PAC实验指导书 - 图文

GE FANUC自动化系统集成实验室

实验指导书

编写人：

机电工程学院实验指导书

实验一 GE-Fanuc ME软件使用

一．实验目的：

1．掌握PAC Systems RX3i系统的硬件组成；

2. 熟悉GE-Fanuc的应用软件PROFICY MACHINE EDITION（简称ME）； 3．使用ME软件，掌握硬件配置及其地址分配；

4．使用ME软件，掌握上位机和PAC Systems RX3i的通讯。 二．实验设备：

1．RX3i可编程序控制器；

2．装有PROFICY ME编程软件的电脑； 3．导线若干。 三．实验内容：

1．了解PAC Systems RX3i系统的硬件组成 2. 在ME软件中进行硬件配置，并对其分配地址； 3．实现上位机和PAC Systems RX3i的通讯。 4. 将一个程序下载到PLC系统中运行。 四. 实验设备介绍：

1．PAC Systems RX3i

PAC Systems RX3i的特点

PAC Systems RX3i控制器是创新的可编程自动化控制器PAC Systems家族中最新增加的部件。它是中、高端过程和离散控制应用的新一代控制器。如同家族中的其它产品一样，PAC Systems RX3i的特点是具有单一的控制引擎和通用的编程环境，提供应用程序在多种硬件平台上的可移植性和真正的各种控制选择的交叉渗透。使用与PAC Systems RX7i相同的控制引擎，新的PAC Systems RX3i

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在一个紧凑的、节省成本的组件包中提供了高级的自动化功能。PAC Systems的可移植性的控制引擎在几种不同的平台上都有卓越的表现，使得初始设备制造商和最终用户在应用程序变异的情况下，能选择最适合他们需要的确切的控制系统硬件。

RX3i部件 （1）RX3i CPU

高性能处理器：奔腾 PIII 300 MHz / PIII 1GHz，支持 32K DI, 32K DO, 32K AI, 32K AO以及多达5 M字的数据贮存，高达56M存储内存，所有设备文档都可以贮存在CPU中。

支持多种编程语言：LD梯形图、指令表、C语言、FBD功能块图、Open Process、用户定义功能块、ST 结构文本、顺序流程图、符号编程以及用户自己的编程软件。

内置两个串行口，一个 RS-232 ，一个 RS-485 三位置工况开关: Run, Run Disabled, Stop 诊断状态指示 LED：OK（CPU OK）、RUN（运行）、Outputs Enabled（输出允许）、I/O FORCE(输入/输出强制)、BATTERY（电池）、SYSTEM FAULT(系统错误)。

内置温度传感器 (对应 warm and hot 报警位) 注意事项：

不允许带电‘热’插拨CPU （2）RX3i背板

RX3i可以使用二种通用底板：12插槽的和16插槽的。每个插槽既支持新的模块也支持现有的90-30系列I/O模块（PCM3xx和CMM301、CMM302、CMM311、CMM321等除外），此外还提供：

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1）内置在基板上的可选的风扇控制端子座（CPU和电源上的热敏传感器）。 2）通过传统机架的扩展（选项模块）。

3）当使用直流电源时（电源占用一个插槽），16槽的基板最多能够容纳13个输入/输出模块和选项模块。12槽的基板最多能够容纳9个上述模块（CPU占用2个模块插槽）

4）RX3i基板既支持PCI总线也支持串行总线。每个插槽有2个连接器，1个是PCI连接器，另1个是串行连接器。PCI总线提供的性能是串行总线的250倍。串行总线（1MHz）数据传送速率0.062兆字节/秒，而新的PCI总线（27 MHz）的数据出送速率是27.0兆字节/秒。因此，在使用PCI总线的情况下，以太网和其它智能模块的数据吞吐量将增加70%。

（3）电源

RX3i有三种类型的40瓦电源：交流120/240伏（直流125伏）双宽度模块和直流24伏单幅宽模块。二种电源都装有热敏传感器，其接线端子是成双的，以便菊花链式接线。通/断开关位于门的背面。二种类型的电源支持带电‘热’插拨。

下面以PSA040电源为例：诊断用的发光二极管显示状态，电源上的4个发光二极管指示，含义如下：

电源（绿色/琥珀色）。当这个LED呈现绿色时，表现电源已经施加到底板上。当这个LED呈现琥珀色时，表示供电已经施加到电源模块，但是电源开关没有接通。

电源故障（红色）。当这个LED点亮时，表示电源模块已经接近或超过它的最大工作的温度。

负荷过载（琥珀色）。当这个LED点亮时，表示电源模块中至少一路输出已接近或超过它的最大输出能力。如果出现任何过热、过载、或电源故障，CPU故障表显示出一个故障信息。

通/断开关位于模块正面的门背后。该开关控制电源输出的操作。它不切断电力线路供电。开关旁边的突缘有助于防止意外接通或关断电源。

（4）RX3i以太网模块

RX3i以太网模块（如图1-1）是以10/100兆位双工/全双工方式通信的，它支持SRTP、EGD和通道（信号发生器和使用器）。发光二极管诊断显示下列状态：以太网OK；局域网OK；工作登录状态

（附加协议还计划包括Modbus TCP、Ethernet IP、ProfiNET、DNP3.0）。

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图1-1 以太网模块

（5）扩展模块

RX3i有两种扩展方式，如图1-2所示：

图1-2 扩展模块

（6）模拟输入/输出，离散量输入/输出 2．Proficy Machine Edition软件

Machine Edition 提供了一个统一的完整系统用于解决自动化控制方案。其

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实验三 单轴位置控制实验

一. 实验目的：

1. 学习使用ME软件编制梯形程序逻辑图；

2. 熟悉PACSystems RX3i系统控制器的结构和功能； 3. 熟悉继电器以及电磁阀的功能和控制；

4. 熟悉PACSystems RX3i系列CPU和I/O模块的配置； 二．实验设备：

1．单轴位置控制系统一套； 2．GE-Fanuc RX3i可编程序控制器； 3．装有ME编程软件的电脑； 4．连接线若干。 三．实验内容：

1. 使用ME编程软件对实验设备进行配置；

2. 使用ME编程软件编制PAC程序，熟悉软元件的使用。 3．建立PLC与计算机之间的通信，实现对单轴位置系统的控制。 4. 通过实验，可以通过下图控制面板的按钮作为输入实现单轴位置控制系统中物体抓取模块的移动以及抓取物体，并放到指定的位置。

四．实验原理与I/O分配：

1．实验系统组成

本系统由四部分组成：主轴移动模块；物体提取模块；PLC及I/O模块以及软件模块。

其原理是控制步进电机（如图3-1）的旋转并通过联轴器带动丝杠（如图3-2），丝杠上的丝杠螺母带动移动平台控制活动气缸移动，通过气缸的移动以及

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电磁铁的通电断电实现抓取金属物体的功能。特点如下：

1运动机构左右运行采用步进电机、滚珠丝杆、直线轴承，运行距离400mm，○精度0.1mm。

2上下运行为由汽缸带动，面板上有5孔，可以移动物体提取模块到指定位○置放下。

3整体结构采用铝合金材料，导线都装在托链内。 ○

4可用按钮进行手动控制，也可通过上位机机进行自动、点动控制。 ○

5配有步进电机控制器、气动阀、开关电源、限位开关、按钮等。 ○

图3-1步进电机 图3-2 丝杠传动机构

2．步进电机参数

该设备的左右行功能皆用步进电机实现，所以可以通过改变步进电机驱动脉冲的频率进行加速减速控制，通过指定驱动脉冲的数目进行定距运行。

电机驱动器的最大供电电压可达直流36V，采用双极型恒流驱动方式；驱动输出相电流可通过电位计调整，最大可达每相1.2V；配备专用电机驱动控制芯片，可以用DIP开关设定细分，最高达64细分，使运行更加平稳流畅。

步进电动机的技术参数如下表。

电机 步距角 相电流（A） 保持扭矩（Nm） 相电阻(Ω) 电机惯量(kg·cm2) 电机长度L(mm) 引线数量 引线说明 绝缘等级 红色 蓝色 黑色 绿色 B 1.8deg±5% 1.5 1.4 4.2 0.44 76 6 A A- B B- 机电工程学院实验指导书

耐压等级 工作环境温度 表面温升 绝缘阻抗 重量(kg) AC500V 1分钟 -20℃～40℃ 最高80℃ 最小120MΩ，DC500V 1.1 控制信号说明：

1 PLS——步进脉冲信号 ○

此信号低电平使内部光耦导通，驱动器将对脉冲信号下降沿响应。脉冲的有效宽度不应小于10μs。

2 DIR——方向控制信号 ○

外加电平的变化控制电机的运转方向。为保证响应的可靠性，方向信号应至少大于脉冲信号50μs。电机的初始运行方向与电机的接线有关，可以通过互换两相改变。

3．物体提取模块

物体提取模块由气缸、电磁阀组成，电磁阀安装在双作用气缸的前端，双作用气缸通过自身两个气孔进气出气实现下方吸盘上下移动。吸盘是一个电磁铁，上电后可以提取金属物体。如图3-4。

图3-3 步进电机驱动器 图3-4物体提取模块

4．PLC及I/O模块

PLC使用PACSystems RX3i系列控制器，该控制器的特点是具有单一的控制引擎和通用的编程环境。其硬件配置包括电源的选择、CPU模块，远程I/O模块等。

在此设备中，采用RX3i 系统结合远程I/O控制，利用以太网通讯技术将两者结合使用。具体需做如下配置：

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RX3i系统部分：

CPU模块：IC695CPU310 1块 电源模块：IC695PSD040 1块 以太网通信模块：IC695ETM001 1块 远程I/O部分：（如图3-5）

以太网通信模块：IC200EBI001 1块 电源模块：IC200PWR002D 1块 高速计数模块：IC200MDD841-EF 1块

图3-5 远程I/O模块

五．实验步骤：

根据工业现场对元件加工搬运的需要，利用本机构实现将元件手动或者自

动地从初始位置搬运到指定位置。参考I\\O分配表如下：

I203 I204 I205 I206 I207 I209 I210 左侧限位开关 右侧限位开关 系统自动模式按钮 系统手动模式按钮 吸附按钮 发生故障，系统急停 向下按钮 I211 I212 Q1 Q2 Q3 Q4 工作台左行 工作台右行 PLS输出 DIR 电磁阀吸合 汽缸下行 具体步骤如下：

1. 打开ME软件建立新项目； 2. 增加目标对象；（参考实验一） 3. 对PLC进行硬件配置； 4. 增加以太网全局参数，分别点击右键选择NEW创建 示:

，

,

，并操作过程与设置参数如下图所

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步骤1：增加以太网全局参数出现标；

，图

步骤2：对其分别右键选择NEW创建

，

；

步骤3：设置参数如下图所示：

5.在MAIN中编写单轴位置控制系统控制梯形图，

其中，气缸和电磁阀的控制程序如下所示：

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RX3i系统部分：

电源模块：IC695PSD040 1块 CPU模块：IC695CPU310 1块 以太网通信模块：IC695ETM001 1块 远程I/O部分：

以太网通信模块：IC200EBI001 1块 电源模块：IC200PWR002D 1块 高速计数模块：IC200MDD841-EF 1块 远程输入模块 IC200MDL640F 1块 远程输出模块 IC200MDL740E 1块 远程模块底座 IC200CHS002K 3块

图7-6 控制系统模块

五．实验步骤：

其参考I\\O分配表如下：

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I00201 I00202 I00203 I00204 I00205 I00206 I00207 I00208 I00209 I00210 I00211 I00212 I00213 I00214 I00215 I00216 I00217 I00218 I00219 I00220 I00233 I00235 I00241 I00242 急停 手动\\自动 向左旋转 向右旋转 向上 向下 向前 向后 手抓松开 传送带电机 转盘检测 上限位 下限位 前限位 后限位 左限位 右限位 检测物体 检测铁 检测铝 上下电机脉冲完成 前后电机脉冲完成 检测颜色 检测任何 Q00001 Q00002 Q00003 Q00004 Q00005 Q00006 Q00007 Q00008 Q00009 Q00010 Q00011 Q00012 Q00021 Q00025 Q00023 Q00027 Q00033 AQ0001 AQ0002 AQ0005 AQ0006 上下PLS 上下DIR(0下，1上) 前后PLS 前后DIR（0后,1前） 旋转PWM 旋转DIR(1左转，0右转) 手爪松开 传送电机 转盘电机 击打铁 击打铝 击打颜色 上下电机使能 上下电机使能开始 前后电机使能 前后电机使能开始 击打任何 上下电机频率 上下电机脉冲 前后电机频率 前后电机脉冲 具体步骤如下：

1. 打开ME软件建立新项目； 2. 增加目标对象；（参考实验一） 3. 对PLC进行硬件配置； 4. 增加以太网全局参数，分别点击右键选择NEW创建 示:

步骤1：增加以太网全局参数出现标；

，

图

，

,

，并操作过程与设置参数如下图所

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步骤2：对其分别右键选择NEW创建

，

；

步骤3：设置参数如下图所示：

5.在MAIN中编写控制系统控制梯形图

6. 将梯形图下载到PLC中进行操作。（参考实验一） 六．实验报告要求：

1．说明编程过程和实验过程，是如何实现的？ 2．绘出控制梯形图，最好标注说明。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q6w2.html