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XK-SX5C型电气自动化实训台指导书-综合篇

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目录
项目一 MM420变频器实训 1
一、MM420变频器简介 1
二、BOP操作面板控制变频器运行实验 3
三、变频器点动运行实验 5
四、变频器多段速度控制实验 5
项目二 昆仑通态TPC7062KX触摸屏实训 7
一、TPC7062KX与PLC的接线 7
二、连接西门子S7—200 PLC 8
项目三 自动运料小车项目实训 19
项目四 虚拟柔性生产线项目实训 21
附录：XK-SX5C型电气自动化实训台端子图 25

项目一 MM420变频器实训
一、MM420变频器简介
1、MM420变频器的方框图

2、MM420变频器BOP操作面板

显示 / 按钮
功能
功能说明

状态显示
LCD 显示变频器当前所用的设定值.

起动变频器
按此键起动变频器.缺省值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，应按照下面的数值修改P0700 或 P0719 的设定值：
P0700 = 1 或 P0719 = 10 .。。 16

停止变频器
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;为了使此键的操作有效，请参看“起动变频器”按钮的说明.
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(与 P0700 或 P0719 的设置无关)。

改变电动机的方向
按此键可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用负号（－)表示或用闪烁的小数点表示。
缺省值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，请参看“起动电动机”按钮的说明。

电动机点动
在变频器“运行准备就绪”的状态下，按下此键，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，将显示以下参数的数值：
1。 直流回路电压 (用d 表示 – 单位：V ).
2。 输出电流 （A)。
3。 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 ( 如果P0005 选择显示上述参数中的任何一个(1— 4），这里将不再显示 )。
连续多次按下此键，将轮流显示以上参数。
跳转功能：
在显示任何一个参数（rXXXX 或PXXXX)时短时间按下此键，将立即跳转到r0000，如果需要的话，您可以接着修改其它的参数。跳转到 r0000 后，按此键将返回原来的显示点。
确认：
在出现故障或报警的情况下，按 键可以对故障或报警进行确认，并将操作板上显示的故障或报警信号复位。

参数访问
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。
二、BOP操作面板控制变频器运行实验
1、实验内容
学习并且掌握西门子MM420变频器基本操作面板(BOP）的使用。其面板如图2.1所示：

图2。1 西门子MM420变频器基本操作面板
利用面板上的按钮,完成如下几个功能：
1、启动变频器。
2、停止变频器，可以两种方式，1）按照设定的停车斜坡；2）自由停车。
3、电机反转.
4、电动机点动。
5、参数设定。
2、实验步骤
（1)实验接线
按照图2.2进行实验接线。

图2。2
（2)参数设定
在缺省状态下,面板上的操作按钮、、被锁住。要使用该功能，需要把参数P0700设置为1，并将P1000的参数设为1。
（3）操作演示
1）为启动按钮。按下此按钮，可以启动变频器.
2)为停止按钮。按此按钮，变频器将按确定好的停车斜坡减速停车.
3）为反转按钮。按此按钮可以改变电动机方向.
4）为点动按钮。在变频器无输出的情况下，按此按钮,电动机按预定的点动频率运行。
5）为增加数值按钮.按此按钮可以增加变频器输出频率.
6）为减少数值按钮。按此按钮可以减小变频器输出频率.
（4）注意：若变频器出现“A0922：负载消失”报警，该报警是由于电机功率小的原因造成的，为了能正常完成实验可以将参数P2179设为“0"（需要首先把P0003设为“3")。后面实验与此相同。
三、变频器点动运行实验
1、实验内容
设计变频器参数设置，实现下述功能：数字输入1为点动正转,数字输入2为点动反转，正向点动频率为20Hz,反向点动频率为25Hz，点动的斜坡上升时间为5s，点动的斜坡下降时间为2s.
2、实验步骤
（1）实验接线
按照图3。1进行实验接线.

图3.1
（2）参数设定
（1)P0010参数为“30”,P0970参数设为“1”——变频器复位到工厂设定值
(2）P0003参数为“2" —-扩展用户的参数访问范围
(3）P0700参数为“2" ——由端子排输入
（4)P0701参数为“10" ——正向点动
（5）P0702参数为“11” -—反向点动
（6）P1058参数为“20” ——正向点动频率
（7）P1059参数为“25” —-反向点动频率
（8）P1060参数为“5” ——点动的斜坡上升时间
（9）P1061参数为“2” ——点动的斜坡下降时间
（3）操作演示
分别按下按钮SB1和SB2，观察电动机的正向点动与反向点动。
四、变频器多段速度控制实验
1、实验内容
用变频器完成一个可以输出0Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz、30Hz、40Hz、50Hz的多段频率输出的实验。
2、实验步骤
（1）实验接线
按照图4。1进行实验接线。

图4。1
(2）参数设定
1）P0010参数为“30”，P0970参数设为“1"—-变频器复位到工厂设定值
2）P0003参数为“2" ——扩展用户的参数访问范围
3）P0700参数为“2” —-由模入端子/数字输入控制变频器
4）P0701参数为“17” -—BCD码选择＋ON命令
5）P0702参数为“17” -—BCD码选择＋ON命令
6）P0703参数为“17" ——BCD码选择＋ON命令
7）P0704参数为“1” ——正转启动
8）P1000参数为“3” ——固定频率设定值
9）P1001参数为“10” ——固定频率1为10Hz
10）P1002参数为“15” —-固定频率2为15Hz
11）P1003参数为“20" --固定频率3为20Hz
12）P1004参数为“25” -—固定频率4为25Hz
13)P1005参数为“30” ——固定频率5为30Hz
14)P1006参数为“40” ——固定频率6为40Hz
15）P1007参数为“50” -—固定频率7为50Hz
（3)操作演示
按下启动/停止键SA1，按下SB1、SB2、SB3的不同组合，对应变频器输出频率对应关系如下表所示：
SB1
SB2
SB3
输出频率（Hz）
0
0
0
0
0
0
1
10
0
1
0
15
0
1
1
20
1
0
0
25
1
0
1
30
1
1
0
40
1
1
1
50

项目二 昆仑通态TPC7062KX触摸屏实训
一、TPC7062KX与PLC的接线
1、西门子PLC

图2.1
2、欧姆龙PLC

图2。2
3、三菱PLC

图2.3
二、连接西门子S7—200 PLC
通过实例介绍MCGS嵌入版组态软件中建立同西门子S7-200通讯的步骤，实际操作地址是西门子Q0.0、Q0.1、Q0.2、VW0和VW2.
1、建立工程
鼠标双击Windows操作系统的桌面上的组态环境快捷方式，可打开嵌入版组态软件，然后按如下步骤建立通讯工程：
（1）单击文件菜单中“新建工程”选项,弹出“新建工程设置"对话框，TPC类型选择为“TPC7062K"，点击确认。

图2。3
（2）选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。
(3）在文件名一栏内输入“TPC通讯控制工程",点击“保存”按钮，工程创建完毕。
2、设备组态
（1）在工作台中激活设备窗口，鼠标双击进入设备组态画面,点击工具条中的打开“设备工具箱”，

图2。4
（2）在设备工具箱中，鼠标按顺序先后双击“通用串口父设备”和“西门子_S7200PPI”添加至组态画面窗口，如图2。5所示.提示是否使用西门子默认通讯参数设置父设备，如图2.6所示，选择“是”。

图2。5

图2.6
所有操作完成后关闭设备窗口,返回工作台。
3、窗口组态
（1） 在工作台中激活用户窗口，鼠标单击“新建窗口"按钮，建立新画面“窗口0”。如图2.7所示。

图2.7
(2) 接下来单击“窗口属性”按钮，弹出“用户窗口属性设置”对话框，在基本属性页,将“窗口名称”修改为“西门子200控制画面”,点击确认进行保存。如图2。8所示。

图2。8
(3) 在用户窗口双击进入“动画组态西门子200控制画面”，点击打开“工具箱”。
（4) 建立基本元件
①按钮：从工具箱中单击“标准按钮”构件，在窗口编辑位置按住鼠标左键拖放出一定大小后，松开鼠标左键,这样一个按钮构件就绘制在窗口中。如图2.9所示。
接下来双击该按钮打开“标准按钮构件属性设置”对话框，在基本属性页中将“文本”修改为Q0。0,点击确认按钮保存，如图2.10所示。

图2.9

图2。10
按照同样的操作分别绘制另外两个按钮，文本修改为Q0.1和Q0.2，完成后如图2。11所示。
按住键盘的ctrl键，然后单击鼠标左键，同时选中三个按钮，使用工具栏中的等高宽、左（右）对齐和纵向等间距对三个按钮进行排列对齐,如图2。12所示。

图2.11

图2.12
②指示灯：单击工具箱中的“插入元件”按钮，打开“对象元件库管理”对话框，选中图形对象库指示灯中的一款,点击确认添加到窗口画面中.并调整到合适大小，同样的方法再添加两个指示灯，摆放在窗口中按钮旁边的位置，如图2.13.

图2.13
③标签：单击选中工具箱中的“标签”构件，在窗口按住鼠标左键，拖放出一定大小“标签”，如图2。14。然后双击该标签，弹出“标签动画组态属性设置”对话框，在扩展属性页，在“文本内容输入”中输入VW0,点击确认，如图2.15。

图2.14

图2.15
同样的方法，添加另一个标签,文本内容输入VW2，如图2。16.

图2。16
④输入框：单击工具箱中的“输入框”构件，在窗口按住鼠标左键，拖放出两个一定大小的“输入框”，分别摆放在VW0、VW2标签的旁边位置，如图2。17。

图2。17
(5） 建立数据链接
①按钮:双击Q0。0按钮,弹出“标准按钮构件属性设置”对话框，如图2.18，在操作属性页,默认“抬起功能”按钮为按下状态,勾选“数据对象值操作”,选择“清0"，点击弹出“变量选择"对话框，选择“根据采集信息生成"，通道类型选择“Q寄存器”,通道地址为“0”，数据类型选择“通道第00位”,读写类型选择“读写”。如图2。19，设置完成后点击确认. 即在Q0。0按钮抬起时，对西门子200的Q0.0地址“清0”,如图2。20。

图2。18

图2.19

图2.20
同样的方法，点击“按下功能”按钮，进行设置,数据对象值操作—〉置1—>设备0_读写Q000_0，如图2.21.
同样的方法，分别对Q0.1和Q0。2的按钮进行设置。
Q0。1按钮—〉“抬起功能"时“清0”；“按下功能"时“置1”-〉变量选择—>Q寄存器，通道地址为0，数据类型为通道第01位。
Q0。2按钮—>“抬起功能"时“清0”；“按下功能"时“置1”—〉变量选择-〉Q寄存器,通道地址为0，数据类型为通道第02位。

图2。21
②指示灯：双击Q0.0旁边的指示灯构件,弹出“单元属性设置”对话框，在数据对象页，点击 选择数据对象“设备0_读写Q000_0”,如图2.22。同样的方法，将Q0。1按钮和Q0。2按钮旁边的指示灯分别连接变量“设备0_读写Q000_1”和“设备0_读写Q000_2”。

图2。22
③输入框：双击VW0标签旁边的输入框构件，弹出“输入框构件属性设置”对话框，在操作属性页，点击 进入“变量选择"对话框，选择“根据采集信息生成”,通道类型选择“V寄存器”;通道地址为“0"；数据类型选择“16位 无符号二进制”；读写类型选择“读写”。如图2。23，设置完成后点击确认。

图2.23
同样的方法,双击VW2标签旁边的输入框进行设置，在操作属性页，选择对应的数据对象：通道类型选择“V寄存器”；通道地址为“2"；数据类型选择“16位 无符号二进制”；读写类型选择“读写”
三、工程下载
1、连接TPC7062K和PC机
将普通的USB线，一端为扁平接口，插到电脑的USB口,一端为微型接口，插到TPC端的USB2口.

图2。24
2、工程下载
点击工具条中的下载按钮,进行下载配置。选择“连机运行”，连接方式选择“USB通讯”，然后点击“通讯测试”按扭,通讯测试正常后,点击“工程下载"。

图2。25
项目三 自动运料小车项目实训
一、虚拟负载接口
1、控制信号输出
序号
输出端口
功能
备注
1
Q1
“仓库”限位开关
“仓库”到位限位开关
2
Q2
“1号工位”限位开关
“1号工位”到位限位开关
3
Q3
“2号工位”限位开关
“2号工位"到位限位开关
2、控制信号输入
序号
输入端口
功能
备注
1
I1
前进

2
I2
后退

3
I3
装料

4
I4
卸料

二、演示实验
1、控制要求
（1)按下启动按钮后,小车开始装料，（装料时间为5秒）
（2）装料完毕后小车开始前进，至“1号工位”位置时，进行卸料(卸料时间为8秒），卸完料然后再后退到“仓库”工位进行装料（装料时间为5秒)。
（3）在“仓库"位置装料完毕后小车前进，行至“2号工位"位置后开始卸料（卸料时间为8秒)，卸完料然后后退到“仓库"工位。
（4）在运行过程中按下停止按钮，系统停止.
（5）小车运行由一台三相异步电动机拖动，功率3.7KW（由电机M1模拟）。
(6)装料采用DC24V驱动的装料机，功率80W，卸料采用DC24V驱动的卸料机，功率80W。
2、I/O分配
（1）开关量输入
序号
名称
点号
对应端口
1
“启动”按钮
I0.0
K0
2
“停止”按钮
I0。1
K1
3
“仓库”限位开关
I0。2
Q1
4
“1号工位"限位开关
I0。3
Q2
5
“2号工位"限位开关
I0。4
Q3
（2）开关量输出
序号
名称
点号
对应端口
1
前进
Q0.0
I1
2
后退
Q0.1
I2
3
装料
Q0。2
I3
4
卸料
Q0。3
I4
3、PLC程序
参考程序见“运料小车.MWP”。
4、操作演示
（1）按图3。1和图3。2所示进行实验接线。

图3.1

图3。2
（2)将PLC程序“运料小车.MWP”下载到PLC中.
(3）制作触摸屏监控程序（或直接打开触摸屏程序“运料小车”），下载到触摸屏中。
（4）启动虚拟负载，选择“运料小车”程序功能模块，进入程序运行状态。
（5）按控制要求进行操作，观察控制是否满足要求。
项目四 虚拟柔性生产线项目实训
一、虚拟负载接口
1、控制信号输出
序号
输出端口
功能
备注
1
I1
绿灯
DC24V指示灯
2
I2
红灯
DC24V指示灯
3
I3
手爪抓紧
DC24V电磁阀
4
I4
推料2气缸伸出
DC24V电磁阀
5
I5
推料2气缸缩回
DC24V电磁阀
6
I6
推料1气缸伸出
DC24V电磁阀
7
I7
推料1气缸缩回
DC24V电磁阀
8
I8
手臂左旋
DC24V电磁阀
9
I9
手臂右旋
DC24V电磁阀
10
I10
手爪上升
DC24V电磁阀
11
I11
手爪下降
DC24V电磁阀
12
I12
手臂伸出
DC24V电磁阀
13
I13
手臂缩回
DC24V电磁阀
14
I14
供料台上升
DC24V电磁阀
15
I15
供料电机运行
DC24V电动机
16
I16
推料3气缸伸出
DC24V电磁阀
17
I17
推料3气缸缩回
DC24V电磁阀
18
I18
传送带运行
三相异步电动机
2、控制信号输入
序号
输入端口
功能
备注
1
Q1
手爪抓紧限位

2
Q2
手臂旋转左限位

3
Q3
手臂旋转右限位

4
Q4
手臂伸出限位

5
Q5
手臂缩回限位

6
Q6
手爪上升限位

7
Q7
手爪下降限位

8
Q8
供料台上升限位

9
Q9
供料台下降限位

10
Q10
供料台物料检测传感器

11
Q11
推料一气缸伸出限位

12
Q12
推料一气缸缩回限位

13
Q13
推料二气缸伸出限位

14
Q14
推料二气缸缩回限位

15
Q15
推料一位置物料检测传感器

16
Q16
推料二位置物料检测传感器

17
Q17
传送带物料检测传感器

18
Q18
推料三气缸伸出限位

19
Q19
推料三气缸缩回限位

20
Q20
推料三位置物料检测传感器

二、演示实验
1、控制要求
(1）启动：在触摸屏上按“启动”按钮后，触摸屏上的“运行”指示灯亮,系统首先返回原位：机械手恢复原位（手爪上升到上限位，然后手臂缩回到缩回限位，然后向左旋转到左限位）,推料一气缸缩回到缩回限位,推料二气缸缩回到缩回限位，推料三气缸缩回到缩回限位。
(2）供料单元：PLC启动送料电机,驱动放料盘旋转，物料由送料槽滑到供料台，供料台物料检测光电传感器检测到物料后，送料电机停止，同时PLC驱动供料台上升单向电磁阀上料（物料被抓走后(物料检测光电传感器检测不到物料），供料台提升气缸下降到下限位）.
（3）气动机械手单元：供料台物料检测光电传感器检测到物料后，机械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升,到达上限位后手臂缩回，到达缩回限位后向右旋转到右限位,手臂伸出，到达伸出限位后手爪下降，到达下降限位将物料放下，然后回到原位。
（4）物料分拣单元：传送带上的物料检测开关检测到物料后，传送带运行，开始传送物料。传感器根据物料性质,分别由PLC控制相应电磁阀使推料气缸动作,对物料进行分拣,传送带30s内检测不到物料,则传送带停止运行,等检测到物料后,传送带重新开始运行。
（5)停止：按下停止按钮，系统停止运行，同时触摸屏上“运行”指示灯灭，“停止”指示灯亮。
（6）传送带电机为三相异步电动机，功率0。37KW，由变频器驱动，运行时的频率为40Hz,变频器由0Hz增加到50Hz的时间为3s，由50Hz降低到0Hz的时间为3s。
2、I/O分配
（1）开关量输入
序号
名称
点号
对应端口
1
手爪抓紧限位
I0。0
Q1
2
手臂旋转左限位
I0.1
Q2
3
手臂旋转右限位
I0.2
Q3
4
手臂伸出限位
I0。3
Q4
5
手臂缩回限位
I0.4
Q5
6
手爪上升限位
I0.5
Q6
7
手爪下降限位
I0.6
Q7
8
供料台上升限位
I0.7
Q8
9
供料台下降限位
I1。0
Q9
10
供料台物料检测传感器
I1.1
Q10
11
推料一气缸伸出限位
I1。2
Q11
12
推料一气缸缩回限位
I1.3
Q12
13
推料二气缸伸出限位
I1。4
Q13
14
推料二气缸缩回限位
I1。5
Q14
15
推料一位置物料检测传感器
I1.6
Q15
16
推料二位置物料检测传感器
I1。7
Q16
17
传送带物料检测传感器
I2.0
Q17
18
推料三气缸伸出限位
I2。1
Q18
19
推料三气缸缩回限位
I2.2
Q19
20
推料三位置物料检测传感器
I2。3
Q20
(2）开关量输出
序号
名称
点号
对应端口
1
手爪抓紧
Q0。0
I3
2
推料2气缸伸出
Q0。1
I4
3
推料2气缸缩回
Q0.2
I5
4
推料1气缸伸出
Q0.3
I6
5
推料1气缸缩回
Q0.4
I7
6
手臂左旋
Q0.5
I8
7
手臂右旋
Q0。6
I9
8
手爪上升
Q0。7
I10
9
手爪下降
Q1。0
I11
10
手臂伸出
Q1.1
I12
11
手臂缩回
Q1.2
I13
12
供料台上升
Q1.3
I14
13
供料电机运行
Q1。4
I15
14
推料3气缸伸出
Q1.5
I16
15
推料3气缸缩回
Q1。6
I17
16
传送带运行
Q1.7
I18
3、PLC程序
参考程序见“柔性生产线.MWP”。
4、操作演示
（1）按图4.1和图4.2所示进行实验接线。
图4.1
图4。2
（2）将PLC程序“柔性生产线。MWP"下载到PLC中.
(3)制作触摸屏监控程序（或直接打开触摸屏程序“柔性生产线"），下载到触摸屏中.
(4)按下表设置变频器的参数:
序号
参数
设定值
功能
1
P0010
30
变频器复位到工厂设定值
2
P0970
1
3
P0003
2
扩展用户的参数访问范围
4
P0700
2
由模入端子/数字输入控制变频器
5
P0701
1
正转启动
6
P0702
17
BCD码选择＋ON命令
7
P1000
3
固定频率设定值
8
P1001
40
运行频率为40Hz
9
P1080
0
最低频率为0Hz
10
P1082
50
最高频率为40Hz
11
P1120
3
斜坡上升时间为3s
12
P1121
3
斜坡下降时间为3s
（5）启动虚拟负载,选择“柔性生产线"程序功能模块,进入程序运行状态。
(6）按控制要求进行操作,观察控制是否满足要求。

附录：XK-SX5C型电气自动化实训台端子图

25