机电一体化实训考核台实训 - 图文

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

前 言

ZY36809B2光机电一体化实训考核台包含了机电一体化专业所涉及的基础知识和专业知识，主要包含了PLC技术、位置控制技术、传感器技术，这些都是目前运用最广泛、最实用的技术，本实训装置为学生提供了一个贴近实际应用，可操作的实训平台。

本实训手册主要包括模型概述、整机说明、各执行装置原理说明、PLC控制原理说明、实训内容说明等内容，让读者对照实物能清楚的了解整个模型的基本结构、动作流程以及工作原理，达到期望的实训目的。

由于编者水平有限，难免存在不当之处，恳请使用本实训手册的师生和其他读者予以批评指正。

1

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

目 录

第一章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台简介 ............................................................................... 3 一、外部特性 ............................................................................................................................................ 3 二、关键器件性能指标 ............................................................................................................................ 4 第二章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台机构说明 ....................................................................... 5 一、整机工作流程 .................................................................................................................................... 5 二、供料单元 ............................................................................................................................................ 6 三、机械手单元 ........................................................................................................................................ 7 四、分拣单元 ............................................................................................................................................ 8 第三章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台气路控制说明 ............................................................... 9 一、气动技术基础 .................................................................................................................................... 9 二、气路原理图 ...................................................................................................................................... 15 第四章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台电气控制说明 ............................................................. 16 一、传感器应用基础 .............................................................................................................................. 17 二、触摸屏的使用说明 .......................................................................................................................... 23 三、电气电路组成 .................................................................................................................................. 35 附 录 ........................................................................................................................................................ 56

2

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

第一章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台简介

一、外部特性

体积：长×宽×高＝1200mm×800mm×1400mm 重量：≤80kg

3

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

二、关键器件性能指标

1、PLC主机性能指标（西门子、三菱、欧姆龙可选） 西门子S7-200 CPU226 CN AC/DC+EM222CN ： 西门子S7-200 CPU226 CN AC/DC: 输入点数：24点，24V DC 输入

输出点数：16点，24V DC 或250V AC输出 EM222CN:

输出点数：8点，24V DC 或250V AC输出 三菱FX2N-48MR-001：

输入点数：24点，24V DC 输入

输出点数：24点，24V DC 或250V AC输出 欧姆龙CP1E-N40DR-A:

输入点数：24点，24V DC 输入

输出点数：16点，24V DC 或250V AC输出

2、变频器性能指标（西门子、三菱、欧姆龙可选） 西门子MM420变频器：

0.75KW，电源电压380V至480V，三相交流输出 三菱FR-E740变频器：

0.75KW，电源电压380V至480V，三相交流输出 欧姆龙3G3JV-A4007变频器：

0.4KW，电源电压380V至480V，三相交流输出 3、整机工作条件

3.1 工作电压： AC 380V±10% ，50Hz

3.2 负载电压： AC 380V±10% ，50Hz；DC +24V/4A 3.3 工作环境温度： 0℃～50℃ 3.4 工作环境湿度： ≤85%

4

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

第二章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台机构说明

一、整机工作框图

供料单元供料供料口是否有料Y机械手单元搬运触摸屏/控制按钮PLC放料N若干秒后无料则停机报警分拣料口是否有料Y启动传送带N若干秒后无料则停止传送带分拣单元分拣不同材质工件至不同料槽

工作原理：

如采用按钮控制：

PLC上电后，所有执行元件复位，报警黄灯亮，为等待状态。手动在供料单元转盘中放入若干个工件，按下启功按钮，报警绿灯亮，为运行状态，供料单元开始供料，当供料口检测到有工件后，机械手向供料单元方向旋转，手臂伸出，气爪松开，气爪下降到位后，将工件夹紧，气爪提升，手臂缩回，然后向分拣单元方向旋转，随即手臂伸出，气爪松开，气爪下降到位后，气爪放松，将工件放置在分拣单元的入料口，此时分拣单元开始工作，传送带运行，将各种材质工件依次分拣到不同的斜槽里，其顺序为铝合金工件、白色尼龙工件、黑色尼龙工件。若长时间无工件需要分拣，传送带停止运行。按下停止按钮，系统则完成一个循环过程后停止。若长时间供料口无工件，则报警红灯亮且蜂鸣器报警。

如采用触摸屏控制： 其他控制要求同上，不同之处在于用触摸屏上的启动停止按钮代替了模块上的硬件按钮。

5

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

二、供料单元

51423

1——转盘 2——调节支架 3——直流电机 4——供料到位传感器 5——物料检测支架

转盘：可放置三种工件：铝质工件、白色尼龙工件、黑色尼龙工件。 调节支架：可调节供料单元高度。

直流电机：24V供电，转速6r/min，用于推料装置旋转以推出工件。 供料到位传感器：光电传感器，检测物料已经到位后给PLC提供信号。 物料检测支架：用于安装挡料装置与传感器。

6

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

三、机械手单元

76543281

1——摆动气缸 2——限位螺钉 3——缓冲阀 4——电感传感器 5——双联气缸 6——调速接头 7——笔形气缸 8——气爪

整个机械手单元可完成四个自由度动作。

摆动气缸：实现机械手180度旋转（角度由限位螺钉、缓冲阀、电感传感器调节），由双控电磁阀控制。

双联气缸：实现机械手的伸出及缩回，由双控电磁阀控制。 笔型气缸：实现机械手的上升及下降，由双控电磁阀控制。 气爪：实现机械手的夹紧及放松，由双控电磁阀控制。

7

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

四、分拣单元

43256781910

1——传送分拣装置 2——料口光电传感器 3——分拣料口 4——下料斜槽 5——电感传感器 6——光纤传感器一 7——光纤传感器二 8——三相异步电机 9——推料气缸 10——光纤放大器

三相交流减速电机：驱动传送带运行，由变频器控制。

推料气缸：三个推料气缸得到PLC信号后将对应材质的工件推到对应的下料斜槽。 光电传感器：检测分拣料口是否有物料，有物料则传送带运行，准备分拣。 电感传感器：检测到铝质工件则将其推至对应的下料斜槽。

光纤传感器一：检测到白色尼龙工件则将其推至对应的下料斜槽。 光纤传感器二：检测到黑色尼龙工件则将其推至对应的下料斜槽。

8

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

第三章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台气路控制说明

一、气动技术基础

1、气动技术概述

气压传动简称气动，是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化和自动化的一门技术。气压传动具有防火、防爆、防电磁干扰、抗震动、抗冲击、无辐射、无污染、结构简单、工作可靠等特点。气动技术与液压、机械、电气和电子技术一起，相互补充，已发展成为实现生产过程自动化的重要手段，在机械、冶金、轻纺食品、化工、交通运输、航天航空、国防建设等各个行业及部门已得到广泛应用。

1.1气压传动的特点 1.1.1气压传动的优点

气压传动的显著优点如下表所示： 优点 获取 输送 洁净 存储 温度 防爆 说明 空气随处可取，取之不尽 空气通过管道传输，易于集中供气和远距离输送 无润滑油，用后空气直接排入大气，对环境无污染 压缩空气可以存储在储气罐中 压缩空气对温度的变化不敏感，保证运行稳定 压缩空气没有爆炸及着火的危险 元件 结构简单，制造容易，适于标准化、系列化和通用化 安全 气动工具和执行元件超载时停止不动，无其他危害

1.1.2气压传动的缺点

气压传动的显著缺点如下表所示： 缺点 处理 可压缩性 推力 噪声 说明 压缩空气需要有良好的处理，不能有灰尘和湿气 由于压缩空气的可压缩性，执行机构不易获得均匀的运动速度 只有在一定的推力下，采用气动技术才比较经济 排气噪声较大，但可以通过噪声吸收材料及使用消声器进行改善

1.2气动系统的组成

气动系统是一种能量转换系统，典型的气压传动系统由气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件4个部分组成，如下图所示：

9

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

动力源气压发生装置气源处理元件压力控制阀方向控制阀流量控制阀气动执行气源装置辅助元件控制元件执行元件 气压发生装置简称气源装置，是获得压缩空气的能源装置，其主体部分是空气压缩机，另外还有气源净化设备。

辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及元器件间连接所需要的一些装置，如分水虑气器、油雾器、消声器以及各种管路附件等。

控制元件又称操纵、运算、检测元件，是用来控制压缩空气流的压力、流量和流动方向等，以便使执行机构完成预定运动规律的的元件。它包括各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件、射流元件、行程阀和传感器等

执行元件是将压缩空气压力能装换为机械能的能量转换装置，如左直线往复运动的气缸、做连续回转运动的气马达和做不连续回转运动的摆动马达等。 2、气源装置

气源装置是以压缩空气为工作介质，向气动系统提供压缩空气。其主体是空气压缩机，此外还包括压缩空气净化装置和传输管道。

空气由多种气体混合而成，其主要成分是氮气和氧气，其次是氩气和少量的二氧化碳及其它气体。空气可以分为干空气和湿空气两种形态，以是否含水蒸气作为区分标志。 2.1气动系统对压缩空气品质的要求

气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，并有如下要求。 压缩空气具有一定的压力和足够的流量。 压缩空气具有一定的净化程度。

压缩空气的压力波动不大，能够稳定在一定范围内。

由于空气压缩机排除的压缩空气虽然可以满足气动系统工作时的压力和流量要求，但是其具有很高的温度，且含有汽化的润滑油、水蒸气和灰尘等污染物，这些污染物将对气动系统造成不利影响。气动装置要求压缩空气的含水量越小越好，压缩空气要具有一定的清洁度和干燥度，以满足气动装置对压缩空气的质量要求。因此，使用的压缩空气都是经过降温、除油、除水、除尘和干燥，使其品质达到一定要求。 2.2压力计量

2.2.1计量单位。在国际单位制中，压力的单位是帕斯卡（简称帕Pa）。由于帕的单位太小，通常采用千帕（kPa）、兆帕（MPa）或巴（bar）表示。在气动技术中也采用大气压（atm）或千克力每平方厘米（kgf/cm2）作为单位。它们之间的转换关系如下：

1Pa=1N/m2，1k Pa=1000 Pa=0.01 kgf/cm2，1 MPa=1000000 Pa=10 kgf/cm2， 1 bar=100000Pa=1 kgf/cm2，1 atm=1.0133 kgf/cm2=1.0133bar=101330Pa 2.2.2压力的正负

以大气压作为参考零点，大于大气压的压力为正压力；小于大气压的压力为负压力，负压也称为真空。 3、气动执行元件

气动元件是指利用压缩空气工作的元件。气动元件按照功能不同分为气动执行元件、气

10

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

动控制元件、气动检测元件、真空元件及其其它气动辅助元件。气动执行元件是一种能量装换装置，它将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动执行机构实现直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。气动执行元件分为气缸和气马达两类。气缸用于提供直线往复运动或摆动，输出力和直线速度或摆动角位移；气马达用于提供连续回转运动，输出转矩和转速。 3.1普通气缸

普通气缸指缸体内只有一个活塞和一个活塞杆的气缸，有单作用气缸和双作用气缸两种。两个方向上都受气压控制的气缸称为双作用气缸，只有一个方向上受气压控制的气缸称为单作用气缸。

3.1.1双作用气缸的工作原理

双作用气缸的符号如下图所示：

双作用气缸内部被活塞分成两个腔，有活塞杆的腔称为有杆腔，无活塞杆的腔称为无杆腔。当压缩空气从无杆腔输入时，从有杆腔排气，在汽缸的两腔形成压力差，推动活塞运动，使活塞杆伸出；当从有杆腔进气，无杆腔排气时，压力差使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞便可以实现往复直线运动。 3.1.2单作用气缸

单作用气缸的符号如下图所示：

双作用气缸预缩型单作用气缸

单作用气缸在缸盖一端的气口输入压缩空气使活塞杆伸出或缩回；另一端靠弹簧力、自重或其它外力使活塞杆恢复到初始位置。单作用气缸主要用在夹紧、退料、阻挡、压入、举起和进给等操作上。根据复位弹簧将单作用气缸分为预缩型气缸和预伸型气缸。当弹簧装在有杆腔内时，由于弹簧的作用力而使气缸活塞杆初始位置处于缩回位置，将这种气缸称为预缩型单作用气缸。当弹簧装在无杆腔内时，气缸活塞杆初始位置处于伸出位置的气缸称为预伸型单作用气缸。 3.2标准气缸

标准气缸是指气缸的功能和规格使用普遍、结构容易制造，是普通厂家通常作为通用产品供应市场的气缸，符合ISO6430，ISO6431，ISO6432等标准。 3.3无杆气缸

无杆气缸的符号如下图所示：

11

预伸型单作用气缸ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

无杆气缸没有普通气缸的刚性活塞杆，它利用活塞直接或间接连接外界执行机构，并使其跟随活塞实现往复运动。这种气缸的最大优点是节省安装空间，特别适用于小缸径、长行程的场合，还能避免由于活塞杆及杆密封圈的损伤带来的故障；而且由于没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，双向行程具有同样的推力，有利于提高定位精度。 3.4摆动气缸

摆动气缸是一种在小于360度范围内做往复摆动的气缸，它将压缩空气的压力能转换成机械能，输出力矩使机构实现往复摆动。常用的摆动气缸的最大角度分为90度、180度和270度三种规格。

3.5手指气缸（气爪）

手指气缸是一种变型气缸，也称气爪，能实现各种抓取功能，是现代机械手的关键部件。气动手爪的开闭一般是通过气缸活塞产生的往复直线运动带动与手爪相连的曲柄连杆、滚轮或齿轮等机构，驱动各个手爪同步做开、闭运动。气爪一般有如下特点：

所有的结构都是双作用的，能实现双向抓取，可自由对中，重复精度高； 抓取力矩恒定，有多种安装和连接方式； 在气缸两侧可安装非接触式检测开关。 3.6其他气缸

气缸的种类还有很多，如短行程气缸、阻挡气缸、导向气缸、双活塞杆气缸等，他们都有自己各自的特殊用法。 3.7气缸使用要求

气缸使用有如下要求。

气缸正常的工作条件是介质、环境温度一般为-20度到80度，工作压力一般为0.1MPa到1.0MPa；

气缸安装前，应在1.5倍工作压力下进行试验，不应漏气；

气缸安装时，要注意动作方向，活塞不允许承受偏心负载或横向负载； 气缸安装的气源进口处需设置油雾器，以利于工作中润滑；

负载在行程中有变化时，应使用有足够输出力的气缸，并要附加缓冲装置；不适用满行程，特别是活塞伸出时，不要使活塞与缸盖碰击，否则容易引起活塞和缸盖等零件损坏。 4、气动控制元件

在气压传动系统中，气动控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量和方向的重要控制阀，利用他们可组成各种气动控制回路，以保证气动执行元件按设计的程序正常的进行工作。气动控制元件按功能和用途可分为流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀3大类。 4.1方向控制阀

方向控制阀是气压传动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流的通断，来控制执行元件启动、停止及运动方向的气动元件。根据方向控制阀的功能、控制方式、阀内气流的方向及密封形式等，可以将方向控制阀分为以下几类。 4.1.1按阀内气流的流通方向分类

按气流在阀内的流通方向分为单向型控制阀和双向型控制阀。单向型控制阀只允许气流

12

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

沿一个方向流动，如单向阀、梭阀、双压阀和快速排气阀等。双向型控制阀可以改变气流流通的方向，如电磁换向阀和气控换向阀。 4.1.2按阀的控制方式分类

按照控制方式可以分为如下类型。

人力控制阀。人力控制阀是依靠人为操作使阀切换，简称人控阀。人控阀主要分为手动阀和脚踏阀两大类。

机械换向阀。机械换向阀是利用凸轮、撞块或其它机械外力操作阀杆使阀换向的，简称为机控阀。这种阀常用作信号阀。

气压控制换向阀。气压控制换向阀是利用气体压力操作阀杆使阀换向，简称气控阀。气控阀按照控制方式可分为加压控制、卸压控制和延时控制等。这种阀在易燃、易爆、易潮、粉尘打的工作环境中安全可靠。

电磁控制换向阀是利用线圈通电产生电磁吸力使阀切换，以改变气流方向的阀，简称电磁阀。电磁阀易于实现电、气联合控制，能实现远距离操作，应用广泛。 4.1.3按阀的气路端口数量分类

控制阀的气路端口分为输入口（P）、输出口（A或B）和排气口（R或O）。按切换气路端口的数目分为二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。 4.1.4按阀芯的工作位置数分类

阀芯的切换工作位置简称为“位”，阀芯有几个工作位置就称为几位阀。根据阀芯在不同的工作位置，实现气路的通或断。阀芯可以切换的位置数量分为二位阀和三位阀。 4.1.5按阀芯结构分类

按阀芯的结构分为截止式、滑柱式和同轴截止式。 4.1.6按阀的连接方式分类

按阀的连接方式分为管式连接、板式连接、集成式连接和法兰式连接。 4.2流量控制阀

在气压传动系统中，有时需要控制气缸的运动速度，有时需要控制换向阀的切换时间和气动信号的传递速度，这些都需要调节压缩空气的流量来实现。这种通过改变阀的流通截面积来实现流量控制的阀称为流量控制阀，它包括节流阀、单向节流阀和排气节流阀。 4.2.1节流阀

节流阀是将空气的流通截面缩小以增加气体的流通阻力，从而降低气体的压力和流量。发体上有一个调节螺钉，可以调节节流阀的开口度，并可保持其开口度不变。 4.2.2单向节流阀

单向节流阀是单向阀和节流阀并联而成的组合控制阀。当气流从输入口P向输出口A流动时，经过节流阀节流；反向流动时，即气流由输出口A流向输入口P时，单向阀打开，不节流。单向节流阀常用于气缸的调速和延时回路中。 4.2.3排气节流阀

排气节流阀与节流阀一样，是靠调节流通面积来调节气体流量的。它与节流阀不同之处是安装在系统的排气口处，不仅能够控制执行元件的运动速度，而且因其常带消音器件，具有减少排气噪声的作用，所以常称其为排气消声节流阀。 4.3压力控制阀

在气动系统中，一般由压缩机先将空气压缩，存储在储气罐内，然后经过管路输送给各个气动装置使用。而储气罐的空气压力往往比实际需要的压力高，同时其压力波动值也较大。因此需要将其压力减到所需压力，并使减压后的压力稳定在所需压力值上。压力控制阀就是用来控制气动系统中压缩空气的压力，以满足各种压力需求或节能。压力控制阀有减压阀、安全阀（溢流阀）和顺序阀3种。

13

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

4.3.1减压阀。减压阀又称调压阀，是将供气气源压力减少到每台装置所需要的压力，并保证减压后压力值稳定。 4.3.2顺序阀。顺序阀是依靠气路中压力的作用来控制执行元件按顺序动作的一种压力控制阀，顺序阀一般很少单独使用，往往与单向阀配合在一起，构成单向顺序阀。

4.3.3安全阀。安全阀又称溢流阀，在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体排入大气，使系统压力超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。 4.4真空元件

在低于大气压力下工作的元件称为真空元件，由真空元件所组成的系统称为真空系统，或称为负压系统。真空系统的真空是依靠真空发生装置产生的，真空发生装置有真空泵和这真空发生器两种。

真空吸附是利用真空发生装置产生真空压力为动力源，由真空吸盘吸附抓取物体，从而达到移动物体，为产品的加工和组装服务。对任何具有较光滑表面的物体，特别是那些不适于夹紧的物体，都可以使用真空吸附来完成。真空吸附已广泛应用于电子电气生产，汽车制造、产品包装和板材运输等作业中。

14

本装置的气路原理图如下：

双联气缸推料气缸一推料气缸二摆动气缸气爪推料气缸三二、气路原理图

笔形气缸过滤调压ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

15

ZY36809B2光机电一体化实训考核台气路原理图

笔型气缸气爪推料气缸一推料气缸三推料气缸二双联气缸本装置的气路实物连接图如下：

摆动气缸推推推摆双笔料料料动联型气气气气气气气缸缸缸缸缸缸爪一二三电电电电电电电磁磁磁磁磁磁磁阀阀阀阀阀阀阀ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

16

内径6mm软管用直立接头消音器电磁阀底座内径为4mm软管用直立接头，电磁阀组和摆动汽缸上共需16个注意：1、图中共使用了两种规格的PU软管来组成气动回路，其中空压机到调压过滤器之间和调压过滤器到电磁阀底座的进气孔之间使用的为直径为6mm的软管，其他部分使用的均为4mm的软管；2、软管和电磁阀的连接使用直立接头，而软管与其他气缸的连接使用调速阀，如若发现密封不好，需要在螺纹处缠生料带；3、软管直接插入直立接头和调速阀即可，需要拔出时将其顶端压下便能将软管拔出；调压过滤器静音空压机ZY36809B2光机电一体化实训考核台气路实物连接图 ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

第四章 ZY36809B2光机电一体化实训考核台电气控制说明

一、传感器应用基础

1、传感器的基本知识

传感器的基本功能是检测信号和进行信号转换。传感器的输出量通常是电信号，它便于传输、转换、处理和显示等。电信号有多种形式，如电压、电流、电容和电阻等。 1.1传感器的组成

传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调理转换电路3部分组成，有时还需要外加辅助电源提供转换能量，如图所示：

被测量敏感元件转换元件信号调理与转换电路输出辅助电源

敏感元件指传感器中能直接感受或响应被测量，并且输出与被测量成一定关系的某一物理量的元件。

转换元件是指传感器中能够将敏感元件感受或相应的被测量，转换成适合传输或测量的电信号的部分。有时候敏感元件和转换元件的功能是由一个元件（敏感元件）实现的。

信号调理与转换电路将敏感元件或转换元件输出的电路参数转换、调理成一定形式的电量输出。由于传感器的输出信号一般都很微弱，因此需要进行信号的调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制，

辅助电源为无源传感器的转换电路提供电能。 1.2传感器的分类

传感器种类繁多，原理各异，从不同角度有不同的分类方法。下面介绍几种常用的分类方法。

1.2.1按被测参数分类

被测参数即为输入量，如对温度、压力、位移、速度等被测参量测量，按输入量相应的分为温度传感器、压力传感器、位移传感器和速度传感器等。 1.2.2按工作原理分类

按工作原理，传感器可分为物理传感器和化学传感器两类。物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应、磁致伸缩现象、离化、极化、热电、光电、磁电等效应。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器。 1.2.3按能量转换方式分类

按转换元件的能量转换方式，传感器分为有源型和无源型两类。有源型也称为能量转换型或发电型，它把非电量直接转换成电压量、电流量和电荷量等，如磁电式、压电式、光电式、热电偶等。无源型也称为能量控制型或参数型，它把非电量变成电阻、电容和电感等。 1.2.4按输出信号分类

按输出信号传感器分为模拟传感器、数字传感器和开关传感器。 1.2.5按输入、输出特性分类

按输入、输出特性传感器分为线性和非线性两类。

17

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

1.2.6按用途分类

按用途传感器可分为压敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、震动传感器、真空度传感器和生物传感器等。 1.3传感器的技术术语与指标 1.3.1开关量传感器技术术语

1）触点。接近开关触点的概念沿用了机械开关触点的名称，在功能上与机械触点类似，即接通或断开电信号。

2）常开触点。在常态下，及没有物体接近的时候，传感器的输出呈现截止状态，输出为低电平。

3）常闭触点。在常态下，及没有物体接近的时候，传感器的输出呈现导通状态，输出为高电平。

4）正逻辑输出。传感器导通时，信号输出端输出为高电平。负载必须接在信号输出端和电源负极之间。厂家一般称此种输出为PNP型输出。

5）负逻辑输出。传感器导通时，信号输出端输出为低电平。负载必须接在信号输出端和电源正极之间。厂家一般称此种输出为NPN型输出。

1.3.2主要技术指标

1）动作距离。也称为开关距离，在检测状态下，当被测物体在移向接近开关的过程中并引起接近开关动作时，测得被测物体的检测面与接近开关的感应面之间的距离。

2）复位距离。指在检测状态下被测物体逐渐远离接近开关的过程中，当接近开关由动作状态复位到常态时，测得的测得被测物体的检测面与接近开关的感应面之间的距离。

3）额定动作距离。又称为额定开关距离，是接近开关能够稳定达到的标准动作距离，它是产品出厂时的标称值。

4）设定距离。指在实际应用中，设定的接近开关的实际检测距离。一般调整为额定动作距离的0.8倍。

5）回差值。指动作距离和复位距离之间的绝对值。

6）重复定位精度。连续测量10次动作距离，其中最大值与最小值之差。 7）最大开关频率。接近开关每秒可动作的最高次数。

8）最大开关电流。指接近开关“触点”允许通过的最大电流。 9）工作电压。指能够保证接近开关正常工作的电压范围。 1.3.3接线形式

传感器的常用输出形式有NPN二线，NPN三线，NPN四线，PNP二线，PNP三线，PNP四线，AC三线，AC五线。详细如下表所示：

18

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

名称符号红/棕RDC 10-30VDC 0V说明直流二线二线传感器蓝红/棕蓝红/棕黑RAC 90-250V交流二线直流三线NPN输出直流三线PNP输出直流四线NPN输出DC 10-30V三线传感器蓝红/棕黑蓝红/棕黑白DC 0VDC 10-30VRDC 0VDC 10-30V四线传感器蓝红/棕黑白蓝红DC 0VDC 10-30V直流四线PNP输出DC 0VAC 90-250V五线传感器蓝棕黑黄红色和蓝色接交流电源，棕、黑、黄为传感器输出，棕为公共端，黑为常闭，黄为常开 2、光电传感器

光电传感器把光信号转变成电信号，不仅可测光的各种参量，还可把其它非电量变换为光信号以实现检测和控制。因此光电传感器又称为光敏传感器，或光电探测器，它属于无损

19

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

伤、非接触测量元件，具有灵敏度高、精度高、测量范围广、相应速度快、体积小、重量轻、寿命长、可靠性高等特点。

光电式传感器一般由光源、光学元件和光电元件3部分组成其物理基础是光电效应，它可以用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测量、气体成分分析等；也可以用于检测能转换成光量变化的的其他非电量，如直径、表面粗糙度、应变位移、振动、速度、加速度以及物体形状、工作状态的识别等。

光电传感器按照光源、被测物和光电元件3者的关系，可以分为如下4种类型。 被测物发光。被测物为光源，可检测发光物的某些物理参数。 被测物反光。可检测被测物体表面性质参数，如光洁度计。

被测物透光。可检测被测物与吸收光或投射光特性有关的某些参数，如浊度计和透明度计等。

被测物遮光。可检测被测物的机械变化，如测量物体的位移、振动、尺寸和位置等。 光电传感器按输出信号分为开关式和模拟式。模拟式光电传感器的输出量为连续变化的光电流，因此在应用中要求光电器件的光照特性呈单直线性，光源的光照要求保持均匀稳定，主要用于光电式位移计、光电比色计等。开关式光电传感器的输出信号对应光电信号“有”、“无”受到光照两种状态，即输出特性是断续变化的开关信号。这种传感器又称为光电式接近开关，主要用于转速测量、模拟开关和位置开关等。光电式接近开关根据检测方式可分为反射式和对射式两种。下面主要介绍光电式接近开关。 2.1对射式光电传感器

对射式光电传感器的光发射器和光接收器处于相对位置，面对面安装。如果没有被检测物体通过传感器光路，光路畅通，光发射器发出的光线直接进入接收器。若有物体通过光路，发射器和接收器之间的光线被阻断，引起传感器输出信号的变化。因此对射式光电传感器是检测不透明物体最可靠的检测模式。 2.2反射式光电传感器

反射式光电传感器的发射端和接收端是做在一起的，在工业生产中用的最多的是漫反射式和镜反射式光电传感器。 2.2.1漫反射式光电传感器

漫反射式光电传感器的发射器和接收器集与一体，二者处于同一侧位置，利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作。由于没有反光板，正常情况光发射器发射的光，接收器是无法接收到的，只有当被测物体经过时，将光发射器发射的光部分反射回来，使光接收器得到光信号，传感器就产生输出信号。对于表面光亮或其反射率极高的被检测物体，漫反射式光电传感器是首选的检测模式。 2.2.2镜反射式光电传感器

镜反射式光电传感器也是发射器和接收器集与一体，二者处于同一侧位置，在其相对位置安装一个反光镜。利用反光镜，发射器发出的光线经过反射回到光接收器。在光的传输路上如果没有被检测物体，，则接收器可以接收到反射器发出的光线。如果在光的传输路线上有被检测物体，则接收器接收不到光线，引起传感器输出信号的变化。 2.3使用注意事项

光电传感器使用时应注意如下事项。 2.3.1不能安装在水、油、灰尘多的地方。

2.3.2回避强光及室外太阳光等直射的地方，传感器的接收端不能直接正对很强的光源。一般解决办法是用工件挡住强光，或将传感器旋转一定角度安装。

2.3.3消除背景物的影响。如果被检测物是可以透光的介质，当光线穿过被测物体后，可能会被其后面的背景物反射回来，影响传感器的检测精度和测量效果。一般解决办法是在接收端

20

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

的一侧安装一块遮光板，阻挡反射光线进入传感器接收端，从而避免传感器的误动作。 3、电感式传感器

电感式传感器是利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电量电测的一种装置，能对位移、压力、振动、应变、流量等参数进行测量。它具有结构简单、灵敏度高、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强及测量精度高等一系列优点，因此在机电控制系统中得到广泛的应用。

电感式传感器种类很多，一般分为自感式和互感式两大类。习惯上讲的电感式传感器通常指自感式传感器。

3.1电感式传感器的工作原理

电感接近式传感器属于一种有开关量输出的位置传感器，又称为电感式接近开关，主要由LC振荡器、开关电路及放大输出电路3部分组成。电感式传感器在接通电源且无金属工件靠近时，其头部产生自激振荡的磁场。金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡器衰减，以致停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，由此识别有无金属物体接近，进而控制开关的通或断，从而达到非接触式检测的目的。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。 3.2使用注意事项

使用电感式传感器时应注意如下事项。

3.2.1电感式接近传感器只对金属物质敏感，不能应用于非金属物质检测。 3.2.2电感式传感器的接通时间为50ms，当负载和传感器采用不同电源时，务必先接通电感式传感器的电源。

3.2.3当使用感性负载时，其瞬态冲击电流过大，会损坏或劣化交流二线电感式传感器，这时需要经过交流继电器作为负载来转换使用。

3.2.4对检测正确性要求较高的场合或传感器安装周围有金属对象的情况下，需要选择用屏蔽式电感式传感器，只有当金属对象处于传感器前端时才触发传感器状态的变化。

3.2.5电感式传感器的检测距离会因被检测对象的尺寸、金属材料，甚至金属材料表面镀层的种类和厚度不同而不同。

3.2.6避免电感式传感器在化学溶剂中，尤其是强酸、强碱的环境下使用。 4、电容式传感器

电容式传感器是以各种类型的电容作为敏感元件，将被测物理量的变化转换为电容量的变化，再由转换电路转换为电压、电流或频率，以达到检测的目的。因此凡是能引起电容量变化的有关非电量，均可以用电容式传感器进行电测变换。

电容式传感器不仅能测量荷量、位移、振动、角度、加速度等机械量，还能测量压力、液面、料面、成分含量等热工量。电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介电常数型3种。电容式传感器具有结构简单、灵敏度高、动态特性好等一系列优点，在机电控制系统中占有十分重要的地位。 4.1电容式传感器的工作特点

电容式接近开关也属于一种具有开关量输出的电容传感器，其检测物体既可以是金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体。 4.2使用注意事项

电容式传感器使用时应注意以下事项。

4.2.1当检测物体为非金属时，要减小检测距离。 4.2.2电容式传感器的接通时间为50ms，当负载和传感器采用不同电源时，务必先接通电容式传感器的电源。

4.2.3当使用感性负载时，其瞬态冲击电流过大，会损坏或劣化交流二线电容式传感器，这时

21

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

需要经过交流继电器作为负载来转换使用。

4.2.4勿将电容式传感器置于刺痛密度大于或等于0.02T的直流磁场环境下使用，以免造成误动作。

4.2.5避免电容式传感器在化学溶剂中，尤其是强酸、强碱的环境下使用。 5、磁感应传感器

磁感应传感器是一种将磁信号转换成电信号的器件或装置。磁感应传感器具有体积小、惯性大、动作快等优点。

使用时要注意以下事项。

直流型磁感应传感器所使用电压为3~30V DC，一般的应用范围为5~24V DC。过高的电压会引起内部元器件升温而变的不稳定；但电压过低，容易受外界温度变化影响，从而引起误动作。使用时，必须在接通电源前检查接线是否正确，电压是否为额定值。 6、光纤传感器

近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

6.1 光纤传感器的基本工作原理

光纤传感器是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。 6.2 光纤传感器优点

灵敏度较高；几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋转等）的器件；可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境；而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。 6.3 光纤传感器的分类

一类是功能型（传感型）传感器; 另一类是非功能型（传光型）传感器。

6.3.1功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件, 被测量对光纤内传输的光进行调制, 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化, 再通过对被调制过的信号进行解调, 从而得出被测信号。

光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，多采用多模光纤。

优点：结构紧凑、灵敏度高。 缺点：须用特殊光纤，成本高，

典型例子：光纤陀螺、光纤水听器等

6.3.2非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化, 光纤仅作为信息的传输介质，常采用单模光纤。

光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。 优点：无需特殊光纤及其他特殊技术， 比较容易实现，成本低。 缺点：灵敏度较低。

实用化的大都是非功能型的光纤传感器。

22

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

二、触摸屏的使用说明

1、软件安装步骤

1.1将光盘放入光驱，计算机将会自动运行安装程序，或者您手动运行光盘根目录下的[Setup.exe] 屏幕显示如下：

1.2根据向导提示，一路按下【下一步】，输入用户信息，如图所示：

23

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

24

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

按下[完成]，软件安装完毕。

要运行程序时，可以从菜单[开始]/[程序]/[eview]/[EV5000_UNICODE_CHS]下找到相应的可执行程序即可。 2、接口图

MT5000，MT4000上的COM0/COM1口均可以连接到计算机，也可以连接PLC。MT5000，MT4000具有非常强大的通讯能力，MT5000拥有一个以太网接口（MT4000没有以太网接口），一个USB接口，一个打印接口，两个串行接口。因此MT5000，MT4000具有了和绝大多数具有通讯能力的设备进行通讯的能力,由此可见MT5000，MT4000的应用范围非常的广泛。 2.1 串行接口

MT5000/4000目前有两个串行接口，标记为COM0,COM1。

两个口分别为公头和母头,以方便区分，管脚的差别仅在于PIN7和PIN8。 COM0为9针公头，管脚定义如下图:

P1

COM0 MALE

PC232/PLC232-NO HARDWARE CONTROL/485/422

COM1为9针母头，管脚图如下，与COM0的区别仅在于PC_RXD,PC_TXD被换成了PLC232连接的硬件流控TRS_PLC,CTS_PLC。

P2

COM1 FEMALE

PLC232-HARDWARE CONTROL/485/422

2.2 以太网接口（Ethernet）

MT5000（MT4000没有以太网接口）具有一个10M/100M自适应网络接口，可以实现程序的下载，在线仿真，多机互联等等功能。

25

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

使用以太网我们可以进行如下的操作：

1）从PC下载程序到HMI，它的速度比通过RS232或USB都要快很多 2）实现多个HMI的组网互联

3）实现HMI与现场设备之间的通讯 以太网接口的设置如下：

1）在工程结构窗口，双击HMI图标，就会弹出下图中的对话框：

2）设置IP地址、端口号，注意，同一网络中IP地址不能一样。

3）保存编译后，可通过串口或USB端口下载HMI的IP地址。下载后，屏的IP地址将变为上图所设置的IP地址。

4）如果通过以太网接口来下载程序，需要把IP地址设置与PC相异。你可以通过触摸屏后面的两个拨码开关全部拨到ON，然后复位HMI，即可进入内置的SETUP界面，进行IP地址的修改。

5）点击[工具]菜单里[设置选项]，打开编译下载选项，选择下载设备为“以太网”，设置为触摸屏的IP地址与端口号。

26

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

注意：工程下载后，屏的IP地址将自动变为HMI属性中设置的IP地址。如果HMI属性中设置的IP地址与编译下载选项中设定的IP地址不一致，使用旧的下载IP地址将无法成功下载。此时需要调整[编译下载选项]中的IP地址，或者进入SETUP状态，修改屏的当前IP地址。 3、打印机接口

标准打印口25针D型母座

MT5000 系列以及MT4400T,MT4500T 系列提供了一个打印机接口，接口设置与电脑接口一样。MT4300系列提供了一个15针的打印接口。

并行打印通讯端口15 针D 型母座

用户可以在线打印窗口、事件、文本、位图等等。 打印机设置在工程结构窗口中，双击HMI 图标，就会弹出[HMI属性]对话框，然后进入[打印机设置]，如下图所示：

27

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

4、USB 接口

我们的MT5000，MT4000为您提供了一个高速的下载通道，这就是USB口，它将大大加快下载的速度，且不需要预先知道目标触摸屏的IP地址，因此建议您使用USB来下载。

USB驱动的安装方法：用USB线连接屏与电脑，给屏通电，电脑右下角会提示安装新硬件，根据提示手动安装，USB驱动在EV5000安装好的文件夹的DRIVER下面。 5、制作一个最简单的工程 5.1 创建一个新的空白的工程

1）安装好EV5000 软件后，在[开始]/[程序]/[eview]/[ EV5000_UNICODE_CHS]下找到相应的可执行程序点击。

2）这时将弹出如下画面：

3）点击菜单[文件]里的[新建工程]，这时将弹出如下对话框，输入您想建工程的名称。您也可以点“>>”来选择您所建文件的存放路径。在这里我们命名为“test_01”。点击[建立]即可。

4）选择您所需的通讯连接方式,MT5000支持串口、以太网连接,点击元件库窗口里的通

28

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

讯连接,选中您所需的连接方式拖入工程结构窗口中即可。

5）选择您所需的触摸屏型号，将其拖入工程结构窗口。放开鼠标，将弹出如下对话框：

可以选择水平或垂直方式显示，即水平还是垂直使用触摸屏，然后点击“OK”确认。 6）选择您需要连线的PLC 类型,拖入工程结构窗口里。如下图所示:

7）适当移动HMI和PLC的位置，将连接端口靠近连接线的任意一端，就可以顺利把它们连接起来。注意：连接使用的端口号要与实际的物理连接一致。这样就成功的在PLC与HMI之间建立了连接。拉动HMI或者PLC检查连接线是否断开，如果不断开就表示连接成功。

29

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

8）然后双击HMI0图标,就会弹出下图所示的对话框：

在此对话框中需要设置触摸屏的IP地址和端口号。如果您使用的是单机系统，且不使用以太网下载组态和间接在线模拟，则可以不必设置此窗口。如果您使用了以太网多机互联或以太网下载组态等功能，请根据您所在的局域网情况给您的触摸屏分配唯一的IP地址。如果网络内没有冲突，建议您不要修改默认的端口号。

双击PLC图标，设置站号为相应的PLC站号： 设置连接参数：

如图，双击HMI0图标，在弹出的[HMI属性]框里切换到[串口1设置]里修改串口1的参数（如果PLC连接在COM0,请在[串口0设置]里修改串口0的参数），如下图所示：

30

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

根据您的PLC连线情况，设置通讯类型为RS232,RS485-4W或RS485-2W,并设置与PLC相同的波特率，数据位和校验位，停止位等属性。右面一栏非高级用户，一般不必改动。

这样，我们的新工程就创建好了。按下工具条上的[保存]图标即可保存工程。

选择菜单[工具]/[编译]，或者按下工具条上的[编译]图标。编译完毕后，在编译信息窗口会出现“编译完成”如下图所示：

选择菜单[工具]/[离线模拟]，或者按下工具条上的[离线模拟]图标。如下图所示

31

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

按下[仿真]，这时就可以看到我们刚刚创建的新空白工程的模拟图了，如下图所示：

可以看到该工程没有任何元件，并不能执行任何操作。

在当前屏幕上单击鼠标右键[Close]或者直接按下空格键可以退出模拟程序。 5.2 创建一个开关元件

1）首先在工程结构窗口中，选中HMI图标，点击右键里的[编辑组态]，如下图所示：

2）然后就进入了组态窗口,如下图所示:

32

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

3）元件窗口里，轻轻点击图标 ，将其拖入组态窗口中放置，这时将弹出位控制元件[基本属性]对话框，设置位控制元件的输入/输出地址，如下图所示:

4）切换到[开关]页，设定开关类型，这里设定为切换开关。如下图所示：

5）切换到[标签]页,选中[使用标签]，分别在[内容]里输入状态0、状态1 相应的标签,并选择标签的颜色。（您可以修改标签的对齐方式，字号，颜色）

6）切换到[图形]页，选中[使用向量图]复选框，选择一个您想要的图形。

33

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

7）最后点确定关闭对话框，放置好的元件如下图所示：

8）选择工具条上的[保存]，接着选择菜单[工具]/[编译]。 如果编译没有错误,那么这个工程就做完了。

9）选择菜单[工具]/[离线模拟] /[仿真]，可以看到仿真画面，如图所示：

10）如果设置了IP 地址，则可以使用间接在线模拟。

11）选择菜单[工具]/[间接在线模拟]，这时您在计算机屏幕上用鼠标触控该开关，将可以发现已经可以控制PLC的对应的输出口Q0了！您可以让该PLC的这个输出口来回切换开关状态。

12）选择菜单[工具]/[下载]。

13）下载完毕，把触摸屏重新复位，这时您将可以在触摸屏上通过手指来触控这个开关了。

34

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

6、通信设置

三、电气电路组成

本实训考核台电气部分主要由电源模块、元器件模块、PLC模块、变频器模块、接口面板等组成。所有电气接线均由线槽链接到接口面板的端子排上，再由接线端子排链接到护套插座，最后在接口面板和模块之间连线即可完成实训考核项目。 1、 电源模块

电源模块包括三相电源控制、三相电源输出、单相电源插座，主要提供三相、单相电源。 2、 元器件模块

器件模块包括多种不同功能的按钮和指示灯，急停按钮、转换开关、蜂鸣器。所有接口均引至面板，并提供24V电源，为实训提供资源。 3、 PLC模块

PLC模块主要是将各种主机的端子引至面板，供安全接线。其中西门子主机采用S7-200 CPU226 CN AC/DC+EM222CN的组合；三菱主机采用FX2N-48MR-001；欧姆龙主机采用CP1E-N40DR-A。 4、 变频器模块

变频器模块主要是将各种变频器端子均引至面板，供安全接线。其中西门子变频器采用MM420；三菱变频器采用FR-E740；欧姆龙变频器采用3G3JV-A4007。

35

摆动送料双控电磁阀B手臂缩回双控电磁阀A手爪松开双控电磁阀A供料检测光电开关+供料检测光电开关-摆动取料接近开关+摆动取料接近开关-摆动送料接近开关+摆动送料接近开关-手爪松开双控电磁阀B手臂缩回双控电磁阀B手臂上升双控电磁阀A手臂下降双控电磁阀A手臂下降双控电磁阀B手臂上升双控电磁阀B手臂伸出双控电磁阀A手爪夹紧双控电磁阀A手爪夹紧双控电磁阀B手臂伸出双控电磁阀B推料气缸一单控电磁阀A推料气缸二单控电磁阀A供料检测光电开关输出摆动送取接近开关输出摆动送料接近开关输出双联气缸伸出磁性开关+推料气缸二单控电磁阀B推料气缸三单控电磁阀A推料气缸三单控电磁阀B推料气缸一单控电磁阀B推料一气缸缩回磁性开关+推料三气缸缩回磁性开关+分拣光电开关+分拣光电开关-分拣光电开关输出分拣电感传感器+分拣电感传感器-分拣电感传感器输出分拣光纤传感器一+分拣光纤传感器一-分拣分光拣纤光传纤感传器感一器输二出+分拣光纤传感器二-分拣光纤传感器二输出推料一气缸缩回磁性开关-推料二气缸伸出磁性开关+推料二气缸缩回磁性开关+推料二气缸缩回磁性开关-推料三气缸伸出磁性开关+推料三气缸缩回磁性开关-推料三气缸伸出磁性开关-推料二气缸伸出磁性开关-电电电电机机机机PEUVW接线要求：1、所有接线均采用蓝色0.4平方毫米的绝缘导线；2、所有接线均要求套线号管；3、焊接部分均要求套热缩管；4、所有导线均走线槽，适当使用扎带及吸盘，要求整整洁美观。5、 端子布局图

触摸屏电源+触摸屏电源-报警灯红报警灯黄报警灯绿报警灯公共端转盘电机电源+转盘电机电源-摆动取料双控电磁阀A摆动取料双控电磁阀B摆动送料双控电磁阀A12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

36

双联气缸伸出磁性开关-双联气缸缩回磁性开关+双联气缸缩回磁性开关-笔型气缸上升磁性开关+笔型气缸上升磁性开关-笔型气缸下降磁性开关+笔型气缸下降磁性开关-气爪放松磁性开关+气爪放松磁性开关-推料一气缸伸出磁性开关+推料一气缸伸出磁性开关-41424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374??7879808182接线说明：1、报警灯接线：按照颜色对应接线即可，黑色为公共端；2、电磁阀接线：电磁阀出线不分正负，可随意接至AB两个段子；3、磁性开关接线：磁性开关出线棕色为正，蓝色为负；4、各类传感器接线：棕色对应+，蓝色对应-，黑色对应输出；5、电机接线：黑色对应U，红色对应V，白色对应W，地线接PE端子。ZY36809B2光机电一体化实训考核台电气接线图

开关电源0V变频器端子9笔型气缸上升笔型气缸下降气爪放松变频器端子5气爪夹紧报警红灯报警绿灯报警黄灯推料气缸一伸出推料气缸二伸出推料气缸三伸出6、 西门子控制系统

6.1 西门子PLC控制原理图

转盘电机摆动气缸取料摆动气缸送料双联气缸伸出双联气缸缩回开关电源+24VQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.71L2L3L西门子 S7-200 CPU 226 CN AC/DC+EM222CNL+ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

37

双联气缸缩回到位推料气缸一伸出到位推料气缸一缩回到位推料气缸二伸出到位推料气缸二缩回到位推料气缸三伸出到位推料气缸三缩回到位笔型气缸上升到位笔型气缸下降到位气爪放松到位分拣光电传感器分拣电感传感器I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3M1M2M启动停止供料检测光电传感器摆动气缸取料到位摆动气缸送料到位双联气缸伸出到位分拣光纤传感器一分拣光纤传感器二ZY36809B2光机电一体化实训考核台PLC控制原理图ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

6.2 I/O配置表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

38

输入地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 说明 启动 停止 供料检测传感器 摆动气缸取料到位 摆动气缸送料到位 双联气缸伸出到位 双联气缸缩回到位 笔型气缸上升到位 笔型气缸下降到位 气爪放松到位 推料气缸一伸出到位 推料气缸一缩回到位 推料气缸二伸出到位 推料气缸二缩回到位 推料气缸二伸出到位 推料气缸二缩回到位 分拣光电传感器 分拣电感传感器 分拣光纤传感器一 分拣光纤传感器二 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 输出地址 Q0.0 Q 0.1 Q 0.2 Q 0.3 Q 0.4 Q 0.5 Q 0.6 Q 0.7 Q 1.0 Q 1.1 Q 1.2 Q 1.3 Q 1.4 Q 1.5 Q 1.6 Q 1.7 说明 转盘电机 摆动气缸取料 摆动气缸送料 双联气缸伸出 双联气缸缩回 笔型气缸上升 笔型气缸下降 气爪放松 气爪夹紧 推料气缸一伸出 推料气缸二伸出 推料气缸三伸出 报警红灯 报警黄灯 报警绿灯 变频器运行 ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

6.3 变频器操作

1）方框图

2）BOP面板操作

利用基本操作面板（BOP）可以改变变频器的各个参数。为了利用BOP设定参数，必须首先拆下SDP,并装上BOP。

BOP具有七段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值，报警和故障信息，以及设定值和实际值。参数的信息不能用BOP存储。

39

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

显示/按钮 功能 功能的说明 状态显示 LCD 显示变频器当前的设定值。 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。应设定P0700=1, P1000=1。 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。 起动变频器 停止变频器 按此键可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用负号（－）表示或用闪改变电动机的烁的小数点表示。缺省值运行时此键是被封锁的，为了使此键的操作有效，转动方向 应设定P0700=1。 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。 电动机点动 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（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（3 4，或5）， 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，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。 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。 用BOP面板设置参数的方法：

下面的插图介绍更改参数P0004数值的步骤，并以P0719为例，说明如何修改下标参数的数值。按照这个图表中说明的类似方法，可以用“BOP”更改任何一个参数。

40

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

3）变频器参数设置 序号 1 2 3 4 5

41

参数代号 P0003 P0010 P0970 P0701 P1058 参数值 2 30 1 10 25 说明 参数访问级 调出出厂设置参数 恢复出厂值 电动机正转 设置电动机频率

PLCPLC输输入入IIL+M0.40.537383940PLC输入IM1.3PLC输入IM1.4PLC输入IM1.5PLCPLCPLCPLCPLCPLCPLC输输输输输输输入I入I入入入I入入IM1.6M1.7ML+M2.0L+M2.1PLCPLC输输入入IL+M2.2PLCPLC输输入入IL+M2.3变频器输出PE变频器输出U变频器输出V变频器输出W6.4 实训接线图

PLCPLCPLCPLC+输输输输240QQQ0Q0Q0Q0Q0Q0Q0Q0Q0Q0Q0Q0Q0入入I入入IVV1.41.51.6V0.0V0.1V0.2V0.3V0.4V0.5V0.6V0.7V1.0V1.1V1.2V1.3VL+M0.2L+M0.3123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536PLCPLCPLCPLCPLC输输输输输入I入I入I入I入IM0.6M0.7M1.0M1.1M1.2414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273??7879808182SB2SB3PLC输入M+24V三相电源输出UPLC输出Q1.70V三相电源输出V三相电源输出W蜂鸣器HAHA1蜂鸣器HAHA236三相电源输出PE变频器控制端子9变频器控制端子5PLC输入MPLC输入I0.1PLC输入I0.0ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

42

PLC输入L+变频器输入L1变频器输入L2变频器输入L3PLC输PLC输PLC输出L1出L2出L3PLC输PLC输入1M入2M变频器输入ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训接线图（西门子）

开关电源+24V变频器SD7、三菱PLC、变频器控制原理 7.1 三菱PLC控制原理图 转盘电机变频器STF、RM开关电源+24V摆动气缸取料笔型气缸上升笔型气缸下降气爪放松气爪夹紧报警红灯报警绿灯报警黄灯摆动气缸送料双联气缸伸出双联气缸缩回推料气缸一伸出推料气缸二伸出推料气缸三伸出Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17COM1~COM5三菱 FX2N-48MR-001ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

43

X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X0X1X2X3X4X20X21X22X23COM启动双联气缸伸出到位推料气缸一伸出到位推料气缸一缩回到位推料气缸二伸出到位推料气缸二缩回到位双联气缸缩回到位笔型气缸上升到位笔型气缸下降到位停止供料检测光电传感器摆动气缸取料到位摆动气缸送料到位气爪放松到位推料气缸三伸出到位推料气缸三缩回到位分拣光电传感器分拣电感传感器分拣光纤传感器一分拣光纤传感器二ZY36809B2光机电一体化实训考核台PLC控制原理图（三菱） ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

7.2 I/O配置表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

44

输入地址 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 说明 启动 停止 供料检测传感器 摆动气缸取料到位 摆动气缸送料到位 双联气缸伸出到位 双联气缸缩回到位 笔型气缸上升到位 笔型气缸下降到位 气爪放松到位 推料气缸一伸出到位 推料气缸一缩回到位 推料气缸二伸出到位 推料气缸二缩回到位 推料气缸二伸出到位 推料气缸二缩回到位 分拣光电传感器 分拣电感传感器 分拣光纤传感器一 分拣光纤传感器二 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 输出地址 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 说明 转盘电机 摆动气缸取料 摆动气缸送料 双联气缸伸出 双联气缸缩回 笔型气缸上升 笔型气缸下降 气爪放松 气爪夹紧 推料气缸一伸出 推料气缸二伸出 推料气缸三伸出 报警红灯 报警黄灯 报警绿灯 变频器运行 ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

7.3 变频器操作

1）方框图

45

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

2）面板操作

46

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

47

ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

3）变频器参数设置 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

参数代号 P4 P5 P6 P7 P8 P14 P79 P80 P82 P83 P84 参数值 35 20 11 5 5 0 2 默认 默认 默认 默认 说明 高速 中速 低速 加速时间 减速时间 电动机控制模式 电动机的额定功率 电动机的额定电流 电动机的额定电压 电动机的额定频率 48

PLCPLC输输入入COX24+M3343536变频器输出PE变频器输出U变频器输出V变频器输出WPLCPLC输输入入COXX24+M4537383940PLC输入COXM17PLCPLCPLC输入输输入CO入COXM24+M20PLCPLC输输入入COX24+M21PLCPLCPLCPLC输输入输输入入COX入COX24+M2224+M237.4 实训接线图 +240YYY0YVV141516V01234567PLCPLC输输入0Y0Y0Y0Y0Y0Y0Y0Y0Y0Y0Y0入COXV1V2V3V4V5V6V7V10V11V12V13V24+M289101112131415161718192021222324252627282930313233PLCPLCPLC输入输入输入COXCOXCOXM6M7M10PLC输入COXM11PLCPLCPLCPLCPLC输入输入输入输入输入COXCOXCOXCOXCOXM12M13M14M15M16414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273??7879808182SB2PLC输入COMPLC输入COMPLC输入X1SB3PLC输入X0ZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

49

三相电源输出UPLC输出Y17+24V三相电源输出V三相电源输出W蜂鸣器HAHA136蜂鸣器HAHA2三相电源输出PE变频器控制端子STF、RM变频器控制端子SD+24V变频器输入L1变频器输入L2变频器输入L3PLC输PLC输PLC输PLC输PLC输出COM1出COM2出COM3出COM4出COM5变频器输入PEZY36809B2光机电一体化实训考核台实训接线图（三菱）

开关电源0V变频器SC转盘电机变频器S1、S4开关电源+24V摆动气缸取料笔型气缸上升笔型气缸下降气爪放松气爪夹紧报警红灯报警绿灯报警黄灯摆动气缸送料双联气缸伸出双联气缸缩回推料气缸一伸出推料气缸二伸出推料气缸三伸出8、欧姆龙PLC、变频器控制原理 8.1欧姆龙PLC控制原理图

10000100011000210003100041000510006100071010010101101021010310104101051010610107COM1~COM6欧姆龙 CPIE-N40DR-A005006007010011100101102103104105106107108109COMZY36809B2光机电一体化实训考核台实训手册

50

双联气缸伸出到位推料气缸一伸出到位推料气缸一缩回到位推料气缸二伸出到位推料气缸二缩回到位推料气缸三伸出到位双联气缸缩回到位笔型气缸上升到位笔型气缸下降到位气爪放松到位推料气缸三缩回到位分拣光电传感器000001002003004启动停止供料检测光电传感器摆动气缸取料到位摆动气缸送料到位分拣电感传感器分拣光纤传感器一分拣光纤传感器二ZY36809B2光机电一体化实训考核台PLC控制原理图（欧姆龙）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1qzr.html