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一、系統(tǒng)概述
    LGP-SJS0型 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實(shí)訓(xùn)考核裝置由 5 個機(jī)構(gòu)組成，分別為：轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、水箱加熱檢測機(jī)構(gòu)、加蓋機(jī)構(gòu)、合格檢測機(jī)構(gòu)、瓶子搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、底盒上料機(jī)構(gòu)、盒蓋上料蓋章機(jī)構(gòu)、成品搬運(yùn)機(jī)構(gòu)和倉庫機(jī)構(gòu)等系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)選用 FX3UPLC 進(jìn)行控制，具有較好的實(shí)用性，每個機(jī)構(gòu)都可以單獨(dú)工作，同時方便學(xué)生拆裝練習(xí)及復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。
    該系統(tǒng)包含了機(jī)電一體化專業(yè)中的氣動、電機(jī)驅(qū)動與控制、PLC、PID 調(diào)節(jié)控制、傳感器、機(jī)械拆裝等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐、課程設(shè)計及初上崗位的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，是培養(yǎng)機(jī)電一體化人才的理想設(shè)備。

二、技術(shù)參數(shù)
1、工作電源：三相五線 380V±5%50HZ
2、安全保護(hù)：漏電保護(hù)，熔斷器保護(hù)，缺相/過熱/過流/干燒
3、保護(hù)外形尺寸：約 2600 mm×1200 mm×1400 mm(長寬高)
4、額定功率：2.5KW
5、環(huán)境溫度：-10℃~50℃
6、相對溫度：≤85%
7、主機(jī)：三菱 FX3U-48MT（可選西門子等品牌）
8、通訊模塊：三菱 FX3U-485BD 模塊（可選西門子等品牌）
9、模擬量模塊：三菱 FX3U-3A-ADP（可選西門子等品牌）
10、模塊氣泵：W58 1 臺
三、設(shè)備組成
    LGP-SJS0型 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實(shí)訓(xùn)考核主要由轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、水箱加熱檢測機(jī)構(gòu)、加蓋擰蓋機(jī)構(gòu)、合格檢測機(jī)構(gòu)、瓶子搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、底盒上料機(jī)構(gòu)、盒蓋上料蓋章機(jī)構(gòu)、成品搬運(yùn)機(jī)構(gòu)和倉庫機(jī)構(gòu)等系統(tǒng)組成。
    當(dāng)系統(tǒng)全部復(fù)位并啟動后，系統(tǒng)進(jìn)入加工生產(chǎn)過程。首先，水箱開始加熱至設(shè)定溫度，當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，水箱保持設(shè)定溫度，同時系統(tǒng)自動開啟。飲料瓶由轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)送至傳送帶上，經(jīng)過飲料灌裝，加蓋及檢測合格后由搬運(yùn)機(jī)械手將灌裝好的飲料瓶裝入箱中，再由入倉機(jī)械手送入倉中。
四、設(shè)備結(jié)構(gòu)及參數(shù)
1、設(shè)備機(jī)構(gòu)詳解
（1）轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)：
轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)盤、推料氣缸、接近開關(guān)、交流減速電機(jī)、變頻器等組成。當(dāng)系統(tǒng)啟動后，水箱溫度到達(dá)設(shè)定值后，轉(zhuǎn)盤開始動作，接近開關(guān)檢測到飲料瓶時，推料氣缸動作，將飲料瓶推至傳送帶上。
（2）輸送機(jī)構(gòu)：
輸送機(jī)構(gòu)總共分為三條：
①飲料瓶傳送
②飲料盒底盒傳送
③成品傳送。由傳送帶、同步帶、同上輪、直流流減速電機(jī)等組成。
（3）水箱加熱機(jī)構(gòu)：
水箱由加熱棒、PT100 溫度傳感器、24V 電控閥門、防干燒液位開關(guān)、加熱控制模塊 DTY-220D 25G 等組成。當(dāng)設(shè)備啟動后，水箱開始加溫至設(shè)定溫度并保持。水箱溫度到達(dá)設(shè)定值時，系統(tǒng)開始工作，由轉(zhuǎn)盤上料后傳送帶送至灌裝位并夾緊電控閥門動作開始灌裝。
（4）加蓋擰蓋機(jī)構(gòu)：
加蓋擰蓋機(jī)構(gòu)由加蓋到位傳感器、加蓋定位氣缸、瓶蓋倉、推蓋氣缸、擰蓋電機(jī)等組成。當(dāng)瓶子飲料裝好后，由傳送帶送至加蓋位并加緊開始加蓋擰蓋。
（5）檢測機(jī)構(gòu)：
檢測機(jī)構(gòu)由紅外漫反射傳感器和電容傳感器組成。紅外漫反射傳感器檢測瓶蓋是否擰好，電容傳咸器檢測液位是否到位。
（6）分揀機(jī)構(gòu)：
分揀機(jī)構(gòu)由不合格到位傳感器、分揀氣缸、分揀傳送帶組成。當(dāng)檢測機(jī)構(gòu)檢測到瓶蓋未擰緊或液位沒到位時，由分揀氣缸將不合格產(chǎn)品推至分揀傳送帶上。
（7）飲料瓶搬運(yùn)機(jī)構(gòu)：
飲料搬瓶運(yùn)機(jī)構(gòu)由兩條絲桿、兩套步進(jìn)電機(jī)、氣爪等給成。當(dāng)合格的飲料瓶到出料位時，X、Y 軸同時動作，機(jī)械手將合格的飲料瓶搬運(yùn)到盒子中的 4 個位置中。
（8）底盒上料機(jī)構(gòu)：
底盒上料機(jī)構(gòu)由底盒料倉、推料氣缸等、傳送帶等組成。當(dāng)系統(tǒng)啟動后，生產(chǎn)線上無底盒時，
 自動推出，等待飲料搬運(yùn)機(jī)械手將飲料瓶放入盒中。
（9）盒蓋上料蓋章機(jī)構(gòu)：
盒蓋上料蓋章機(jī)構(gòu)由盒蓋料倉、盒蓋推料氣缸、章、蓋章氣缸、定位氣缸等給成。當(dāng)檢測到裝好飲料瓶的盒子時，定位氣缸動作將盒子固定好，盒蓋推料氣缸將盒蓋推出蓋上，蓋章氣缸動作蓋好章后定位氣缸松開，傳送帶將打包好的盒子送至成品搬運(yùn)機(jī)構(gòu)。
（10）成品搬運(yùn)機(jī)構(gòu)：
成品搬運(yùn)機(jī)構(gòu)由 X、Y 兩條絲桿、X 軸伺服電機(jī)、Y 軸步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械手等組成。當(dāng)?shù)搅蟼鞲衅鳈z測到飲料盒到位后，X、Y 軸同時動作，將飲料盒依次送入倉為機(jī)構(gòu)中。
（11）倉庫機(jī)構(gòu)：
貨架形式選用 2*3 層 6 個倉位，配套相應(yīng)步進(jìn)及伺服電機(jī)和驅(qū)動器，由成品機(jī)械手裝成品抓取放入至倉儲機(jī)構(gòu)，主要貨架、漫反射光電機(jī)關(guān)、1 套觸摸屏等等安裝支架等組成。
2、主要電子元件
（1）可編程控制器 FX3U-48MT/ES-A三菱 FX3U-48MT/ES-A 型 PLC 是三菱第三代小型可編程控制器。具有速度、容量、性能、功能的新型、高性能機(jī)器。業(yè)內(nèi)最高水平的高速處理，內(nèi)置定位功能得到大幅提升。
控制規(guī)模：24 點(diǎn)輸入，24 點(diǎn)輸出，可擴(kuò)展到 128 點(diǎn)。自帶兩路輸入電位器，8000 步存儲容量，并且可以連接多種擴(kuò)展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機(jī)單元能同時輸出 2 點(diǎn) 100KHz 脈沖。并且配備有 7 條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達(dá)方式及特殊脈沖輸出控制。可安裝顯示模塊 FX1N-5DM，能監(jiān)控和編輯定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)寄存器。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信功能：支持 232，485，422 通訊。
（2）人機(jī)交互設(shè)備
10.4 寸分辨率 800*600 可與可編程控制器通過以太網(wǎng)進(jìn)行人機(jī)界面交互
以 ARM CPU 為核心（主頻 600MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。該產(chǎn)品設(shè)計采用了 10.4 英寸高亮度 TFT 液晶顯示屏，四線電阻式觸摸屏。該觸摸屏包含 RS232、RS422、以太網(wǎng)通訊接口， 可適應(yīng)不同設(shè)備通訊。同時還預(yù)裝了 MCGS 嵌入式組態(tài)軟件（運(yùn)行版），具備強(qiáng)大的圖像顯示和數(shù)據(jù)處理功能
（3）伺服驅(qū)動器
伺服驅(qū)動器：功率 200W，額定電壓為 AC200-240（V），輸出電流：1.5A,防護(hù)等級 IP20，指令控制方式有外部模擬指令/內(nèi)部指令；最大輸入脈沖頻率：差動傳輸方式時 4MPPS，開集電極傳輸方式時 200KPPS；具有過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、電機(jī)過熱保護(hù)、短路保護(hù)、驅(qū)動器過熱保護(hù)等保護(hù)功能，支持位置/速度/轉(zhuǎn)矩控制模式。
伺服電機(jī)：編碼器為 17 位增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，分辨率 131072，功率 200W。
（4）步進(jìn)驅(qū)動器及步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)驅(qū)動器型號：3M458，步進(jìn)電機(jī)型號：3S85Q-04067
步進(jìn)驅(qū)動器：供電電壓 DC24V~40V；輸出相電流 3.0~5.8A；控制信號輸入電流 6~16mA；最大細(xì)分 10000
步進(jìn)電機(jī)：步距角 1.2°C ± 5%；相電流 5.8A；引線數(shù)量 6；保持扭矩 2.0Nm；阻尼扭矩 0.08Nm;；最大軸向負(fù)載 60N；最大徑向負(fù)載 220N；重量 1.65kg
（5）加熱控制模塊
采用智能控制儀表加固態(tài)繼電器進(jìn)行加熱控制，智能控制儀表可任意設(shè)置 P、I、D 參數(shù)，達(dá)到精準(zhǔn)控制制溫度的效果。
五、配置清單

六、實(shí)訓(xùn)項目
1.PLC 系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項目
①PLC 基本指令的應(yīng)用
②PLC 功能指令的應(yīng)用
③PLC 步進(jìn)指令的應(yīng)用
④PLC 控制環(huán)形轉(zhuǎn)臺
⑤PLC 對環(huán)形轉(zhuǎn)臺的絕對定位控制
⑥利用運(yùn)動庫指令對步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)進(jìn)行控制
⑦PID 控制系統(tǒng)
2.變頻器系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項目
①變頻器基本接線操作
②開環(huán)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)
③PU 操作及外部操作
④速度定位系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)
⑤并用操作運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)
⑥通訊操作運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)
⑦多段速度運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)訓(xùn)
⑧變頻器無極調(diào)速實(shí)訓(xùn)
⑨瞬時停電起動實(shí)訓(xùn)
3.交流伺服系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項目
①交流伺服系統(tǒng)基本接線操作
②放大器參數(shù)設(shè)置
③反饋與脈沖數(shù)觀察
④脈沖輸入控制正反轉(zhuǎn)
⑤帶速度反饋的脈沖控制正反轉(zhuǎn)
⑥相對位置控制
⑦凸輪控制增量方式
⑧故障代碼的熟悉與排除
⑨雙軸倉庫控制管理
4.傳感器實(shí)訓(xùn)項目
①位置傳感器實(shí)訓(xùn)
②光纖傳感器實(shí)訓(xùn)
③光電傳感器實(shí)訓(xùn)
④磁性開關(guān)實(shí)訓(xùn)
⑤編碼器的應(yīng)用
5.自動化模型任務(wù)實(shí)訓(xùn)項目
①水瓶上料運(yùn)送任務(wù)實(shí)訓(xùn)
②水瓶灌水任務(wù)實(shí)訓(xùn)
③水瓶加蓋任務(wù)實(shí)訓(xùn)
④水瓶子蓋單章任務(wù)實(shí)訓(xùn)
⑤水瓶入倉任務(wù)實(shí)訓(xùn)
⑥綜合水瓶灌裝實(shí)訓(xùn)任務(wù)