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1、-YL-335B型自动生产线装备实践指导书三菱PLC版本华南理工大学自动化实验教学中心. z.-前 言现代化的自动生产设备自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。可编程序控制器PLC以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑微处理单元的角色。因此，培养掌握机电一体化技术，
2、掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装供料、加工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和伺服步进电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承当其控制任务，各PLC之间通过CC-LINK网络通讯实现互连的分布式控制方式。因此，YL-335B综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术机械传动、机械连接等、传感器应用技术、PLC控制和组网、伺服电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335B，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控
3、制过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。YL-335B采用模块组合式的构造，各工作单元是相对独立的模块，并采用了标准构造和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进展不同的组合、安装和调试，到达模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。本实训指导书主要阐述亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备的根本构造、工作原理和工作过程。实训指导书力求采用工程教学的方法介绍本装备所涉及的技术，使学生在知识的学习和综合应用，PLC的编程和组网能力，设备的安装与调试等方面能收到较好的效果。鉴于时间
4、仓促和限于编者水平，书中难免有错误及不当之处，恳请读者批评指正。目 录工程一了解YL-335B自动生产线实训考核装备11.1 YL-335B的根本组成11.2 YL-335B的根本功能21.3 YL-335B的电气控制51.3.1 YL-335B 工作单元的构造特点51.3.2 YL-335B的控制系统61.4 供电电源71.5 气源处理装置8工程二供料单元控制系统实训102.1 了解供料单元的构造和工作过程102.2 相关知识点112.2.1 供料单元的气动元件112.2.2 认知有关传感器接近开关152.3 供料单元安装技能训练192.4 供料单元的PLC控制系统212.4.1 工作任务2
5、12.4.2 PLC的I/O 接线222.4.3 供料单元单站控制的编程思路232.4.4 调试与运行25工程三加工单元控制系统实训263.1 加工单元的构造和工作过程263.2 相关的知识点283.2.1 了解直线导轨283.2.2 加工单元的气动元件293.3 加工单元的安装技能训练303.4 加工单元PLC控制系统设计323.4.1 工作任务323.4.2 PLC的I/O分配及系统安装接线333.4.3 编写和调试PLC控制程序35工程四装配单元控制系统实训374.1 装配单元的构造与工作过程374.2 相关的知识点404.2.1 装配单元的气动元件404.2.2 认知光纤传感器435.
6、3 装配单元的安装技能训练444.4 装配单元PLC控制系统设计464.4.1 工作任务464.4.2 PLC的I/O分配及系统安装接线464.4.3 编写和调试PLC控制程序48工程五分拣单元控制系统实训515.1 分拣单元的构造和工作过程515.2 分拣单元安装技能训练535.2 相关知识点555.2.1 旋转编码器概述555.2.2 三菱 FR-A740变频器简介575.2.2.1 FR-A740变频器的安装和接线575.2.2.2 变频器的操作面板的操作训练615.2.2.3 常用参数设置训练655.3 分拣单元的PLC控制及编程695.3.1 工作任务695.3.2 PLC的I/O
7、接线705.3.3 分拣单元的编程要点725.3.3.1 高速计数器的编程725.3.3.2 程序构造76工程六认识人机界面776.1 认知GT1055-QSBD-C人机界面776.1.1 GT1055-QSBD-C人机界面的硬件连接776.2.2 变频器输出的模拟量控制81工程七输送单元控制系统实训867.1 输送单元的构造与工作过程867.2 输送单元安装技能训练907.3 相关的知识点927.3.1 认知伺服电机及伺服放大器927.3.1.1 永磁交流伺服系统概述927.3.1.2 三菱MR-J3系列AC伺服电机驱动器947.3.2 QD75P1定位模块的使用与编程987.4 输送单元的
8、PLC控制与编程1017.4.1 工作任务1017.4.2 PLC的选型和I/O 接线104工程八 YL-335B的整体控制1068.1 认知三菱PLC CC-LINK通信1068.1.1 认识QJ61BT11N与F*2N-32CCL1068.1.2 CC-LINK 通信线缆连接1078.1.3 组建CC-LINK 通信网络1088.2 系统整体控制实训的工作任务描述1108.3 工作任务的实现1188.3.1 设备的安装和调整1188.3.2 有关参数的设置和测试1198.3.3 人机界面组态1208.3.3.1 工程分析和创立1208.3.3.2 欢送画面组态1208.3.3.3 主画面组
9、态1238.3.4 编写和调试PLC控制程序1298.3.4.1 规划通信数据1298.3.4.2 从站单元控制程序的编制1318.3.4.3 主站单元控制程序的编制133. z.-工程一了解YL-335B自动生产线实训考核装备1.1 YL-335B的根本组成亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图1-1所示。图1-1 YL-335B外观图其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构根本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取
10、伺服电机驱动、精细定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控制方面，YL-335B采用了基于CC-LINK网络通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承当其控制任务，各PLC之间通过CC-LINK网络通讯实现互连的分布
11、式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的CC-LINK网络通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其构造简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面，掌握基于CC-LINK网络通信的PLC网络技术，将为学习三菱系列现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的根底。1.2 YL-335B的根本功能YL-335B各工作单元在实训台上的分布如图1-2的俯视图所示。图1-2 YL-335B俯视图各个单元的根本功能如下：1、供料单元的根本功能：供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元
12、提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件原料自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图1-3所示为供料单元实物的全貌。图1-3供料单元实物的全貌2、加工单元的根本功能：把该单元物料台上的工件工件由输送单元的抓取机械手装置送来送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图1-4所示为加工单元实物的全貌。图1-4 加工单元实物的全貌3、装配单元的根本功能：完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。装配单元总装实物图如1-5。图1-5 装配单元总装实物图4、分拣单元
13、的根本功能：完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进展分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。如图1-6所示分拣单元实物的全貌。图1-6分拣单元实物的全貌5、输送单元的根本功能：该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上准确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。输送单元的外观如图1-7所示。图1-7 输送单元外观图直线运动传动机构的驱动器可采用伺服电机或步进电机，视实训目的而定。YL-335B的标准配置为伺服电机。1.3 YL-335B的电气控制 YL-335B 工作单元的构造特点YL-335B设备中的各工作单元的构
14、造特点是机械装置和电气控制局部的相对别离。每一工作单元机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。因此，工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换是一个关键的问题。YL-335B的解决方案是：机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。图1-8和图1-9分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。图1-9 PLC侧接线端口图1-8 装置侧接线端口装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子构造，上层端子用以连接DC24V电源的+24V端，底层端子用以连
15、接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子构造，上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。YL-335B的控制系统YL-335B的每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。1、当工作单元自成一个独立的系统时，其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来源于该工作单元按钮指示灯模块。按钮指示灯模块如图1-10所示。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。图1-10 按钮指示灯模块
