，旋开“急停”按钮， 按下“上电”按钮，该单元可接着从出现异常的断点继续运行。如工作时突然断电，来电后系天煌科技39天煌教仪O天煌教仪一一一一、MES网络型模块式柔性自动化生广线实验系统统重新开始运行。8.实验二 触摸屏监控（主控单元）（1）目的了解触摸屏组态的使用方法。2）学习触摸屏工程编写方法。3）学习触摸屏进行监控的使用方法。（2）设备1）安装有WINDOWS作系统的PC机一台（具有触摸屏 GT软件）TH

17、WSPX-型MES网络型模块式柔性自动环形生产线实验系统3）通信电缆（3）步骤1）安装触摸屏软件。2）将样例工程下载至触摸屏，系统正常运行后，进入主画面中。3）按画面进入实验项目单元点选择画面。4）选取“供料单元”转到一号单元画面。5）在画面中放置了一号单元一些主要的检测开关，它们的动作对应于 PLC的状态，当相应的PLC输入点动作时，画面中的元件也跟着动作。从而通过画面元件的动作情况就可了解工作 单元运行的情况。6）在每单元中，“手/自”、“单/联”、“上电”作为状态指示用，、“开始”、“复位”、“调试”作为状态指示和按键输入用。7）按右侧“键，画面将会切换到下一单元。8）按右侧“键，画面将

18、会切换到上一单元。9）按左上侧“区”键，本画面将关闭，并切换到相应的原始画面。如：供料单元左上侧 “KW% 键，供料单元画面关闭，切换到单元点选择画面。10）按“主控单元”可切换到主控单元监控画面。监控各单元的单机联机、手动 自动状 态，以及生产线根据任务数进行物料加工，各单元加工完成的数值在触摸屏上显示。（4）通过对样例程序的学习，自己创建一个新的工程，实现系统的控制。9.实验三MCGS监控（主控单元）（1）目的了解MCGS1态的使用方法。2）学习MCGS1态工程编写方法。3）学习触摸屏进行监控的使用方法。（2）设备1）安装有 WINDOWS作系统的 PC机一台（具有 MCG歌件）THWSP

19、X-型MES网络型模块式柔性自动环形生产线实验系统天煌科技40天煌教仪天煌教仪MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统3)通信电缆(3)步骤MCGS：件参数设置.打开MCG歌件，点击“文件/新建工程”，新建项目；如下所示:融匚GS组态环境-工作台:CiXFKOtlI打井工程也Ctrl*D关闱工程院据如 查看。工具1新建工程 CtrltKMCG那部数据，添加成功.选择“实时数据库”标题栏，双击“增加对象”图标，添加后，对双击添加的数据图标，在弹出的对话框中对该数据进行属性设置，设置完毕后，进而添 加定义其他数据。如下所示：.选择“设备窗口”标题栏，双击“设备窗口”图标，进入通信通道组态窗口，如

20、下所 示：国主控窗口庄8杂设备管理.点击“设备工具箱工”快捷按钮，单击“设备管理 1”进行设备添加，从“可选设备”中将需要的通信组件添加至右侧的“选定设备”中，添加完毕后，点击“确定”，退出设备管理添加窗口。如下所示：天煌科技41天煌教仪天煌教仪M H M JhliHih IU 1哂1 愤MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统所有就不m flce 3三康_JHK FI不到电口设在各行里冲程序+ -Jik J三匿FK不不嗝S口 工1_Q都列界口三港上玉烟修程口*口只说阡m bowfe”工U! ,iJBOSEXFkII- .D! kBCggElFreEH.-Bs VBDSSEXPeoei-.r

21、a，4Ht* 和利时1 ，的界土 口桧下+ ，欧糖芯永盅1国刈：生 苴任海由 U苜旧+ . 35用户史献普 通而说若遇雨 口封电&:* :14币TPV工也助&的 H I5.在“设备窗口”中，点击“设备管理”含通信父设备及子设备）。如下所示：二设苗田春：陵仔出口”中的通信组件，将其添加至“设备窗口”下（包,. 一 一 , rvjn - -Kibcvj设鼻工具箱6.点击“通信父设备”通用牢LI文联法O西门子_6/？门111川 学三餐_内整列或程口 $ K 浜。芋虬由k 三要_n第刎虬程l |及“通信子设备”，在弹出的对话框中组态通信设备的通信参数。波特率115200,数据位8位，停止位1位，奇校验

22、；位如下所示:.点击“通信子设备/,在弹出的对话框中选择“基本属性/设置设备内部属性（右侧按钮）”，组态通信子设备的数据采集控制通道。如下所示：天煌科技42天煌教仪天煌教仪MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统.在弹出的对话框中，我们会发现，系统默认采集通道为X00X07,共8个通道，如果想采集控制PLC内部其他地址的信息，可以点击“增加通道” ，在弹出的对话框中定义通道。如下所示：.通道定义完毕后，将第 2步中定义的内部数据与各通道进行一一对应。如下所以.通道定义并对应完毕后，此时，我们可以新建画面在画面中组态不同的按钮及指示单元，检验组态结果的正确性。另外，我们也可以通过“设备调试/通

23、信状态标志位”的状态确定通信组态的正确性：通信状态标志位=0 一通信良好；通信状态标志位=其他一通信中断。如下所示：天煌科技43天煌教仪天煌教仪nv-tljiiiiiliUiiikrriMES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统2）组态流程图新建项目3）编辑组态画面用户可以自己编写组态画面，具体可以参照样例工程及参考手册。4）运行组态（这里以样例工程为例说明）.确定组态软件与Q主机通讯正常后，按“ F5”进入运行环境。.在弹出的欢迎窗口中，按 Ctrl+Y或点击“登录系统”,在弹出的“用户登录”对话框 中选择用户名为“负责人”，密码为“MASTER,可用计算机键盘输入或点击对话框中的软键盘。.

24、输入正确的密码后点击“确定”，进入“控制窗口”界面，如果没有输入密码或输入错 误，点击“确定”和“取消”也能进入“控制窗口”界面，但无法进行除“系统管理” 一 “登 录用户”外的其它操作。.没有正常登录时，点击“系统管理” 一 “登录用户” ，输入正确的用户名和密码后可重 新登录。.正常登录后点击界面中各站的画面可进入相应站点的显示画面。以第六站为例，点击 第六站的按键后画面切换到第六站显示窗口。.画面左侧为第六站的硬件模拟图，传感器的亮灭与相应的硬件一致，气缸及货台的移 动动作与相应的硬件一致。.画面右侧为第六站的控制开关模拟图，其中“开始”、“复位”同时作为指示灯和输入按键，“手/自”、“

25、单/联”、“上电”仅作为指示，“调试”仅作为输入按键。.第六站通电后，将“急停”按钮旋出，按下“上电”键后，“上电指示灯”点亮，同时“复位指示灯”闪烁。在组态画面中“上电指示灯”也点亮，“复位指示灯”闪烁，由于网络延天煌科技44天煌教仪O天煌教仪一、MES网络型模块式柔性自动化生广线实验系统时，闪烁会有所不同步。.在第六站上或在组态画面上按下闪烁的“复位”键，“复位指示灯”停止闪烁，第六站进行复位动作，货台运行到X轴、丫轴的原点位置，完成后“开始指示灯”开始闪烁。.在第六站上或在组态画面上按下闪烁的“开始”键，“开始指示灯”停止闪烁。货台运行到等待位置。.点击“关闭窗口”菜单项关闭当前窗口，以

26、相同的步骤完成前几站的上电和复位操作， 并将16站的“单/联”旋钮开关旋到“联”位置， 26站的“手/自”旋钮开关旋到“自” 位置，1站的“手/自”旋钮开关旋到“手”位置。.在以上的开关控制状态下，系统为手动下单加工模式，点击“任务下单”菜单，在任 务下单栏的数值输入框中输入加工数量值，如“4”，再点击“确定”键进行数值确定。.系统在接受到加工任务数值后开始运行，当第一站在进行加工时还没完成任务，且物 料在10秒内没有到货台时，报警灯亮，提醒操作人员加料，当物料放在货台上升时卡住，报警 灯亮同时发出报警声，操作人员先按下“急停开关”，使货台下降到底，将物料放正后将“急停” 按钮旋出并按下“上电

27、”键，系统继续运行。.系统完成任务下单数量后各站停止动作，等待任务下单。此时将一站的“手 /自”旋钮 开关旋到“自”位置，系统开始自动运行，直至重新任务下单。.点击“外围软件”下拉的“ STEP 7-MicroWIN”或“ GX Developer ”则系统自动打开这 些软件，如果要打开别的软件，则点击“定位软件路径”，在下方弹出的输入框中输入要运行软件的完整路径名并按下确定键后，系统调用此软件。例 C:WINDOWSsystem32calc.exe 则系 统将打开自带的计算器。.系统在运行过程中，点击“物件颜色”菜单，弹出“物件颜色监视”窗口，根据每站 中小方块显示的颜色监视实际的物件颜色信

28、息传递情况。.系统在运行过程中，点击“通讯状态观察”菜单，弹出“输入 /输出监视”窗口，根 据窗口中各指示灯的显示情况了解系统运行状态。天煌科技45天煌教仪天煌教仪www.tbtulni画MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统第三章实验系统电气及气动控制一、电气控制电路组成本实验装置电气控制部分集电源控制模块、按钮模块、可编程控制器模块等于一体。系统采用模块式设计，各个模块均为通用模块， 可以互换，扩展性强，提供的PLC实验内容全面、丰富, 锻炼学生的实际动手能力，整个实验过程简单、明了、易学、易懂。二、气动原理介绍.气动执行元件部分：单杠气缸、薄型气缸、气动手指、导杆气缸、双导杆气缸、旋

29、转气缸。.气动控制元件部分：单控电磁阀、双控电磁阀。.气缸示意图：气缸缩回限位气缸伸出限位接/管注：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。.单控电磁阀示意图注：单向电控阀用来控制气缸单向运动，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控制两个位置，而单控初始位置是固定的只能控制一个方向。.双控电磁阀示意图天煌科技46天煌教仪向天煌教仪MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统注：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。.气动手指控制示

30、意图注：上图中手爪夹紧由单向电控气阀控制，当电控气阀得电，手爪夹紧，当电控气阀断电后,手爪张开。天煌科技47天煌教仪天煌教仪nv-tljiiiiiliUiiikrriMES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统第四章实验系统使用说明、安全须知.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。.在进行配线时，请勿将配线屑或导电物落入可编程控制器内。.请勿将异常电压接入PLC电源输入端，以避免损坏 PLG.请勿将AC电源接于PLC输入/输出端子上，以避免烧坏 PLG通电前请仔细检查接线是否 正确。.在插拔通信电缆时，请务必确认 PLC输入电源处于断开状态。.、I/O地址分配及功能说

31、明天煌科技天煌教仪1.第一站：上料检测单元序号PLC地址名称功能说明1X000光电传感器物料检测2X001光电传感器颜色检测3X002磁性传感器货台上限位检测4X003磁性传感器货台下限位检测5X007上电6X010开始7X011复位8X012调试9X013手动10X014联机11X015停止12Y000电机电机转13Y001上料气缸上料气缸上升14Y002警示灯警示绿灯15Y003警示灯警示黄灯16Y004警示灯警示红灯17Y010开始灯18Y011复位灯2.第二站：搬运单元序号PLC地址名称功能说明1X000磁性传感器摆动气缸左限位2X001磁性传感器摆动气缸右限位3X002磁性传感器双导

32、杆气缸前限位4X003磁性传感器双导杆气缸后限位48天煌科技天煌教仪1：MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统5X004磁性传感器气爪夹紧限位6X005磁性传感器单杠气缸上限位7X006磁性传感器P单杠气缸卜限位8X007上电9X010开始10X011复位11X012调试12X013手动13X014联机14X015停止15Y000摆动气缸电磁阀摆动气缸左转16Y001摆动气缸右转17Y002双导杆气缸电磁阀双导杆气缸前伸18Y003双导杆气缸后缩19Y004气爪电磁阀气爪放松20Y005气爪夹紧21Y006单杠气缸单杠气缸卜降22Y010开始灯23Y011复位灯3.第三站：加工检测单元序号PLC地址名称功能说明1X000光电传感器物料放置到位2X001电感传感器转盘旋转到位3X002磁性传感器加，卜限位4X003磁性传感器加工上限位5X004磁性传感器辅助加工伸限位6X005磁性传感器辅助加工退限位7X006磁性传感器检测上限位8X007上电9X010开始10X011复位11X012调试12X013手动13X014联机