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1、目 录第一章 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
2、、产品图片54三、特性54四、电气、机械和环境指标55五、驱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MES网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
3、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
4、动、电机驱动与控制、PLC、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1. 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。2. 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
5、与调试、设备维护等方面进行工程训练。3. 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-32CCL CC-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1.输入电源：单相三线AC220V10% 50Hz2.工作环境：温度-1040 相对湿度85%（25）海拔4000m3.装置容量：1.5kVA4.外形尺寸：270cm170cm140
6、cm 5.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1.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对这些传感器的感性认识，可使学员快速掌握所学知识。2.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。3.PLC 编程
7、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。5.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，
8、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。6.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-LINK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7.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）
9、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通过配置的气缸、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PLC、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
10、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
11、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。基本配置表序号站名主机规格备注1上料检测单元FX2N-48MR+FX2N-32CCL 24路数字量输入/24路继电器输出2搬运单元FX2N-48MR+FX2N-32CCL 24路数字量输入/24路继电器输出3加工与检测单元FX2N-48MT+ FX2N-32CCL 24路数字量输入/24路晶体管输出晶体管型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-
12、32CCL 24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主控单元Q01CPU+Q61P+Q33B+QJ61BT11N+QX40+QY10+GT1275-VNBA-C16路数字量输入/16路继电器输出总线结构采用三菱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。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
13、，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：序号项目说明序号项目说明1按钮，绿色开始5两位旋钮，黑色单站/联网2按钮，黄色复位6按钮，红色停止3按钮，黄色调试按钮7按钮，绿色上电4两位旋钮，黑色手动/自动8急停按钮，红色急停（2）转接端子图功能定义：3. THWSPX-2型 模块式自动生产线控制实验系统采用CC-LINK现场总线通信方式，实现各单元的网络控制。为保证系统各单元能联网运行，必须将各单元的
14、PLC连接在一起使独立的各单元件能交换信息。将工件的颜色信息、状态等传送到下一站，保证整个过程的正常运行。二、工作过程及实验1. 工作过程上料检测单元搬运单元加工检测单元搬运单元分类单元安装单元 工作过程示意图2. 实验性质（1）机械设计与机械拆装实验是机械制造及自动化、机电一体化、电气工程及自动化、检测技术与控制工程专业的实践必修课程。（2）PLC编程实验是机械制造及自动化、机电一体化、电器工程及自动化、检测技术与控制工程专业的实践必修课程。3.实验目的（1）利用所学的PLC指令完成各单元控制程序编写。（2）该实验系统分为6个单元，通过熟悉各控制部件、执行部件的组成，用一些最常用的基本指令完成生产实践中的常规控制。（3）通过熟悉上料检测单元，可学习相关电器元件安装、机械拆装、机械设计、布线工艺、PLC编程等相关内容，为6个单元联机调试作准备。（4）培养学员的学习兴趣，将所学的知识运用与实践中，培养学员分析问题、解决问题的能力。（5）使学员养成在学习中相互配合、团结协作的习惯。（6）加强安全教育，使学原养成良好的安全操作习惯。4.实验设备（1）安装有三菱编程软件GX Developer的PC机（2）PLC（三菱FX2N 系列、Q系列） （3）PLC的编程电缆（SC-90、QC30R2） （4）THWSPX-2 型 MES网络型模块式柔性自动
