THMRJX-2型使用说明书.doc

RTRF
Tianhuang
Teaching Apparatuses
天煌教仪 版本号：V1.0
机电一体化系列

THMRJX-2型
柔性自动化生产线
（西门子）
使用说明书

天煌教仪

浙江天煌科技实业有限公司

目 录
一、引言…………………………………………………………………………………………………2
二、操作和安全注意事项………………………………………………………………………………3
三、系统结构……………………………………………………………………………………………4
3.1各站介绍……………………………………………………………………………………4
3.2系统组成………………………………………………………………………………………5
四、工件…………………………………………………………………………………………………5
五、控制技术……………………………………………………………………………………………6
六、联网控制……………………………………………………………………………………………7
6．1独立各站间的通信……………………………………………………………………………7
6．2各站通讯信号地址表…………………………………………………………………………7
6．3通讯信息………………………………………………………………………………………8
6．4电缆连接………………………………………………………………………………………9
七、开机前检查项目……………………………………………………………………………………9
八、自动化生产教学系统可进行的培训………………………………………………………………9
九、各站气动回路图…………………………………………………………………………………11
十、PLC控制板布线图………………………………………………………………………………15
十一、各站控制面板连线端子排………………………………………………………………………17
十二、各站主机输入输出端子接线示意图……………………………………………………………17

一、引言
柔性自动化生产线实验实训系统是我公司为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。该装置由六套各自独立而又紧密相连的工作站和一套监控站组成。这六站分别为：上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。
该实验装置的一大显著特点是：具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。将六个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本单元模块培训完成以后，通过组建PPI网络，又可以将相邻的两站、三站……直至六站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）、传感器等多种技术，给学生提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。因此该套装置非常适合对在校学生和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。
通过该套系统可以学到：
1.上料料斗的工作原理
2.各种传感器的使用
3.气动元件的使用和调整
4.技术技能
5.学习方法等
在实验过程中，通过这套系统还可以培训和发展学员如下能力；团队精神、合作精神和组织能力。
课程的进行和培训形式可按下述方式进行：
1.计划
2.安装
3.编程
4.调试
5.操作
6.系统维护和故障检测
培训内容包括：
（一）机械
1.机械结构、传动原理。
2.气动
3.气缸、气阀。
（二）电子
1.电子元件的正确连线。
2.传感器
3.电容、电感和光电传感器的工作原理和开关特性。
（三）PLC
1.逻辑控制和顺序控制系统的编程；
2.各站间数据传递和运动配合的控制。
（四）系统调试
1.使系统按要求运行。
2.故障检测
3.发现系统的异常，并且排除故障。
二、操作和安全注意事项
使用该系统需遵守各项安全操作。
一般原则：
1.培训的学员必须在指导老师的指导下才能操作该设备。
2.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。
电气系统
1.只有在掉电状态下才能连接和断开各种电气连线。
2.使用直流24V以下的电压。
气动系统
1.气动系统的使用压力不得超过8bar（800KPA）。
2.在气动系统管路接好之前不得接通气源。
3.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！
机械系统
1.所有部件的紧定螺钉应拧紧。
2.不要在系统运行时人为的干涉正常工作。
系统结构
1.该系统的各站是安装在带槽的铝平板上（700mm×350mm），各站可容易的连接在一起组成一条自动加工生产线。
三、系统结构
3.1各站介绍
目前我们提供下例６站：
1.上料检测站
--回传上料台将工件依次送到检测工位
--提升装置将工件提升并检测工件颜色
2.搬运站
将工件从上站搬至下一站
3.加工站
--用回转工作台将工件在四个工位间转换
--钻孔单元打孔
--检测打孔深度
4.安装站
--选择要安装工件的料仓
--将工件从料仓中推出
--将工件安装到位
5.安装搬运站
--将上站工件拿起放入安装工位
--将装好工件拿起放下站
6.分类站
--按工件类型分类
--将工件推入库房
3.2系统组成
柔性自动化生产线实验实训系统是由独立的各站相互连接而成。
该系统由以下各站组成：
1.上料检测站 2.搬运站
3.加工站 4.安装站
5.安装搬运站 6.分类站
物流：
　　下图给出了系统中工件从一站到另一站的物流传递过程：上料检测站将大工件按顺序排好后提升送出。搬运站将大工件从上料检测站搬至加工站。加工站将大工件加工后送出工位。安装搬运站将大工件搬至安装工位放下。安装站再将对应的小工件装入大工件中。而后，安装搬运站再将安装好的工件送分类站，分类站再将工件送入相应的料仓。

安 装 站
搬 运 站
加 工 站
安装搬运站
分 类 站
上料检测站

四、工件
这套柔性自动化生产线实验实训系统同时也提供给客户一套加工工件，这套工件有两种，可在系统中重复使用。
工件 1
--直径： Ф32mm
--高度： 22mm
--内孔直径： Ф24mm
--内孔深度： 10mm
--材料： 塑料
--颜色： 黑、白
工件 2
--直径： Ф22mm
--高度： 10mm
--材料： 塑料
--颜色： 黑、白
五、控制技术
该柔性自动化生产线实验实训系统每一站都有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工位，而将各站联在一起集成为系统后，能为学员提供一个学习复杂和大型控制系统的学习平台，该系统可用不同厂商所提供的控制器进行控制。
下面为PLC网络的控制框图：

5.1 PLC接口
在各站与PLC之间是由一个标准电缆进行连接的，通过这个电缆可连接8个传感器信号和8个输出控制信号。通过该电缆各站的传感器和输出控制器可得到24V电压。（包括24V接地线）
5.2控制面板
各站都可通过一块控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。
各开关的控制功能定义为：
序号
项目
说明
序号
项目
说明
1.
带灯按钮，绿色
开始
5.
两位旋钮，黑色
单站/联网
2.
带灯按钮，黄色
复位
6.
按钮，红色
停止
3.
按钮，黄色
调试
7.
带灯按钮，绿色
上电
4.
两位旋钮，黑色
自动/手动
8.
急停按钮，红色
急停
六、联网控制
为保证系统中各站能联网运行，必须将各站的PLC连接在一起使独立的各站间能交换信息。而且加工过程中所产生的数据，如工件颜色装配信息等，也需要向下站传送，以保证工作正确。（如分类正确、安装正确等）
6.1 独立各站间的通讯
基本描述：
联网后的各站运动可能会相互影响，为使系统安全、可靠运行，每一站与前后各站需要交换信息，而各站只有进行正常工作程序后，才能相互通讯，交换信息。每一站要开始工作运行，需前站给出信号，只有第一站（上料检测站）是通过“开始”按钮，启动工作的。这是因为第一站没有上站。
工件信息：
表示工件信息的数据，是根据不同的工件颜色在不同站产生的。
工件的信息用三个二进制数表示：D0、D1

D0
D1
工件1（黑） 工件2（黑）
0
0
工件1（白） 工件2（黑）
1
0
工件1（黑） 工件2（白）
0
1
工件1（白） 工件2（白）
1
1
这些数据从上站传送到下站，最后分类站根据数据将工件分类推入库房。
6.2各站通讯信号地址表
下表给出的是各站通讯信号地址表：
绝对地址
符号地址
注 解
M5.0
Di0
从前站读入的数据d0
M5.1
Di1
从前站读入的数据d1
M5.3
Ciq
通讯 从前站读入前站状态
M5.4
Cih
通讯 从后站读入后站状态
M6.0
Do0
向后站输出的数据d0
M6.1
Do1
向后站输出的数据d1
M6.3
Coq
通讯 向前站输出本站状态
M6.4
Coh
通讯 向后站输出本站状态

6.3通讯信息
三个数据信息（位D0，D1）
物流
●
○
　●

○
　●
○
　●
　●
○
Coh=0 Ciq=0

Cih=0 Coq=0

Coh=0 Ciq=0

Cih=1 Coq=1

Coh=1 Ciq=1

Cih=1 Coq=1

Coh=1 Ciq=1

Cih=0 Coq=0

Coh=0 Ciq=0

Cih=0 Coq=0

后站准备接收来自前站的工件
前站已给出的工件和工件的数据
后站已收到的工件和数据
前站给出信号结束这个传递
前站 后站

6.4电缆的连接
注意！任何电器的连接之前必须关掉电源。
通常的安装过程：
将PLC控制板装入各站小车内
将控制面板接头插入C1的插槽内
将PLC控制板上接头C4插入执行部分接线端子的C4插槽内
使用联机模式时，用通信电缆将各站的ＰＬＣ连接起来
将控制面板上的二个二位旋转开关分别旋至自动和联网状态
七、开机前检查项目
在开机之前请务必检查：
电器连接
正确和可靠气管连接
机械部件状态
（如：运动时是否干涉，连接是否松动）
排除已发现的故障

注意！
电源：各站的使用电压为 220vAC，请注意安全。
各站工作台面上使用电压为24vDC（最大电流5A）。
气动连接：
各站的供气由各站的过滤减压阀供给，额定的使用气压为6bar（600Kpa）。
当所有的电气连接和气动连接接好后，将系统接上电源，程序开始。
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，如是第一次开机请将各站工件收到上料检测站或安装站中，而后依次按下“复位”按钮待各站完全复位后，各站开始灯闪动，再从第六站开始依次向前按下“开始” 按钮，系统可开始工作。
当任一站出现异常，按下该站“急停”按钮，该站立刻会停止运行，当排除故障后，按下“上电”按钮， 该站可接着从刚才的断点继续运行。
如工作时突然断电，来电后系统重新开始运行，操作方法见本节第一段。
八、自动化生产教学系统可进行的培训
由于柔性自动化生产线实验实训系统所提供的是一个综合的科技环境，因此在本设备上可进行多种技术的培训。在本设备上我们可进行传感器技术、气动技术、电机驱动和PLC技术等多方面的培训，而且随这套装置我们介绍给大家的是一种不同的教学理念和教学方法。
该设备可培训的内容：
1.传感器培训
该系统所使用的传感器数量达四十多个，有电容式的、电感式的、光电式的以及电磁式的，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对这些传感器的感性认识，再结合老师对传感器的工作原理分析和特性演示，可使学员快速掌握所学知识。
2.气动技术培训
该装置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、真空吸盘、真空发生器、过滤减速阀等。在学习这些气动元件时，我们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是如何配合起来进行协调工作的。
3.PLC 技术培训
自动化生产教学系统所提供的六套工作站各自都有一套PLC控制器，这使得自动化生产教学系统可以分成六个完全独立的工作单元，使二十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。
4.电气控制系统培训
自动化生产教学系统六个工作站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地址查对和新设备电路连线分析方法。
5.机械系统安装调试培训
自动化生产教学系统上的六个工作站可让各组学员将机械部分全部的或部分的拆去，再按要求将其重新组装，并且调试至系统可正常、可靠地工作。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。
6.系统维护和故障检测技术培训
部分培训重点介绍机电一体化系统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。

九、各站气动回路图
9.1一号站气动回路图

9.2二号站气动回路图

9.3三号站气动回路图

9.4四号站气动回路图

9.5五号站气动回路图

9.6六号站气动回路图

十、PLC控制板布线图
10.1一、二、四、五、六号站PLC控制板布线图

10.2三号站PLC控制板布线图

十一、各站控制面板连线端子排

十二、各站主机输入输出端子接线示意图
12.1一至五站主机输入输出接线示意图

12.2六站主机输入输出接线示意图

17