自动化生产线组装与调试任务3.8-分拣输送单元安装与调试

任务3.8分拣输送单元安装与调试

任务3.8分拣输送单元安装与调试熟悉分拣输送单元结构与功能，并正确的安装与调整1正确分析光电编码器电气线路，并对其进行连接与测试2掌握MM420变频器的控制方式，并对其进行连接与测试3熟练利用指令向导配置PLC高速计数器操作4掌握异步电动机位置控制程序设计与调试方法5知识与能力目标任务3.8分拣输送单元安装与调试3.8.6分拣输送单元控制程序设计与调试

3.8.1分拣输送单元结构与功能分析

3.8.2分拣输送单元机械及气动元件安装与调整3.8.3分拣输送单元气动控制回路分析、安装与调试

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

3.8.4MM420变频器的使用3.8.1分拣输送单元结构与功能分析

传送带模块检测模块推料模块

将工件通过传送带输送到下一单元，根据预设的工件信息，在工件检测模块和推料模块的配合下，实现传送带模块上工件的自动分拣输送功能。主要组成有传送带模块，工件检测模块、推料模块、电气控制板、操作面板、I/O转接端口模块、电磁阀及气源处理装置等。单元功能单元组成传送带模块双作用直线气缸通过固定支架安装在传送带支架外端，依据预设的工件信息，当传送带上的工件在推料气缸前端停止时，推料气缸动作将工件推到滑槽中。以变频器控制三相异步电动机的运行起停和速度调节，达到改变传送带传动速度目的。其中光电编码器用于电动机运行速度的检测，为转速控制提供反馈信号。借助安装在传送带两端的两个漫反射式光电接近开关为传送带的起停控制提供检测信号。传送带模块工件检测模块推料模块主要组成3.8.1分拣输送单元结构与功能分析

传送带支撑架光电编码器三相异步电动机气缸固定支架直线气缸推料模块传送带模块3.8.1分拣输送单元结构与功能分析

三相异步电动机传送带固定挡板光电编码器固定连接块传动装置安装示意图3.8.2分拣输送单元机械及气动元件安装与调整

滑槽推料杆直角固定块安装示意图3.8.2分拣输送单元机械及气动元件安装与调整

原理图连接安装图本单元只有一个气动控制回路，用于控制直线气缸执行分拣推料动作3.8.3分拣输送单元气动控制回路分析、安装与调试

通用变频器绝大多数是交—直—交型变频器，其工作原理是将外部引入的工频交流电源转换成频率和电压都可以任意改变的交流电源。注意处理好屏蔽和接地问题3.8.4MM420变频器的使用

变频器与电动机的连接示意图西门子MM420（MICROMASTER420）是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列

3.8.4MM420变频器的使用

MM420变频器及接线端子变频器核心部件为CPU单元，根据设定的参数，经过运算输出控制正旋波信号，经过SPWM调制，放大输出三相交流电压驱动三相交流电动机运转。3.8.4MM420变频器的使用

MM420变频器的功能框图变频器同时带有人机交互接口基本操作板（BOP），利用BOP操作板可以改变变频器的各个参数，从而设置变频器的各种运行功能。BOP操作面板

显示/按钮功能功能说明状态显示LCD显示变频器当前的设定值变频器启动按此键起动变频器。默认值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，应设定P0700=1变频器停止OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车，缺省值运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车。此功能总是“使能”的。电动机换向按此键可以改变电动机的转动方向，电动机的反向时，用负号表示或用闪烁的小数点表示。默认值运行时此键是被封锁的，为了使此键的操作有效应设定P0700=13.8.4MM420变频器的使用

显示/按钮功能功能说明电动机点动在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。功能此键用于浏览辅助信息。变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2秒钟，将显示以下参数值（在变频器运行中从任何一个参数开始）：1.直流回路电压（用d表示–单位：V）2.输出电流A3.输出频率（Hz）4.输出电压（用o表示–单位V）5.由P0005选定的数值访问参数按此键即可访问参数增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值。BOP上的按钮及其功能（续）3.8.4MM420变频器的使用

MM420变频器是一个智能化的数字式变频器，通过其参数的设置可以控制其不同的运行功能。参数号是指参数的编号，用0000到9999的4位数字表示，在参数号的前面以一个小写字母“r”时，表示该参数是“只读”的参数。其它所有参数号的前面都以一个大写字母“P”。这些参数的设定值可以直接在其“最小值”和“最大值”的范围内进行修改。MM420变频器有数千个参数，为了能快速访问指定的参数，MM420采用把参数分类，屏蔽（过滤）不需要访问的类别的方法实现。实现这种过滤功能的有如下几个参数：P0004、P0010、P0003、P970、P0700P1000。3.8.4MM420变频器的使用

设定值所指定参数值意义设定值所指定参数值意义0全部参数12驱动器装置的特征2变频器参数13电动机的控制3电动机参数20通信7命令，二进制I/O21报警/警告/监控8模—数转换和数—模转换22工艺参量控制器（例如PID）10设定值通道/RFG(斜坡函数发生器)

参数P0004是实现参数过滤功能的重要参数完成了P0004的设定以后再进行参数查找时，在LCD上只能看到P0004设定值所指定类别的参数3.8.4MM420变频器的使用

参数P0003用于定义用户访问参数组的等级，设置范围为1～4，其中：标准级

12扩级展专家级维修级34参数P0003参数P0010

参数P0010是调试参数过滤器，对与调试相关的参数进行过滤，只筛选出那些与特定功能组有关的参数。P0010的可能设定值为：0（准备），1（快速调试），2（变频器），29（下载），30（工厂的缺省设定值）；缺省设定值为0。3.8.4MM420变频器的使用

参数P970为复位到工厂设置值，默认值为1。参数P0700用于指定命令源，默认值为2。设置值指定参数值意义设置值指定参数值意义0工厂的缺省设置4通过BOP链路的USS设置1BOP（键盘）设置5通过COM链路的USS设置2由端子排输入6通过COM链路的通讯板（CB）设置参数P970参数P07003.8.4MM420变频器的使用

“0”值：无主设定值“1”值：MOP（电动电位差计）设定值。取此值时，选择基本操作板（BOP）的按键指定输出频率“2”值：模拟设定值：输出频率由3、4端子两端的模拟电压（0～10V）设定“3”值：固定频率：数字输入端子DIN1～DIN3的状态指定输出频率。用于多段速控制

“5”值：通过COM链路的USS设定。即通过按USS协议的串行通讯线路设定输出频率参数P1000用于选择频率设定值的信号源。其设定值可达0～66，默认的设置值为2。下面只说明其常用设定值信号源的意义：参数P10003.8.4MM420变频器的使用

更改参数P0004的数值，具体的步骤如图所示，其他的参数的更改步骤与此类似。

如何进行参数设置参数数值的更改步骤主要包括选定参数的查找、进入参数访问级更改参数、确认并存储参数值。

通过BOP就可进行修改和设定参数，所选择的参数号和参数值可在LCD上显示。3.8.4MM420变频器的使用

频率给定信号的主要方式接点开关信号给定

操作板（BOP）给定

脉冲信号给定

模拟信号给定

通信方式给定

使用变频器的目的是通过改其输出频率从而改变电动机的转速，因此必须向变频器提供改变频率的信号，这个信号称为频率给定信号。

3.8.4MM420变频器的使用

模拟量输入信号给定控制连续调速若变频器的参数为出厂默认值时，即命令源参数P0700=2；频率设定值信号源P1000=2。在AIN+（端子3）与AIN-（端子4）加上外部模拟电压（DC0～10V可调）；并使数字输入DIN1信号为ON通过设定参数P0701、P0702实现。使P0701=1（DIN1ON接通正转，OFF停止），P0702=2（DIN2ON接通反转，OFF停止）。实现电动机速度连续调速。实现数字输入端口DIN1和DIN2控制电动机的正反转方向时3.8.4MM420变频器的使用

模拟量输入信号给定控制调速，并能实现正反转起动运行的参数设置步骤如下1）P0010参数为“30”、P0970参数设为“1”——变频器复位到工厂设定值2）P1000参数为“2”——用模拟量给定频率3）P0700参数为“2”——由模拟量输入端子/数字量输入端子控制变频器4）P0003参数为“2”——扩展用户的参数访问范围5）P0701参数为“1”——正向运行/停止6）P0702参数为“2”——反向运行/停止3.8.4MM420变频器的使用

多段速度控制功能当命令源参数P0700=2（外部I/O），选择频率设定的信号源参数P1000=3（固定频率），并设定数字输入端子DIN1、DIN2、DIN3等相应的功能后，就可通过外接的开关器件的组合通断输入端子的状态实现电动机速度的有级调速。选择数字输入1（DIN1）功能的参数为P0701，默认值=1

选择数字输入2（DIN2）功能的参数为P0702，默认值=12选择数字输入3（DIN3）功能的参数为P0703，默认值=93.8.4MM420变频器的使用

接点开关信号给定控制多段调速设定值所指定参数值意义设定值所指定参数值意义0禁止数字输入14MOP降速（减少频率）1接通正转/停车命令115固定频率设定值（直接选择）2接通反转/停车命令116固定频率设定值（直接选择+ON命令）3按惯性自由停车17固定频率设定值（二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON命令）4按斜坡函数曲线快速降速停车21机旁/远程控制9故障确认25直流注入制动10正向点动29由外部信号触发跳闸11反向点动33禁止附加频率设定值12反转99使能BICO参数化13MOP（电动电位计）升速（增加频率）

3.8.4MM420变频器的使用

参数P0701、P0702、P0703可能的设定值选择固定频率的方式确定输出频率的三种方式123直接选择（P0701～P0703=15）此操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。若有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。此种方式下，还需一个ON命令才能使变频器投入运行。直接选择+ON命令（P0701～P0703=16）在方式一的基础上，带有ON的命令二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON命令（P0701～P0703=17）使用此方式最多可以选择7个固定频率3.8.4MM420变频器的使用

固定频率的数值选择

固定频率参数组合方式频率参数工作方式DIN3DIN2DIN1OFF000P1001方式1

0

0

1P1002方式2

0

1

0P1003方式3

0

1

1P1004方式4

1

0

0P1005方式5

1

0

1P1006方式6

1

1

0P1007方式71113.8.4MM420变频器的使用

设置7个固定频率的多段调速的具体参数设置步骤1）P0010参数为“30”,P0970参数设为“1”——变频器复位到工厂设定值2）P0004参数为“7”——命令组为命令和数字I/O3）P0700参数为“2”——由模入端子/数字输入控制变频器4）P0003参数为“2”——扩展用户的参数访问范围5）P0701参数为“17”——BCD码选择＋ON命令6）P0702参数为“17”——BCD码选择＋ON命令7）P0703参数为“17”——BCD码选择＋ON命令17）P1007参数为“50”——固定频率7为50Hz……3.8.4MM420变频器的使用

3工件分拣推料位置的定位采用增量式光电编码器检测运行脉冲信号，为PLC控制系统提供反馈信号，分析计算出工件的运行位置输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90，用于辩向；Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位

21该编码器的工作电源为DC12～24V，分辨率为500线；电气接口为五线制，分别为红色的Vcc、黑色的0V、绿色的A相、白色的B相和黄色的Z相，三相脉冲采用NPN型集电极开路输出增量式光电编码器3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

磁性开关

漫反射式光电接近

电磁阀

增量式光电编码器

变频器

指示灯14个开关量输入点

4个开关量输出点1个模拟量输出端口

电气系统分析PLC3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

分拣输送单元PLCI/O接线原理图变频器电气线路连接

三相电源PLC模拟量输出端口M、VMM420变频器L1、L2

L3

U、V、W

AIN+AIN-

DIN1

I/O端子排的对应输出端口三相异步电动机对应的三相需万用表检测电气硬件线路正确无误后，才可通电进行运行功能测试3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

变频器参数设置

2）P1000参数为“2”——用模拟量给定频1）P0010参数为“30”、P0970参数设为“1”——变频器复位到工厂设定值3）P0700参数为“2”——由端子排输入4）P1080参数为“5”——设置电动机最低频率5）P1082参数为“45”——设置电动机最高频率6）P1120参数为“0.2”——加速上升时间7）P1121参数为“0.1”——减速下降时间3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

变频器运行控制功能调试

将右图测试程序载到PLC中，运行并监控测试程序电动机会发生起动运行、停止运行现象电动机的输出转速会越来越快启动按钮SB1按下、松开不断增加AQW0输出值安装调试完好3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

光电编码器电器线路连接A、B、Z三相输出信号

工作电源

I/O转换端口模块上的输出电源端子

PLC的输入端口I0.3、I0.4和I0.5相对应的I/O转换端口模块端口上

光电编码器供电线路回路中串接2K的保护电阻3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

光电编码器运行功能调试

光电编码器的输出脉冲频率较高，PLC必须通过高速计数通道功能方可实现外部脉冲信号的准确采集获取。要顺利地编写出正确的脉冲输入高速计数控制程序，必须先要学习了解PLC的高速计数器功能的相关内容，再进行光电编码器运行功能程序的编程测试。

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

高速计数器指令梯形图

高速计数器定义指令（HDEF）用来指定高速计数器（HSC）及其工作模式（MODE）；模式选择定义高速计数器的脉冲输入、计数方向、启动和复位功能高速计数器指令（HSC）用来激活高速计数器，N为其标号

指令STL格式操作数描述HDEFHDEFHSC，MODEBYTE定义高速计数器模式HSCHSCNWORD激活高速计数器3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

高速计数器指令

各种CPU支持的高速计数器

CPU型号HSC5HSC4HSC3HSC2HSC1HSC0CPU221CPU222√√√××√CPU224CPU224XPCPU226√√√√√√3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

6双相计数器两计数加计数脉冲减计数脉冲7加计数脉冲减计数脉冲复位8加计数脉冲减计数脉冲复位启动9A/B相计数A计数脉冲B计数脉冲10A计数脉冲B计数脉冲复位11A计数脉冲B计数脉冲复位启动12内部计数HSC0计数Q0.0的输出脉冲，HSC3计数Q0.1的输出脉冲看出有些高速计数器和硬件中断的输入端的分配有重叠，同一个输入端不能用于两种不同的功能：高速计数器当前模式未使用的任何输入端均可用于其他用途。

欲存取高速计数器的当前值，HSC0～HSC5中可以使用HC0～HC5来访问。高速计数器的当前值是双字（32位）只读类型。

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

启用或禁用计数器

控制方向或初始化所有其他模式

更新当前值和设定值

控制方向仅限模式0、1和2通过执行HSC指令可激活控制字节以及进行相关当前值和预设值的检查

132

定义了计数器和计数器模式后，可以为计数器动态参数编程。每个高速计数器均有一个控制字节，通过设置控制字可以完成如下功能：

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

当复位输入端激活时，会清除当前值并保持清除状态直至取消激活复位输入端当启动输入端激活时，会允许计数器计数。当启动输入端激活被取消时，计数器的当前值保持，并忽略输入脉冲（暂停计数）。复位作用启动作用3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5说明SMB37SMB47SMB57SMB137SMB147SMB157功能设置数字默认值SM37.0SM47.0SM57.0SM147.0复位=0高电平=0高电平=1低电平SM47.1SM57.1启动=0高电平=0高电平=1低电平SM37.2SM47.2SM57.2SM147.2正交计数率0=4×0=4×1=1×SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3计数方向0=减计数1=加计数SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4更新计数方向=0不更新=1更新SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5更新设定值=0不更新=1更新SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6更新当前值=0不更新=1更新SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7启用HSC0=禁用1=启用控制位说明

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

更新数值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5更新当前值SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158更新设定值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD162特殊内存字节

高速计数器当前值与与设定值更新每个高速计数器都有一个32位设定值，当前值和设定值均为带符号的整数值。欲向高速计数器更新当前值和设定值，必须设置包含当前值和设定值的控制字节及特殊内存字节，然后执行HSC指令，将新数值传输至高速计数器。3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5说明SMB36SMB46SMB56SMB136SMB146SMB156功能状态数字SM36.0SM46.0SM56.0SM136.0SM146.0SM156.0未定义SM36.1SM46.1SM56.1SM136.1SM146.1SM156.1SM36.2SM46.2SM56.2SM136.2SM146.2SM156.2SM36.3SM46.3SM56.3SM136.3SM146.3SM156.3SM36.4SM46.4SM56.4SM136.4SM146.4SM156.4SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5当前计数方向状态位0=减计数1=加计数SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6当前值等于预设值状态位0=不相等1=相等SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7当前值大于预设值状态位0=小于或等于1=大于3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

只有在执行高速计数器终端程序时，状态位才有效。监控高速计数器状态的目的在于启用对正在执行的操作有重大影响的时间的中断程序

高速计数器特殊内存与状态内存说明1HSC激活高速计数器指令根据HSC特殊内存位的状态配置和控制高速计数器。2

初始化高速计数器参数一般使用首次扫描特殊计数器内存位.33.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

使用指令向导配置高速计数器在编程界面中，单击“工具”→“指令向导”，弹出如图指令选择画面，选择“HSC”。选择完毕后单击“下一步”。根据编码器输出脉冲线路与PLC之间连接形式（A/B相正交脉冲，无外部复位输入和启动信号输入），PLC内部选用的计数器应为HSC4，采用的计数器模式为模式9，A相脉冲从I0.3输入，B相脉冲从I0.4输入，计数倍频设为4X分辨率。

3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

计数器配置画面中，选择准备配置计数器为“HC4”，模式选择“模式9”。选择完毕后单击“下一步”。

HC初始化中，命名HSC4初始化，设置初始状态HSC4计数器的预设值为“0”，当前值为“0”，输入初始计数方向选择“增”，计数速率为“4X”。选择完毕后单击“下一步”。3.8.5分拣输送单元电气系统分析、安装与调试

如图所示向导生成的程序名称画面中，就可看到按照前面步骤生成的初始化子程序的名称，然后点击“完成”，在弹出的确认画面中选择“是”即可。如图所示的中断事件生成画面中，在此测试程序中不选择任何生成中断程序的选项，直接选择“下一步”。3.8.5