1、1第四章 基于三菱 PLC 的缓冲站实训实训一 缓冲站设备认知4.1.1 实训目的1、了解缓冲站的动作过程及其工作原理2、 了解缓冲站中所用到元件型号和和控制方式3、 掌握步进电机的原理、选型及运用方式和各项数据的计算方法4、掌握缓冲站中气缸的基本原理及其作用5、掌握缓冲站中传感器的基本原理及其作用4.1.2 实训内容1、对缓冲站的外观及工作流程进行初步了解2、对步进电机，气缸，传感器进行分析，了解其工作原理3、缓冲单元控制面板A 库进料B 库进料A 库出料 B 库出料 进料带 出料带手动控制区域启动 急停电源复位 启动 保持自动控制区域手动 自动模式选择图 4.1.1 缓冲部分操作面板（1）
2、 、缓冲单元电源控制区域（POWER）OFF：急停按钮，可切断缓冲单元电源；ON： 缓冲单元上电。（2） 、缓冲单元自动操作区（AUTO）RESET：复位按钮；STARE：自动运行开始；HOLD： 进给保持。（3） 、缓冲单元功能选择旋钮（MODE）功能选择旋钮可选择自动（AUTO）或手动（JOG） 。（4） 、缓冲单元手动操作区域（JOG START）A 库进料：A 库进料条件满足，按该按钮完成进料动作；A 库出料：A 库出料条件满足，按该按钮完成出料动作；B 库进料：B 库进料条件满足，按该按钮完成进料动作；B 库进料：B 库出料条件满足，按该按钮完成出料动作；进料带：进料带的起停；出来带
3、：出来带的起停。 24、缓冲单元操作步骤（1） 开机a、合上总电源开关 QS1（在缓冲单元电柜右侧）b、拧开操作面板急停按钮c、按操作面板上的电源 ON 按钮，缓冲单元启动，并进入可工作状态。（2） 关机a、确认机床可动部分已停止运动；b、按操作面板上的急停按钮，关闭 PLC 单元和驱动单元等；c、关闭总电源开关 QS1。当缓冲单元开机后，即可进行受动操作，在无报警的情况下，通过面板转换开关可使本单元处于自动操作模式。（3） 回参考点a、首先应确保机床已正常起动；b、将操作方式置于手动方式下；c、按自动运行开始按钮，A 库执行回参考点动作，当 A 库到达参考点位置，移动停止，A 库回参考点完成
4、；d、A 库回参考点完成后按自动运行开始按钮， B 库执行回参考点动作，当 B 库到达参考点位置，移动停止，B 库回参考点完成。（4） A 库、B 库初始化操作a、执行 A 库和 B 库回参考点动作；b、按下自动运行开始按钮，A 库和 B 库同时执行初始化操作；注意：请执行完初始化操作后在进行自动操作方式的切换。4.1.3 实训设备见表 4-1 设备清单表表 4-1 设备清单表4.1.4 系统的动作过程物流模拟自动化生产线系统利用 PLC 控制技术，按照生产指令，通过系统的自动识别功能和输送系统，完成要求的功能。传送机将货物送到 A/B 库进料处，当感应器感应到有货物时，再由气动装料装置将货物
5、移进斗式缓冲库进行缓存。当下一站需要货物时，移货装置将有货物的斗式缓冲库中的货物移至出料处，再由气动装料装置将货物移到出料传送带，并通过出料传送带将货物送到下一站。缓冲站主要由可编程控制器、步进电机控制、带式传送机、斗式缓存库、气动装料、移货检测传感器组成。序号 名称 型号与规格 数量 备注1 步进电机 KINCO-2S56Q 42 步进电机驱动器 KINCO-2M530 43 气缸 14 传感器 45 PLC FX2N-20GM/B 13装配入库传送带选择 A / B 库B 库感应到物体 A 库感应到物体A 库进料 B 库进料斗室缓冲仓 A斗室缓冲仓 B堆垛要 求出货 堆垛要 求出货A 库出
6、料 B 库出料出料传送带堆垛单元图 4.1.2 缓冲站动作原理框图4.1.5 构造和工作原理一、步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它
7、涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。注：步进电机基本原理、基本参数、相数、选择及其应用同装配站的二、气缸 一般指气缸与液压缸相组合形成的气-液阻尼缸、气 -液增压缸等。其具体的分类、选择等见装配站。其按调速特性可分为：（1）慢进慢退式；（2）慢进快退式；（3）
8、快进慢进快退式。44.1.6 实训步骤1、本次实训的步进电机外观和原理进行了解和研究，可通过铭牌了解到步进电机的各种参数并会计算。2、气缸的工作原理进行了解，并且分析该气缸属于何种型号的气缸。3、了解缓冲站的动作流程以及其组成部分，可以根据实物指出各个组成部分的位置并且了解各个部分的功能。4.1.7 思考题1、根据 KINCO-2S56Q 步进电机的铭牌写出其各项基本参数，并根据其提供参数计算出其他参数。2、试说明本实训所用气缸属于何种类型（列出气缸的各项基本参数）？3、试写出缓冲站的各个组成部分并简述各部分的功能。附：步进电机驱动电路图：图 4.1.2 步进电机驱动电路图 15图 4.1.3
9、 步进电机驱动电路图 2图 4.1.4 步进电机驱动电路图 36图 4.1.5 步进电机驱动电路图 4图 4.1.6 气动控制电路图7PLC 总体接线图：K R 2 4K R 3 4K R 3 3K R 3 2K R 3 1K R 3 0K R 2 7K R 2 6K R 2 5K R 3 7K R 3 6K R 3 5K R 3 8K R 3 9X 0 0 0X 0 0 1X 0 0 2X 0 0 3X 0 0 4X 0 0 5X 0 0 6X 0 0 7X 0 1 0X 0 1 1X 0 1 2X 0 1 3X 0 1 4X 0 1 5C O M 1C O M 2C O M 3C O M
10、4C O M 7C O M 6K M 4K M 5K M 6K M 4K M 5K M 6X 0 2 3X 0 2 4C O M 8X 0 2 0X 0 2 1X 0 2 2X 0 2 5X 0 2 6X 0 2 7X 0 3 0X 0 3 1X 0 3 2X 0 3 3X 0 3 4X 0 3 5X 0 2 6X 0 3 7C O MF U Y 0 0 0Y 0 0 1Y 0 0 2Y 0 0 3Y 0 0 4Y 0 0 5Y 0 0 6Y 0 0 7Y 0 1 0Y 0 1 1Y 0 1 2Y 0 1 3Y 0 1 4Y 0 1 5Y 0 1 6Y 0 1 7Y 0 2 0Y 0 2 1Y
11、 0 2 2Y 0 2 3Y 0 2 4Y 0 2 5Y 0 2 6Y 0 2 7Y 0 3 0Y 0 3 1Y 0 3 2Y 0 3 3Y 0 3 4Y 0 3 5Y 0 3 6Y 0 3 7C O M 9C O M2 4 VK M 2 0K M 2 1K M 2 2K M 2 3K M 2 4K M 2 5K M 2 6C O M 1 0F U 2 4 VK M 1 9K M 2 0K M 2 1K M 2 2K M 2 3K M 2 4K M 2 5K M 2 6K M 1 9C O M 1 1.C O M 1 2H 9H 1 0H 1 1H 1 2H 1 6H 1 3H 1 4H 1
12、5H 1 7C O M 1 3.C O M 1 4FX2N-128MRX 0 1 6X 0 1 7C O M 5K R 4 0K R 4 1S B 1 1S B 1 2S B 1 3S B 1 4S B 1 5S B 1 6S B 1 7S B 2 0S B 1 9S B 1 8.A 库口检测气压到位A 库缓冲进站启动A 库出库汽缸后位A 库出库汽缸前位A 库出库检测A 库计数A 库进库检测A 库缓冲出站启动缓存复位缓存保持缓存启动A 库进库汽缸前位A 库进库汽缸后位B 库口检测B 库计数B 库进库检测B 库出库检测B 库出库汽缸前位B 库进库汽缸前位B 库出库汽缸后位B 库进库汽缸后位B 库
13、缓冲进站启动B 库缓冲出站启动自动 | 手动上单元准备好了下一站 A 库起下一站 B 库起转角度 9 0 0A 库旋转缓存报警A 库缓冲进站B 库旋转A 库缓冲出站B 库缓冲进站B 库缓冲进站A 库缓冲进站启动A 库缓冲出站启动B 库缓冲进站启动B 库缓冲进站启动出料启动进料启动装配启动缓存复位缓存保持缓存启动装配复位装配保持8缓冲站总体流程图：开 始有 报 警 ？回 参 考 点回 参 考 点 完 成 ？仓 库 初 始 化处 理报 警初 始 化 完 成 ？A 库 满 ？有 货 物 等 待 进 货 ？B 库 进 货 ？A 库 进 货 ？启 动 了 吗 ？自 动 方 式 ？寻 找 有 货斗 式 仓
14、 库寻 找 无 货斗 式 仓 库各 动 作 自 动 执 行自 动 单 循 环 动 作手 动 单 步 执 行进 库 位 置 有 货 ？A 库 进 货YNYYYNNNNN有 货 物 等 待 进 货 ？进 库 位 置 有 货 ？B 库 满 ？寻 找 无 货斗 式 仓 库B 库 进 货BEDC下 站 要 货 ？出 库 位 置有 货 ？A 库 出 货 ？11A 库 出 货 ？A 库 无 货 ？B 库 出 货 ？B 无 库 货 ？B 库 出 货 ？出 库 位 置有 货 ？寻 找 有 货斗 式 仓 库BB 库 满 ？B 库 进 货各 自 做 自 动执 行CA 库 满 ？暂 停 等 待出 货A 库 进 货各
15、自 做 自 动执 行DB 库无 货 ？报 警装 配 部 分出 货B 库 出 货各 自 做 自 动执 行暂 停 等 待出 货EA 库无 货 ？报 警装 配 部 分出 货A 库 出 货各 自 做 自 动执 行YYYYYYYYYYYYNNNNNNNNNNNYYY YYYYNNNNN9实训二 缓冲站进料实训4.2.1 实训目的1、了解缓冲站中斗式缓冲仓进料的动作过程及其本系统的工作原理2、掌握 PLC 的编程思想3、能够编写 PLC 的控制程序4、编写步进电机驱动器的程序4.2.2 实训内容1、根据系统动作过程，画出控制流程图2、根据系统的动作过程，编写 PLC 的控制程序3、根据步进电机的控制方式，
16、编写步进电机驱动器的程序PLC 输入输出分配表：表 4-1 输入分配表序号 I/O 代号 功能 类别1 X00 KR24 A 库口检测 传感器2 X01 KR25 A 库计数 传感器3 X02 KR26 A 库进库检测 传感器4 X03 KR27 A 库出库检测 传感器5 X04 KR30 A 库出库气缸前位 传感器6 X05 KR31 A 库出库气缸后位 传感器7 X06 KR32 A 库进库气缸前位 传感器8 X07 KR33 A 库进库气缸后位 传感器9 X010 KR34 B 库口检测 传感器10 X011 KR35 B 库计数 传感器11 X012 KR36 B 库进库检测 传感器1
17、2 X013 KR37 B 库出库检测 传感器13 X014 KR38 B 库出库气缸前位 传感器14 X015 KR39 B 库出库气缸后位 传感器15 X016 KR40 B 库进库气缸前位 传感器16 X017 KR41 B 库进库气缸后位 传感器17 X020 P2 气压到位 气压开关18 X021 SB11 A 库缓冲进货启动 按钮19 X022 SB12 A 库缓冲出货启动 按钮20 X023 SB13 B 库缓冲进货启动 按钮21 X024 SB14 B 库缓冲出货启动 按钮22 X025 SB15 进料传送带启动 按钮23 X026 SB16 出料传送带启动 按钮24 X027
18、 SB17 缓存启动 按钮25 X030 SB18 缓存保持 按钮1026 X031 SB19 缓存复位 按钮27 X032 SB20 自动/手动 按钮28 X033 KM4 上单元准备好 继电器触点29 X034 KM5 下一站要 A 库货 继电器触点30 X035 KM6 下一站要 B 库货 继电器触点表 4-2 输出分配表序号 I/O 代号 功能 类别1 Y000 KM20 A 库旋转 继电器2 Y001 KM21 B 库旋转 继电器3 Y002 KM22 A 库缓冲进货 继电器4 Y003 KM23 A 库缓冲出货 继电器5 Y004 KM24 B 库缓冲进货 继电器6 Y005 KM
19、25 B 库缓冲出货 继电器7 Y006 KM26 缓存报警 继电器8 Y007 H9 A 库缓冲进货启动 指示灯9 Y010 H10 A 库缓冲出货启动 指示灯10 Y011 H11 B 库缓冲进货启动 指示灯11 Y012 H12 B 库缓冲出货启动 指示灯12 Y013 H13 进料传送带启动 指示灯13 Y014 H14 出料传送带启动 指示灯14 Y015 H15 缓存启动 指示灯15 Y016 H16 缓存保持 指示灯16 Y017 H17 缓存复位 指示灯4.2.3 实训设备见表 4-2 设备清单表表 4-3 设备清单表4.2.4 系统的动作过程传送机将货物送到 A/B 库进料处
20、，当感应器感应到有货物时，再由气动装料装置将货物移进斗式缓冲库进行缓存。序号 名称 型号与规格 数量 备注1 计算机 12 PLC FX2N-20GM/B 13 PLC 编程软件 111装配入库传送带选择 A / B 库B 库感应到物体 A 库感应到物体A 库进料 B 库进料斗室缓冲仓 A斗室缓冲仓 B图 4.2.1 缓冲单元动作过程4.2.5 操作步骤1、 分析系统的动作过程2、 编写 PLC 控制程序流程图3、 编写 PLC 控制步进电机驱动器的程序4.2.6 PLC 控制程序见附录12实训三 缓冲站出料实训4.3.1 实训目的1、了解缓冲站中斗式缓冲仓出料的动作过程及其本系统的工作原理2
21、、 掌握 PLC 的编程思想3、 能够编写 PLC 的控制程序4、 编写步进电机驱动器的程序5、4.3.2 实训内容1、根据系统动作过程，画出控制流程图2、根据系统的动作过程，编写 PLC 的控制程序3、根据步进电机的控制方式，编写步进电机驱动器的程序4.3.3 实训设备见表 4-3 设备清单表表 4-3 设备清单表4.3.4 系统的动作过程当下一站需要货物时，移货装置将有货物的斗式缓冲库中的货物移至出料处，再由气动装料装置将货物移到出料传送带，并通过出料传送带将货物送到下一站。堆垛要 求出货 堆垛要 求出货A 库出料 B 库出料出料传送带堆垛单元图 4.3.1 缓冲站出料过程序号 名称 型号与规格 数量 备注1 计算机 12 PLC FX2N-20GM/B 13 PLC 编程软件 1134.3.5 操作步骤1、分析系统的动作过程2、编写 PLC 控制程序流程图3、编写 PLC 控制步进电机驱动器的程序4.3.6 PLC 控制程序见附录
