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可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備,灌裝生產(chǎn)線 > 教育裝備 >可編程控制器實(shí)驗(yàn)裝置

SBJSSX-1A可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備

--灌裝生產(chǎn)線

一、系統(tǒng)概述

可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核該裝置系統(tǒng)由 5 個(gè)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(cè)機(jī)構(gòu)、加蓋機(jī)構(gòu)、合格檢測(cè)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(cāng)庫(kù)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(gè)機(jī)構(gòu)都可以單獨(dú)工作，同時(shí)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(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jì)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)：

工作電源：三相五線 380V±5%50HZ

安全保護(hù)：漏電保護(hù)，熔斷器保護(hù)，缺相/過(guò)熱/過(guò)流/干燒保護(hù)外形尺寸：約 2600 mm×1200 mm×1400 mm(長(zhǎng)寬高)

額定功率：2.5KW環(huán)境溫度：-10℃~50℃相對(duì)溫度：≤85% 主機(jī)：三菱 FX3U-48MT

通訊模塊：三菱 FX3U-485BD 塊

模擬量模塊：三菱 FX3U-3A-ADP 模塊氣泵：W58 1 臺(tái)

三、可完成實(shí)訓(xùn)

1.PLC 系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)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(tái)

⑤PLC 對(duì)環(huán)形轉(zhuǎn)臺(tái)的絕對(duì)定位控制

⑥利用運(yùn)動(dòng)庫(kù)指令對(duì)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(xiàng)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(wú)極調(diào)速實(shí)訓(xùn)

⑨瞬時(shí)停電起動(dòng)實(shí)訓(xùn)

3.交流伺服系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)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(duì)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(cāng)庫(kù)控制管理

4.傳感器實(shí)訓(xùn)項(xiàng)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(dòng)化模型任務(wù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)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(cāng)任務(wù)實(shí)訓(xùn)

⑥綜合水瓶灌裝實(shí)訓(xùn)任務(wù)

四、可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備組成

食品飲料機(jī)械 PLC 實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)生產(chǎn)線主要由轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、水箱加熱檢測(cè)機(jī)構(gòu)、加蓋擰蓋機(jī)構(gòu)、合格檢測(cè)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(cāng)庫(kù)機(jī)構(gòu)等系統(tǒng)組成。

當(dāng)系統(tǒng)全部復(fù)位并啟動(dòng)后，系統(tǒng)進(jìn)入加工生產(chǎn)過(guò)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(shí)系統(tǒng)自動(dòng)開啟。飲料瓶由轉(zhuǎn)盤上料機(jī)構(gòu)送至傳送帶上，經(jīng)過(guò)飲料灌裝，加蓋及檢測(cè)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(cāng)機(jī)械手送入倉(cāng)中。

五、可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備詳解

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(dòng)后，水箱溫度到達(dá)設(shè)定值后，轉(zhuǎn)盤開始動(dòng)作，接近開關(guān)檢測(cè)到飲料瓶時(shí)，推料氣缸動(dòng)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(dòng)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(shí)，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(dòng)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(cāng)、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(cè)機(jī)構(gòu)：

檢測(cè)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(cè)瓶蓋是否擰好，電容傳咸器檢測(cè)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(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到瓶蓋未擰緊或液位沒(méi)到位時(shí)，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(shí)，X、Y 軸同時(shí)動(dòng)作，機(jī)械手將合格的飲料瓶搬運(yùn)到盒子中的 4 個(gè)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(cāng)、推料氣缸等、傳送帶等組成。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，生產(chǎn)線上無(wú)底盒時(shí)，

自動(dòng)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(cāng)、盒蓋推料氣缸、章、蓋章氣缸、定位氣缸等給成。當(dāng)檢測(cè)到裝好飲料瓶的盒子時(shí)，定位氣缸動(dòng)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(dòng)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(cè)到飲料盒到位后，X、Y 軸同時(shí)動(dòng)作，將飲料盒依次送入倉(cāng)為機(jī)構(gòu)中。

（11）倉(cāng)庫(kù)機(jī)構(gòu)：

貨架形式選用 2*3 層 6 個(gè)倉(cāng)位，配套相應(yīng)步進(jìn)及伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，由成品機(jī)械手裝成品抓取放入至倉(cāng)儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)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(duì)或相對(duì)地址表達(dá)方式及特殊脈沖輸出控制�？砂惭b顯示模塊 FX1N-5DM，能監(jiān)控和編輯定時(shí)器、計(jì)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

型號(hào)：TPC1162Hi

·10.4 寸分辨率 800*600 可與可編程控制器通過(guò)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(jì)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(shí)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

·觸摸屏

（3）伺服驅(qū)動(dòng)器

·伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)

·伺服驅(qū)動(dòng)器：功率 200W，額定電壓為 AC200-240（V），輸出電流：1.5A,防護(hù)等級(jí) 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(dòng)傳輸方式時(shí) 4MPPS，開集電極傳輸方式時(shí) 200KPPS；具有過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)、驅(qū)動(dòng)器過(guò)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(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：3M458，步進(jìn)電機(jī)型號(hào)：3S85Q-04067

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器：供電電壓 DC24V~40V；輸出相電流 3.0~5.8A；控制信號(hào)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。

六、可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備設(shè)備配置

序號(hào)	名稱	型號(hào)	數(shù)量	備注
1	實(shí)訓(xùn)臺(tái)桌	1850mm×1200mm×700mm	1 臺(tái)
2	電腦推車		1 臺(tái)
3	電源模塊		1 個(gè)
4	PLC 模塊	采用標(biāo)準(zhǔn)電控柜板式安裝設(shè)計(jì)。開放式安裝控制電路板，尺寸 810mm×580mm，帶卡導(dǎo)軌槽式。 1.DI/DO 點(diǎn)數(shù) 48 點(diǎn)，AI 4 路，AO 2 路，DP 總線接口 1 路； 2.DI/DO 點(diǎn)數(shù) 24 點(diǎn)，高速脈沖輸出 3 路，現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊，總線接口 1 路； 3.PLC 之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線鏈接； 4.配編程電纜。 5.涵蓋當(dāng)今工業(yè)最流行的設(shè)備選型、系統(tǒng)控制運(yùn)	1 套	PLC 控制系統(tǒng)可選配
		動(dòng)定位功能。 6.. PLC 型號(hào)：FX3u-48MT 7.. 模擬量模塊：FX3u-3A-ADP
6	加熱控制模塊	DTY-220D 25G	1 個(gè)
7	觸摸屏模塊	1. 觸摸屏，顯示屏不少于 10.4″，具有RS232、RS422 通訊接口； 2.. 配觸摸屏編程軟件和電纜； 3..型號(hào)：TPC1162Hi	1 個(gè)
8	變頻器模塊	E740 變頻器	1 個(gè)
9	伺服驅(qū)動(dòng)單元	MR-J3-20A+ HF-KP23	1 套
10	步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元	3M458+3S85Q-04067	1 套
11	靜音空壓機(jī)	W58	1 臺(tái)
12	轉(zhuǎn)盤上料單元	650mm × 260mm × 740mm	1 套
13	1#輸送單元	580mm × 400mm × 527mm	1 套
14	2#輸送單元	580mm × 400mm × 527mm	1 套
15	加熱檢測(cè)單元	280mm × 320mm × 270mm	1 套
16	灌裝加蓋單元	725mm × 420mm × 575mm	1 套
17	機(jī)械人搬運(yùn)單元	424.5mm×626.6mm×189.5mm	1 套
18	包裝蓋章單元	1140mm × 350mm × 290mm	1 套
19	立體倉(cāng)庫(kù)單元	580mm × 400mm × 527mm	1 套
20	轉(zhuǎn)換板		1 套
21	物料盒	1×4	5 個(gè)
22	物料瓶		20 個(gè)
23	PLC 編程電纜	RS232/RS422	3 條
24	實(shí)訓(xùn)手冊(cè)		1 本
25	氣動(dòng)配件		1 套