第1章亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置

全國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)品的裝配與調(diào)試競(jìng)賽指定產(chǎn)品PAGE亞龍科技集團(tuán)亞龍努力為更多人帶去知識(shí)與技能檔案編號(hào)位置編號(hào) 產(chǎn)品名稱自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置產(chǎn)品型號(hào)YL-239產(chǎn)品編碼資料類型說(shuō)明書(shū)編寫(xiě):校對(duì):審核:批準(zhǔn):日期:亞龍科技集團(tuán)有限公司亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)亞龍科技集團(tuán)有限公司PAGEPAGE2打造中國(guó)實(shí)訓(xùn)裝備第一品牌PAGE2為造就世界一流高技能人才服務(wù)前言亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置既包含了機(jī)電一體化專業(yè)所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本的機(jī)電技能要求，也體現(xiàn)了當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。它為學(xué)生提供了一個(gè)典型的、可進(jìn)行綜合訓(xùn)練的工程環(huán)境，為學(xué)生構(gòu)建了一個(gè)可充分發(fā)揮學(xué)生潛能和創(chuàng)造力的實(shí)踐平臺(tái)。在此平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用、技能的綜合訓(xùn)練和實(shí)踐動(dòng)手能力的客觀考核。本實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)主要闡述亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、工作過(guò)程，期望讀者能對(duì)照實(shí)物，搞清它們的基本結(jié)構(gòu)、動(dòng)作流程、控制方式和工作原理，能順利完成考核要求。由于我們的經(jīng)驗(yàn)不足，還殷切希望各院校老師和同行專家提出改進(jìn)建議。亞龍科技集團(tuán)目錄第1章亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置 11.1外觀 11.2概述 11.3裝置特點(diǎn) 11.4實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 21.5配置 21.6配置清單 31.7技術(shù)參數(shù) 3第2章亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置機(jī)構(gòu)說(shuō)明 42.1系統(tǒng)工作的主要流程 42.2工作原理 52.3供料單元 52.4直線搬運(yùn)單元 62.5加工單元 72.6成品分揀及存儲(chǔ)單 82.7控制模塊介紹 82.7.1PLC模塊 82.7.2控制模塊 92.7.3觸摸屏控制 92.7.4電源及指示報(bào)警顯示 102.8西門(mén)子S7-300I/O分配圖 10第3章氣動(dòng)元件及傳感器應(yīng)用 113.1氣動(dòng)元件 113.2氣缸電控閥使用 113.3傳感器應(yīng)用說(shuō)明 133.3.1常用傳感器的使用說(shuō)明 133.3.2磁性開(kāi)關(guān)的使用說(shuō)明 13第4章伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及變頻器 154.1永磁交流伺服系統(tǒng)概述 154.1.1交流伺服電機(jī)的工作原理 154.1.2交流伺服系統(tǒng)的位置控制模式 164.2松下MINASA4系列AC伺服電機(jī)?驅(qū)動(dòng)器 174.2.1伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器介紹 174.2.2參數(shù)設(shè)置方式操作說(shuō)明 194.2.3部分參數(shù)說(shuō)明 204.3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器 214.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 214.3.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置 224.3.3使用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)注意的問(wèn)題 254.4 MM420變頻器 264.4.1安裝和接線 264.4.2MM420變頻器的BOP操作面板 294.4.3MM420變頻器的參數(shù) 304.4.4MM420變頻器的參數(shù)訪問(wèn) 31第五章用人機(jī)界面控制系統(tǒng)的運(yùn)行 345.1認(rèn)知TPC7062KS人機(jī)界面 345.1.1TPC7062KS人機(jī)界面的硬件連接 345.1.2觸摸屏設(shè)備組態(tài) 355.2采用人機(jī)界面的工作任務(wù) 385.3人機(jī)界面組態(tài) 38PAGE10打造中國(guó)實(shí)訓(xùn)裝備第一品牌為造就世界一流高技能人才服務(wù)第1章亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置1.1外觀1.2概述該裝置為機(jī)械、現(xiàn)代自動(dòng)化控制、傳感器應(yīng)用技術(shù)等技術(shù)應(yīng)用、研發(fā)方向的學(xué)生、研究生及老師，提供一個(gè)開(kāi)放性、技術(shù)實(shí)操性強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。整套設(shè)備模擬實(shí)際工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)過(guò)程。該實(shí)訓(xùn)裝置是在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上安裝了控制單元、直線搬運(yùn)單元、供料單元、加工單元、成品分揀及存儲(chǔ)單元等工作單元，構(gòu)成一個(gè)機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械平臺(tái)；電氣部分包括可編程控制器、氣動(dòng)系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、以及各種檢測(cè)傳感器組成的檢測(cè)系統(tǒng)；傳動(dòng)執(zhí)行部分有絲桿傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)；驅(qū)動(dòng)部分包括氣動(dòng)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等。1.3裝置特點(diǎn)1、整臺(tái)裝置采用小型化設(shè)計(jì)，整體合理緊湊，性價(jià)比高，非常適合學(xué)校在實(shí)訓(xùn)、教學(xué)中對(duì)工位數(shù)量的要求；2、豐富的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：裝置可滿足學(xué)校教學(xué)、實(shí)訓(xùn)活動(dòng)中對(duì)課程、項(xiàng)目不同的需求,可完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目20多種；3、適合的教學(xué)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)：從淺入深、由易到難、循序漸進(jìn)、層次分明,根據(jù)學(xué)校的教學(xué)進(jìn)度，提供多個(gè)合理的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，是職業(yè)院校日常教學(xué)活動(dòng)中的最佳助手。4、該實(shí)訓(xùn)裝置PLC模塊的I/O端子、伺服驅(qū)動(dòng)器的接線端子，各單元的傳感器的接線端子均連接線排上，能根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其相應(yīng)的選擇單元進(jìn)行靈活的相連，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。1.4實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)可編程控制器的編程實(shí)訓(xùn)伺服電機(jī)應(yīng)用控制實(shí)訓(xùn)伺服驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)檢測(cè)傳感器的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)自動(dòng)控制技術(shù)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)機(jī)械系統(tǒng)安裝和調(diào)試實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)維護(hù)與故障檢測(cè)實(shí)訓(xùn)1.5配置該裝置配置了可編程控制器（西門(mén)子S7-226+EM221）、氣動(dòng)裝置、傳感器、氣動(dòng)機(jī)械手裝置、供料裝置、輸送裝置、分揀裝置等實(shí)訓(xùn)機(jī)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)，提供開(kāi)放式實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)訓(xùn)可根據(jù)不同的實(shí)訓(xùn)要求進(jìn)行組合。系統(tǒng)的控制部分采用可編程控制器（西門(mén)子S7-200），執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)電磁閥-氣缸構(gòu)成的氣壓驅(qū)動(dòng)裝置、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。整個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置的單元之間信號(hào)控制線與驅(qū)動(dòng)信號(hào)線都引到接線排上，讓教學(xué)靈活多變。既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。1.6配置清單序號(hào)名稱主要元件或型號(hào)、規(guī)格數(shù)量單位備注1裝置底座910×920×21張2PLC可編程控制器西門(mén)子S7-226+EM2211套觸摸屏昆侖通態(tài)TPC7062K1塊4開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源YL-0031塊5按鈕模塊選擇開(kāi)關(guān)1只，復(fù)位按鈕黃色1只、啟動(dòng)按鈕綠色1只、停止按鈕紅色1只，漏電開(kāi)關(guān)1只1套6報(bào)警指示燈LTAL7-24（24VDC）1套7直線搬運(yùn)單元伺服電機(jī)一套,磁性開(kāi)關(guān)5只,緊湊型導(dǎo)桿氣缸1只，導(dǎo)桿氣缸1只,Y型氣動(dòng)機(jī)械夾1只,電磁閥組件1套，光纖傳感器1只，電感式接近開(kāi)關(guān)3只，絲桿導(dǎo)軌1套，機(jī)械組件1套；1套8供料單元標(biāo)準(zhǔn)氣缸2只,井式供料機(jī)構(gòu)1套,光電傳器2只，光纖傳感器2只，磁性開(kāi)關(guān)4只，電磁閥組件1套；1套9加工單元立式?jīng)_壓機(jī)構(gòu)1套，導(dǎo)桿氣缸1只，磁性開(kāi)關(guān)5只，光電傳器1只，電磁閥組件1套；1套分揀單元機(jī)械組件一套，三相減速電機(jī)1只，旋轉(zhuǎn)編碼器1只，變頻器1只，標(biāo)準(zhǔn)氣缸2只，磁性開(kāi)關(guān)2只，電感式接近傳感器1只，光電傳感器1只，光纖傳感器1只，電磁閥組件1套；1套10物料金屬、塑料各六個(gè)1套11油水分離器1套12相關(guān)編程及通訊線纜1套配套工具1套13產(chǎn)品配套光盤(pán)程序及相關(guān)資料1套14實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)1套1.7技術(shù)參數(shù)1.交流電源：220VAC±10%50Hz；2.溫度：-10～40℃；環(huán)境濕度：≤90%（3.外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高=920×910×510mm4.整機(jī)功耗：≤1.0kW； 5.安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。第2章亞龍YL-239A型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置機(jī)構(gòu)說(shuō)明2.1系統(tǒng)工作的主要流程2.2工作原理系統(tǒng)上電后在按鈕盒上按復(fù)位按扭后，若系統(tǒng)不再初始位置，則系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作；當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位到初始位置后，料倉(cāng)檢測(cè)傳感器檢測(cè)料倉(cāng)有工件時(shí)，系統(tǒng)處于可運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)供料倉(cāng)由兩個(gè)井式料倉(cāng)組成，兩料倉(cāng)交替向系統(tǒng)提供金屬與塑料兩種工件直至料倉(cāng)無(wú)料停止，料臺(tái)檢測(cè)到工件后直線搬運(yùn)單元機(jī)械手運(yùn)行到料臺(tái)處，將工件從料臺(tái)夾起運(yùn)行搬運(yùn)到加工單元，到達(dá)加工單元處將工件放置在物料加工臺(tái)上等待加工完成。料臺(tái)加工傳感器檢測(cè)到工件時(shí)觸發(fā)加工氣缸對(duì)其進(jìn)行加工作業(yè)，加工完成后輸送信號(hào)讓直線手動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)其搬運(yùn)，將加工完成的工件夾起輸送到分揀單元分揀，放下工件后返回到原點(diǎn)進(jìn)行下周期的工作，同時(shí)分揀單元進(jìn)行分揀工作，把不同的料放到不同的料槽中。2.3供料單元圖2-1供料模塊供料單元的作用是儲(chǔ)料和對(duì)已有的工件進(jìn)行有序的分配，供料單元的構(gòu)成如圖2-1所示，運(yùn)動(dòng)部分主要包括兩料倉(cāng)和兩料推料氣缸。已經(jīng)放置在縱向料倉(cāng)中的工件檢測(cè)傳感器檢測(cè)到位，被單桿氣缸驅(qū)動(dòng)的推料板向前推動(dòng)，及時(shí)保證橫向料槽中有到位的工件，為推料氣缸進(jìn)行推出料好準(zhǔn)備。當(dāng)工件被推到位后，推料氣缸縮回，讓一個(gè)工件從料倉(cāng)中滑下，完成一次供料過(guò)程。2.4直線搬運(yùn)單元圖2-2直線搬運(yùn)單元直線搬運(yùn)總成：由直線執(zhí)行器及搬運(yùn)機(jī)械手組成，由三種氣缸組成的機(jī)械手負(fù)責(zé)工件的抓取及擺放。直線執(zhí)行器負(fù)責(zé)帶動(dòng)機(jī)械手精確移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將工件在各單元之間的精確搬運(yùn)。直線搬運(yùn)單元的組成如圖2-2所示，直線執(zhí)行器采用松下伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，高精度滾珠絲桿進(jìn)行傳動(dòng)，高精度滾珠導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)高精度定位控制。采用松下光電傳感器對(duì)直線執(zhí)行器滑塊進(jìn)行兩端限位和復(fù)位。在機(jī)械手的手指上安裝有光纖傳感器，用以檢測(cè)機(jī)械手指上是否抓到了工件。2.5加工單元圖2-3加工單元加工單元是將由直線輸入單元搬運(yùn)過(guò)來(lái)的工件，對(duì)其模擬沖壓加工的過(guò)程。加工單元的結(jié)構(gòu)組成如圖2-3所示，該單元主要由一臺(tái)模擬沖壓機(jī)及相應(yīng)的傳感器組成，其功能是完成對(duì)工件的沖壓加工工作。當(dāng)搬運(yùn)單元上的機(jī)械手將工件放入沖壓機(jī)加工位后，傳感器7檢測(cè)到加工位有工件，就通知沖壓機(jī)上的導(dǎo)桿氣缸4動(dòng)作，帶動(dòng)沖模對(duì)工件進(jìn)行沖壓。搬運(yùn)單元上的機(jī)械手再將加工好的工件送入下一個(gè)單元。2.6成品分揀及存儲(chǔ)單圖2-4成品分揀及存儲(chǔ)單元該單元主要由一臺(tái)直線皮帶輸送機(jī)、一臺(tái)成品分揀機(jī)構(gòu)、一臺(tái)兩滑道成品儲(chǔ)存器、旋轉(zhuǎn)編碼器及一臺(tái)變頻器組成。其功能是將成品的工件根據(jù)不同的材質(zhì)分別放入相應(yīng)該不的庫(kù)槽中實(shí)現(xiàn)成品的分揀。結(jié)構(gòu)組成如圖2-4所示。2.7控制模塊介紹本裝置電氣部分：由S7-300PLC為主控機(jī)，控制開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源及報(bào)警指示燈組成：2.7.1PLC模塊PLC主控機(jī)用于按程序控制各執(zhí)行部件的動(dòng)作，從而完成預(yù)先設(shè)定的工作程序。PLC與I/O擴(kuò)展模塊的結(jié)合，使主控機(jī)具有40點(diǎn)的輸入和16點(diǎn)的輸出，不但保證了本裝置控制對(duì)I/O需求，也為教學(xué)過(guò)程中的擴(kuò)展提供保障。由于系統(tǒng)使用伺服電機(jī)進(jìn)行傳送定位需要高速脈沖因此主機(jī)使用的是晶體型的主機(jī)。2.7.2控制模塊控制開(kāi)關(guān)總成：總電源控制及控制指令的控制，人們通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)將相應(yīng)的控制指令發(fā)送給PLC，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)裝置的控制。配套了三個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)（啟動(dòng)、停止及復(fù)位）、一個(gè)兩位選擇開(kāi)關(guān)（備用）及一個(gè)220VAC漏電開(kāi)關(guān)，可以在實(shí)訓(xùn)中可以重新定義這些開(kāi)關(guān)，從而充分滿足各種編程實(shí)訓(xùn)中對(duì)輸入控制要求。而漏電開(kāi)關(guān)則對(duì)總電源進(jìn)行控制，并具有漏電保護(hù)功能如圖2-5所示。圖2-5控制開(kāi)關(guān)總成外觀圖2.7.3觸摸屏控制本裝置配置了西門(mén)子觸摸屏TP177來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)，可在觸摸屏上進(jìn)行啟動(dòng)、停止、復(fù)位、清零及給定變頻器頻率等操作，可顯示加工的金屬工件累計(jì)個(gè)數(shù)、塑料工件累計(jì)個(gè)數(shù)和分揀站的轉(zhuǎn)速，并有運(yùn)行、停止、復(fù)位和缺料等指示燈。整個(gè)畫(huà)面如圖2-6所示。圖2-6觸摸屏控制畫(huà)面2.7.4電源及指示報(bào)警顯示24VDC穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源：向各個(gè)24VDC用電部件提供穩(wěn)定的電源。該電源的額定負(fù)載電源為：6A；報(bào)警指示燈總成：該指示燈由一個(gè)紅色燈和一個(gè)綠色燈組成，可以表達(dá)五條。上電待機(jī)、正常運(yùn)行、缺料報(bào)警等?？筛鶕?jù)教學(xué)要求進(jìn)行各種指示定義。2.8西門(mén)子S7-300I/O分配圖序號(hào)名稱說(shuō)明地址序號(hào)名稱說(shuō)明地址1加工氣缸上到位I0.01脈沖Q0.02加工氣缸下到位I0.12黃警示燈Q0.13加工處物料有無(wú)檢測(cè)I0.23方向Q0.24料倉(cāng)1缺料I0.34綠警示燈Q0.35料臺(tái)1料有無(wú)檢測(cè)I0.45紅警示燈Q0.46供料推料氣缸2縮到位I0.56分揀推料1控制Q0.57I0.67分揀推料2控制Q0.68料倉(cāng)2缺料I0.78加工控制Q0.79料臺(tái)2料有無(wú)檢測(cè)I1.09手抓夾緊控制Q1.010供料推料氣缸1縮到位I1.110手臂伸縮控制Q1.111I1.211手臂上下控制Q1.212左限I1.312變頻器運(yùn)行Q1.313原點(diǎn)I1.413供料推料1伸縮控制Q1.414右限I1.514供料推料2伸縮控制Q1.515手抓料有無(wú)檢測(cè)I1.61516手爪夾緊檢測(cè)I1.71617手爪縮到位I2.018手爪伸到位I2.119手臂升到位I2.220手臂下到位I2.321選擇按鈕I2.422啟動(dòng)按鈕I2.523停止按鈕I2.624復(fù)位按鈕I2.725分揀推料1氣缸伸到位I3.026I3.127分揀推料2氣缸伸到位I3.228I3.329入料口物料有無(wú)檢測(cè)I3.430分揀金屬檢測(cè)I3.531分揀塑料檢測(cè)I3.6第3章氣動(dòng)元件及傳感器應(yīng)用3.1氣動(dòng)元件本系統(tǒng)氣動(dòng)主要分為兩部分：1、氣動(dòng)執(zhí)行元件部分有雙作用單出桿氣缸、雙作用單出雙桿氣缸、薄型氣缸、氣動(dòng)手爪等。2、氣動(dòng)控制元件部分有單控電磁換向閥、節(jié)流閥、磁性限位傳感器等。3.2氣缸電控閥使用氣缸示意圖如圖3-1所示：圖3-1氣缸示意圖注：氣缸的正確運(yùn)動(dòng)使物料分到相應(yīng)的位置，只要交換進(jìn)出氣的方向就能改變氣缸的伸出（縮回）運(yùn)動(dòng)，氣缸兩側(cè)的磁性開(kāi)關(guān)可以識(shí)別氣缸是否已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到位。雙電控?fù)Q向閥示意圖如圖3-2所示：圖3-2雙電控?fù)Q向閥示意圖注：雙向電控閥用來(lái)控制氣缸進(jìn)氣和出氣，從而實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。電控閥內(nèi)裝的紅色指示燈有正負(fù)極性，如果極性接反了也能正常工作，但指示燈不會(huì)亮。單電控?fù)Q向閥示意圖如圖3-3所示：圖3-3單電控?fù)Q向閥示意圖注：?jiǎn)蜗螂娍亻y用來(lái)控制氣缸單個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。與雙向電控閥區(qū)別在雙向電控閥初始位置是任意的可以隨意控制兩個(gè)位置，而單控閥初始位置是固定的只能控制一個(gè)方向。氣動(dòng)手爪控制如圖3-4所示：圖3-4手爪控制示意圖當(dāng)手爪由單向電控氣閥控制時(shí)，如上圖所示，電控?fù)Q向閥線圈得電，手爪夾緊；電控?fù)Q向閥線圈斷電，手爪張開(kāi)。當(dāng)手爪由雙向電控氣閥控制時(shí)，手爪抓緊和松開(kāi)分別由一個(gè)線圈控制，在控制過(guò)程中不允許兩個(gè)線圈同時(shí)得電。3.3傳感器應(yīng)用說(shuō)明3.3.1常用傳感器的使用說(shuō)明電感式接近傳感器由高頻震蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。震蕩器在傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物料接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了震蕩器的能量。使震蕩減弱以至停滯。震蕩器的震蕩及停振這兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過(guò)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)信號(hào)，經(jīng)功率放大后輸出。光電傳感器是一種紅外調(diào)制型無(wú)損檢測(cè)光電傳感器。采用高效果紅外發(fā)光二極管\光敏三極管作為光電轉(zhuǎn)換元件。工作方式有同軸反射和對(duì)射型。在本實(shí)訓(xùn)裝置中均采用同軸反射型光電傳感器，它們具有體積小，使用簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，響應(yīng)速度快，抗沖擊，耐震動(dòng)，接受不受外界干擾等優(yōu)點(diǎn)。3.3.2磁性開(kāi)關(guān)的使用說(shuō)明磁性開(kāi)關(guān)是用來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置的，即檢測(cè)活塞的運(yùn)動(dòng)行程的。它可分為有觸點(diǎn)式和無(wú)觸點(diǎn)式兩種。本裝置上用的磁性開(kāi)關(guān)均為有觸點(diǎn)式的。它是通過(guò)機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作進(jìn)行開(kāi)關(guān)的通（ON）斷（OFF）。用磁性開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)活塞的位置，從設(shè)計(jì)、加工、安裝、調(diào)試等方面，都比使用其他限位開(kāi)關(guān)方式簡(jiǎn)單、省時(shí)。觸點(diǎn)接觸電阻小，一般為50～200mΩ，但可通過(guò)電流小，過(guò)載能力較差，只適合低壓電路。響應(yīng)快，動(dòng)作時(shí)間為1.2ms。耐沖擊，沖擊加速度可達(dá)300,無(wú)漏電流存在。使用注意事項(xiàng)：1）安裝時(shí)，不得讓開(kāi)關(guān)受過(guò)大的沖擊力，如將開(kāi)關(guān)打入、拋扔等；2）不要把控制信號(hào)線與電力線（如電動(dòng)機(jī)供電線等）平行并排在一起，以防止磁性開(kāi)關(guān)的控制電路由于干擾造成誤動(dòng)作；3）磁性開(kāi)關(guān)的連接線不能直接接到電源上，必須串接負(fù)載，且負(fù)載絕不能短路，以免開(kāi)關(guān)燒壞；4）帶指示燈的有觸點(diǎn)磁性開(kāi)關(guān)，當(dāng)電流超過(guò)最大允許電流時(shí)，發(fā)光二極管會(huì)損壞；若電流在規(guī)定范圍以下，發(fā)光二極管會(huì)變暗或不亮。5）安裝時(shí)，開(kāi)關(guān)的導(dǎo)線不要隨氣缸運(yùn)動(dòng)，不僅僅是導(dǎo)線易斷，而且應(yīng)力加在開(kāi)關(guān)內(nèi)部，開(kāi)關(guān)內(nèi)部元件可能破壞；6）磁性開(kāi)關(guān)不要用于有磁場(chǎng)的場(chǎng)合，這會(huì)造成開(kāi)關(guān)的誤動(dòng)作，或者使內(nèi)部磁環(huán)減磁；7）DC24V帶指示燈的開(kāi)關(guān)是有極性的，茶色線為“+”，藍(lán)色線為“-”；本實(shí)訓(xùn)裝置中所用到的均為DC24V帶指示燈有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)；第4章伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及變頻器4.1永磁交流伺服系統(tǒng)概述現(xiàn)代高性能的伺服系統(tǒng)，大多數(shù)采用永磁交流伺服系統(tǒng)其中包括永磁同步交流伺服電動(dòng)機(jī)和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器兩部分。4.1.1交流伺服電機(jī)的工作原理伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器主要有伺服控制單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、通訊接口單元、伺服電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的反饋檢測(cè)器件組成，其中伺服控制單元包括位置控制器、速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器等等。結(jié)構(gòu)組成如圖4-1所示。圖4-1

系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。

逆變部分（DC-AC）采用功率器件集成驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路和功率開(kāi)關(guān)于一體的智能功率模塊（IPM），主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是采用了三相橋式電路，原理圖見(jiàn)圖7-16。利用了脈寬調(diào)制技術(shù)即PWM，（Pulse

Width

Modulation）通過(guò)改變功率晶體管交替導(dǎo)通的時(shí)間來(lái)改變逆變器輸出波形的頻率,改變每半周期內(nèi)晶體管的通斷時(shí)間比,也就是說(shuō)通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變逆變器輸出電壓副值的大小以達(dá)到調(diào)節(jié)功率的目的。圖4-2三相逆變電路4.1.2交流伺服系統(tǒng)的位置控制模式圖4-1和圖4-2說(shuō)明如下兩點(diǎn)：⑴伺服驅(qū)動(dòng)器輸出到伺服電機(jī)的三相電壓波形基本是正弦波（高次諧波被繞組電感濾除），而不是像步進(jìn)電機(jī)那樣是三相脈沖序列，即使從位置控制器輸入的是脈沖信號(hào)。⑵伺服系統(tǒng)用作定位控制時(shí)，位置指令輸入到位置控制器，速度控制器輸入端前面的電子開(kāi)關(guān)切換到位置控制器輸出端，同樣，電流控制器輸入端前面的電子開(kāi)關(guān)切換到速度控制器輸出端。因此，位置控制模式下的伺服系統(tǒng)是一個(gè)三閉環(huán)控制系統(tǒng)，兩個(gè)內(nèi)環(huán)分別是電流環(huán)和速度環(huán)。由自動(dòng)控制理論可知，這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。在足夠高的開(kāi)環(huán)增益下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差接近為零。這就是說(shuō)，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，伺服電機(jī)以指令脈沖和反饋脈沖近似相等時(shí)的速度運(yùn)行。反之，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)前，系統(tǒng)將在偏差信號(hào)作用下驅(qū)動(dòng)電機(jī)加速或減速。若指令脈沖突然消失（例如緊急停車(chē)時(shí)，PLC立即停止向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出驅(qū)動(dòng)脈沖），伺服電機(jī)仍會(huì)運(yùn)行到反饋脈沖數(shù)等于指令脈沖消失前的脈沖數(shù)才停止。4.2松下MINASA4系列AC伺服電機(jī)?驅(qū)動(dòng)器4.2.1伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器介紹1、介紹在亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置的直線搬運(yùn)單元上中，采用了松下MHMD022P1U永磁同步交流伺服電機(jī)，及MADDT1207053全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)裝置作為運(yùn)輸機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制裝置。圖4-3伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)概圖MHMD022P1U的含義：MHMD表示電機(jī)類型為大慣量，02表示電機(jī)的額定功率為200W，2表示電壓規(guī)格為200V，圖4-3伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)概圖MADDT1207053的含義：MADDT表示松下A4系列A型驅(qū)動(dòng)器，T1表示最大瞬時(shí)輸出電流為10A，2表示電源電壓規(guī)格為單相200V，07表示電流監(jiān)測(cè)器額定電流為7.5A，003表示脈沖控制專用。驅(qū)動(dòng)器的外觀和面板如圖4-4所示。圖4-4伺服驅(qū)動(dòng)器的面板圖2、接線：MADHT1507E伺服驅(qū)動(dòng)器面板上有多個(gè)接線端口，其中：XA：電源輸入接口，AC220V電源連接到L1、L3主電源端子，同時(shí)連接到控制電源端子L1C、L2C上。XB：電機(jī)接口和外置再生放電電阻器接口。U、V、W端子用于連接電機(jī)。必須注意，電源電壓務(wù)必按照驅(qū)動(dòng)器銘牌上的指示，電機(jī)接線端子（U、V、W）不可以接地或短路，交流伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不像感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)交換三相相序來(lái)改變，必須保證驅(qū)動(dòng)器上的U、V、W、E接線端子與電機(jī)主回路接線端子按規(guī)定的次序一一對(duì)應(yīng)，否則可能造成驅(qū)動(dòng)器的損壞。電機(jī)的接線端子和驅(qū)動(dòng)器的接地端子以及濾波器的接地端子必須保證可靠的連接到同一個(gè)接地點(diǎn)上。機(jī)身也必須接地。RB1、RB2、RB3端子是外接放電電阻，亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置沒(méi)有使用外接放電電阻。X6：連接到電機(jī)編碼器信號(hào)接口，連接電纜應(yīng)選用帶有屏蔽層的雙絞電纜，屏蔽層應(yīng)接到電機(jī)側(cè)的接地端子上，并且應(yīng)確保將編碼器電纜屏蔽層連接到插頭的外殼（FG）上。X4：I/O控制信號(hào)端口，其部分引腳信號(hào)定義與選擇的控制模式有關(guān)，不同模式下的接線請(qǐng)參考《Minas-A4_使用手冊(cè)》。亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置直線搬運(yùn)單元中，伺服電機(jī)用于定位控制，選用位置控制模式。所采用的是簡(jiǎn)化接線方式，如圖4-5為位置控制接線圖所示。圖4-5伺服驅(qū)動(dòng)器位置控制接線圖3、伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)整松下的伺服驅(qū)動(dòng)器有七種控制運(yùn)行方式，即位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、位置/速度控制、位置/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)矩、全閉環(huán)控制。位置方式就是輸入脈沖串來(lái)使電機(jī)定位運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈沖串頻率相關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與脈沖個(gè)數(shù)相關(guān)；速度方式有兩種，一是通過(guò)輸入直流-10V至—+10V指令電壓調(diào)速，二是選用驅(qū)動(dòng)器內(nèi)設(shè)置的內(nèi)部速度來(lái)調(diào)速；轉(zhuǎn)矩方式是通過(guò)輸入直流-10V至—+10V指令電壓調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，這種方式下運(yùn)行必須要進(jìn)行速度限制，有如下兩種方法：1）設(shè)置驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的參數(shù)來(lái)限制，2）輸入模擬量電壓限速。4.2.2參數(shù)設(shè)置方式操作說(shuō)明表4-1伺服驅(qū)動(dòng)器面板按鈕的說(shuō)明按鍵說(shuō)明激活條件功能在模式顯示時(shí)有效在以下5種模式之間切換：1）監(jiān)視器模式；2)參數(shù)設(shè)置模式；3）EEPROM寫(xiě)入模式；4）自動(dòng)調(diào)整模式；5）輔助功能模式。一直有效用來(lái)在模式顯示和執(zhí)行顯示之間切換僅對(duì)小數(shù)點(diǎn)閃爍的哪一位數(shù)據(jù)位有效改變個(gè)模式里的顯示內(nèi)容、更改參數(shù)、選擇參數(shù)或執(zhí)行選中的操作把移動(dòng)的小數(shù)點(diǎn)移動(dòng)到更高位數(shù)面板操作說(shuō)明：1．參數(shù)設(shè)置，先按“Set”鍵，再按“Mode”鍵選擇到“Pr000”后，按向上、下或向左的方向鍵選擇通用參數(shù)的項(xiàng)目，按“Set”鍵進(jìn)入。然后按向上、下或向左的方向鍵調(diào)整參數(shù)，調(diào)整完后，按“S2．參數(shù)保存，按“M”鍵選擇到“EE-SET”后按“Set”鍵確認(rèn)，出現(xiàn)“EEP-”，然后按向上鍵3秒鐘，出現(xiàn)“FINISH”或“reset”，然后重新上電即保存。3．手動(dòng)JOG運(yùn)行，按“Mode”鍵選擇到“AF-ACL”，然后按向上、下鍵選擇到“AF-JOG”按“Set”鍵一次，顯示“JOG-”，然后按向上鍵3秒顯示“ready”，再按向左鍵3秒出現(xiàn)“sur-on”鎖緊軸，按向上、下鍵，點(diǎn)擊正反轉(zhuǎn)。注意先將S-ON斷開(kāi)。4.2.3部分參數(shù)說(shuō)明在亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置上，伺服驅(qū)動(dòng)裝置工作于位置控制模式，S7-226的Q0.0輸出脈沖作為伺服驅(qū)動(dòng)器的位置指令，脈沖的數(shù)量決定伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移，即機(jī)械手的直線位移，脈沖的頻率決定了伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，即機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度，S7-226的Q0.2輸出點(diǎn)作為伺服驅(qū)動(dòng)器的方向指令。對(duì)于控制要求較為簡(jiǎn)單，伺服驅(qū)動(dòng)器可采用自動(dòng)增益調(diào)整模式。根據(jù)上述要求，伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置如下表4-2。表4-2伺服參數(shù)設(shè)置表格序號(hào)參數(shù)設(shè)置數(shù)值功能和含義參數(shù)編號(hào)參數(shù)名稱1Pr01LED初始狀態(tài)1顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速2Pr02控制模式0位置控制（相關(guān)代碼P）3Pr04行程限位禁止輸入無(wú)效設(shè)置2當(dāng)左或右限位動(dòng)作，則會(huì)發(fā)生Err38行程限位禁止輸入信號(hào)出錯(cuò)報(bào)警。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫(xiě)入成功。4Pr20慣量比1678該值自動(dòng)調(diào)整得到，具體請(qǐng)參AC5Pr21實(shí)時(shí)自動(dòng)增益設(shè)置1實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整為常規(guī)模式，運(yùn)行時(shí)負(fù)載慣量的變化情況很小。6Pr22實(shí)時(shí)自動(dòng)增益的機(jī)械剛性選擇1此參數(shù)值設(shè)得很大，響應(yīng)越快。7Pr41指令脈沖旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置1指令脈沖+指令方向。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫(xiě)入成功。8Pr42指令脈沖輸入方式39Pr48指令脈沖分倍頻第1分子0Pr48=0或Pr49=0，Pr4B即可設(shè)置電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)10Pr49指令脈沖分倍頻第2分子011Pr4A指令脈沖分倍頻分子倍率012Pr4B指令脈沖分倍頻分母10000注：其它參數(shù)的說(shuō)明及設(shè)置請(qǐng)參看松下A4系列伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器使用說(shuō)明書(shū)。4.3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器4.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線位移的一種特殊執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，它的運(yùn)動(dòng)形式是步進(jìn)式的，所以稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理下面以一臺(tái)最簡(jiǎn)單的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例，簡(jiǎn)介步進(jìn)電機(jī)的工作原理。圖4-6是一臺(tái)三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理圖。定子鐵心為凸極式，共有三對(duì)（六個(gè)）磁極，每?jī)蓚€(gè)空間相對(duì)的磁極上繞有一相控制繞組。轉(zhuǎn)子用軟磁性材料中制成,也是凸極結(jié)構(gòu)，只有四個(gè)齒，齒寬等于定子的極寬。圖4-6三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理圖當(dāng)A相控制繞組通電，其余兩相均不通電，電機(jī)內(nèi)建立以定子A相極為軸線的磁場(chǎng)。由于磁通具有力圖走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，使轉(zhuǎn)子齒1、3的軸線與定子A相極軸線對(duì)齊，如圖4-6（a）所示。若A相控制繞組斷電、B相控制繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子在反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°，使轉(zhuǎn)子齒2、4的軸線與定子B相極軸線對(duì)齊，即轉(zhuǎn)子走了一步，如圖4-6（b）所示。若在斷開(kāi)B相，使C相控制繞組通電，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛴洲D(zhuǎn)過(guò)30°，使轉(zhuǎn)子齒1、3的軸線與定子C相極軸線對(duì)齊，如圖4-6（c）所示。如此按A—B—C—A的順序輪流通電，轉(zhuǎn)子就會(huì)一步一步地按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。其轉(zhuǎn)速取決于各相控制繞組通電與斷電的頻率，旋轉(zhuǎn)方向取決于控制繞組輪流通電的順序。若按A—C—B—A的順序通電，則電動(dòng)機(jī)按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。上述通電方式稱為三相單三拍?！叭唷笔侵溉嗖竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)；“單三拍”是指每次只有一相控制繞組通電；控制繞組每改變一次通電狀態(tài)稱為一拍，“三拍”是指改變?nèi)瓮姞顟B(tài)為一個(gè)循環(huán)。把每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為步距角。三相單三拍運(yùn)行時(shí)，步距角為30°。顯然，這個(gè)角度太大，不能付諸實(shí)用。如果把控制繞組的通電方式改為A→AB→B→BC→C→CA→A，即一相通電接著二相通電間隔地輪流進(jìn)行，完成一個(gè)循環(huán)需要經(jīng)過(guò)六次改變通電狀態(tài)，稱為三相單、雙六拍通電方式。當(dāng)A、B兩相繞組同時(shí)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子齒的位置應(yīng)同時(shí)考慮到兩對(duì)定子極的作用，只有A相極和B相極對(duì)轉(zhuǎn)子齒所產(chǎn)生的磁拉力相平衡的中間位置，才是轉(zhuǎn)子的平衡位置。這樣，單、雙六拍通電方式下轉(zhuǎn)子平衡位置增加了一倍，步距角為15°。進(jìn)一步減少步距角的措施是采用定子磁極帶有小齒，轉(zhuǎn)子齒數(shù)很多的結(jié)構(gòu)，分析表明，這樣結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其步距角可以做得很小。一般地說(shuō)，實(shí)際的步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品，都采用這種方法實(shí)現(xiàn)步距角的細(xì)分。例如輸送單元所選用的Kinco三相步進(jìn)電機(jī)3S57Q-04079，它的步距角是在整步方式下為1.8°，半步方式下為0.9°。（2）步進(jìn)電機(jī)的使用，一是要注意正確的安裝，二是正確的接線。安裝步進(jìn)電機(jī)，必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明的要求進(jìn)行。步進(jìn)電機(jī)是一精密裝置，安裝時(shí)注意不要敲打它的軸端，更千萬(wàn)不要拆卸電機(jī)。不同的步進(jìn)電機(jī)的接線有所不同，3S57Q-04079接線圖如圖4-7所示，三個(gè)相繞組的六根引出線，必須按頭尾相連的原則連接成三角形。改變繞組的通電順序就能改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。圖4-73S57Q-04079的接線圖4-8Kinco3M458外觀4.3.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要專門(mén)的驅(qū)動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)器）供電，驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一個(gè)有機(jī)的整體，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能是電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器二者配合所反映的綜合效果。一般來(lái)說(shuō)，每一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)大都有其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，例如，Kinco三相步進(jìn)電機(jī)3S57Q-04079與之配套的驅(qū)動(dòng)器是Kinco3M458三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。圖4-8和圖4-9分別是它的外觀圖和典型接線圖。圖中，驅(qū)動(dòng)器可采用直流24V～40V電源供電。亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置中，該電源由輸送單元專用的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源（DC24V8A）供給。輸出電流和輸入信號(hào)規(guī)格為：①輸出相電流為3.0A～5.8A，輸出相電流通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定；驅(qū)動(dòng)器采用自然風(fēng)冷的冷卻方式；②控制信號(hào)輸入電流為6～20mA，控制信號(hào)的輸入電路采用光耦隔離。輸送單元PLC輸出公共端Vcc使用的是DC24V電壓，所使用的限流電阻R1為2KΩ。圖4-9Kinco3M458的典型接線圖由圖可見(jiàn)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能是接收來(lái)自控制器（PLC）的一定數(shù)量和頻率脈沖信號(hào)以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的信號(hào)，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出三相功率脈沖信號(hào)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的組成包括脈沖分配器和脈沖放大器兩部分，主要解決向步進(jìn)電機(jī)的各相繞組分配輸出脈沖和功率放大兩個(gè)問(wèn)題。脈沖分配器是一個(gè)數(shù)字邏輯單元，它接收來(lái)自控制器的脈沖信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)，把脈沖信號(hào)按一定的邏輯關(guān)系分配到每一相脈沖放大器上，使步進(jìn)電機(jī)按選定的運(yùn)行方式工作。由于步進(jìn)電機(jī)各相繞組是按一定的通電順序并不斷循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能的，因此脈沖分配器也稱為環(huán)形分配器。實(shí)現(xiàn)這種分配功能的方法有多種，例如，可以由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和門(mén)電路組成，也可由可編程邏輯器件組成。脈沖放大器是進(jìn)行脈沖功率放大。因?yàn)閺拿}沖分配器能夠輸出的電流很?。ê涟布?jí)），而步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)需要的電流較大，因此需要進(jìn)行功率放大。此外，輸出的脈沖波形、幅度、波形前沿陡度等因素對(duì)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行性能有重要的影響。3M458驅(qū)動(dòng)器采取如下一些措施，大大改善了步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行性能：???內(nèi)部驅(qū)動(dòng)直流電壓達(dá)40V，能提供更好的高速性能。?具有電機(jī)靜態(tài)鎖緊狀態(tài)下的自動(dòng)半流功能，可大大降低電機(jī)的發(fā)熱。而為調(diào)試方便，驅(qū)動(dòng)器還有一對(duì)脫機(jī)信號(hào)輸入線FREE+和FREE-（見(jiàn)圖4-9），當(dāng)這一信號(hào)為ON時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將斷開(kāi)輸入到步進(jìn)電機(jī)的電源回路。亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置沒(méi)有使用這一信號(hào)，目的是使步進(jìn)電機(jī)在上電后，即使靜止時(shí)也保持自動(dòng)半流的鎖緊狀態(tài)。?3M458驅(qū)動(dòng)器采用交流伺服驅(qū)動(dòng)原理，把直流電壓通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)變?yōu)槿冯A梯式正弦波形電流，如圖4-10所示。圖4-10相位差120°的三相階梯式正弦電流階梯式正弦波形電流按固定時(shí)序分別流過(guò)三路繞組，其每個(gè)階梯對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)器輸出正弦電流的頻率來(lái)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，而輸出的階梯數(shù)確定了每步轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)角度越小的時(shí)候，那么其階梯數(shù)就越多，即細(xì)分就越大，從理論上說(shuō)此角度可以設(shè)得足夠的小，所以細(xì)分?jǐn)?shù)可以是很大。3M458最高可達(dá)10000步/轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)細(xì)分功能，細(xì)分可以通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定。細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式不僅可以減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，提高分辨率，而且可以減少或消除低頻振動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)均勻。在3M458驅(qū)動(dòng)器的側(cè)面連接端子中間有一個(gè)紅色的八位DIP功能設(shè)定開(kāi)關(guān)，可以用來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)器的工作方式和工作參數(shù)，包括細(xì)分設(shè)置、靜態(tài)電流設(shè)置和運(yùn)行電流設(shè)置。圖4-11是該DIP開(kāi)關(guān)功能劃分說(shuō)明，表4-3(a)和(b)分別為細(xì)分設(shè)置表和電流設(shè)定表。圖4-113M458DIP開(kāi)關(guān)功能劃分說(shuō)明表4-3(a)細(xì)分設(shè)置表DIP1DIP2DIP3細(xì)分ONONON400步/轉(zhuǎn)ONONOFF500步/轉(zhuǎn)ONOFFON600步/轉(zhuǎn)ONOFFOFF1000步/轉(zhuǎn)OFFONON2000步/轉(zhuǎn)OFFONOFF4000步/轉(zhuǎn)OFFOFFON5000步/轉(zhuǎn)OFFOFFOFF10000步/轉(zhuǎn)表4-3(b)輸出電流設(shè)置表DIP5DIP6DIP7DIP8輸出電流OFFOFFOFFOFF3.0AOFFOFFOFFON4.0AOFFOFFONON4.6AOFFONONON5.2AONONONON5.8A步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)組件的基本技術(shù)數(shù)據(jù)如下：3S57Q-04056步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8度，即在無(wú)細(xì)分的條件下200個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈（通過(guò)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置細(xì)分精度最高可以達(dá)到10000個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈）。4.3.3使用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)注意的問(wèn)題控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意考慮在防止步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行中失步的問(wèn)題。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步包括丟步和越步。丟步時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)小于脈沖數(shù)，越步時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)多于脈沖數(shù)。丟步嚴(yán)重時(shí)，將使轉(zhuǎn)子停留在一個(gè)位置上或圍繞一個(gè)位置振動(dòng)；越步嚴(yán)重時(shí)，設(shè)備將發(fā)生過(guò)沖。使機(jī)械手返回原點(diǎn)的操作，常常會(huì)出現(xiàn)越步情況。當(dāng)機(jī)械手裝置回到原點(diǎn)時(shí)，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使指令輸入OFF。但如果到達(dá)原點(diǎn)前速度過(guò)高，慣性轉(zhuǎn)矩將大于步進(jìn)電機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩而使步進(jìn)電機(jī)越步。因此回原點(diǎn)的操作應(yīng)確保足夠低速為宜；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝配高速運(yùn)行時(shí)緊急停止，出現(xiàn)越步情況不可避免，因此急停復(fù)位后應(yīng)采取先低速返回原點(diǎn)重新校準(zhǔn)，再恢復(fù)原有操作的方法。（注：所謂保持扭矩是指電機(jī)各相繞組通額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時(shí)，電機(jī)所能輸出的最大轉(zhuǎn)距，它是步進(jìn)電機(jī)最主要參數(shù)之一）由于電機(jī)繞組本身是感性負(fù)載，輸入頻率越高，勵(lì)磁電流就越小。頻率高，磁通量變化加劇，渦流損失加大。因此，輸入頻率增高，輸出力矩降低。最高工作頻率的輸出力矩只能達(dá)到低頻轉(zhuǎn)矩的40—50%。進(jìn)行高速定位控制時(shí)，如果指定頻率過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)丟步現(xiàn)象。此外，如果機(jī)械部件調(diào)整不當(dāng)，會(huì)使機(jī)械負(fù)載增大。步進(jìn)電機(jī)不能過(guò)負(fù)載運(yùn)行，哪怕是瞬間，都會(huì)造成失步，嚴(yán)重時(shí)停轉(zhuǎn)或不規(guī)則原地反復(fù)振動(dòng)。MM420變頻器4.4.1安裝和接線西門(mén)子MM420（MICROMASTER420）是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。該系列有多種型號(hào)。亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置選用的MM420訂貨號(hào)為6SE6420-2UC17-5AA1，外形如圖4-12所示。該變頻器額定參數(shù)為：?電源電壓：200V～240V?額定輸出功率：0.75KW?額定輸入電流：4.7圖4-12變頻器外形圖圖4-12變頻器外形圖?外形尺寸：A型?操作面板：基本操作板（BOP）1、MM420變頻器的安裝和拆卸在工程使用中，MM420變頻器通常安裝在配電箱內(nèi)的DIN導(dǎo)軌上，安裝和拆卸的步驟如圖4-13所示。圖4-13MM?安裝的步驟：①用導(dǎo)軌的上閂銷(xiāo)把變頻器固定到導(dǎo)軌的安裝位置上。②向?qū)к壣习磯鹤冾l器，直到導(dǎo)軌的下閂銷(xiāo)嵌入到位。?從導(dǎo)軌上拆卸變頻器的步驟：①為了松開(kāi)變頻器的釋放機(jī)構(gòu)，將螺絲刀插入釋放機(jī)構(gòu)中。②向下施加壓力，導(dǎo)軌的下閂銷(xiāo)就會(huì)松開(kāi)。③將變頻器從導(dǎo)軌上取下。2、MM420變頻器的接線打開(kāi)變頻器的蓋子后，就可以連接電源和電動(dòng)機(jī)的接線端子。接線端子在變頻器機(jī)殼下蓋板內(nèi)，機(jī)殼蓋板的拆卸步驟如圖4-14所示。圖4-14機(jī)殼蓋板的拆卸步驟拆卸蓋板后可以看到變頻器的接線端子如圖4-15所示.圖圖4-15變頻器主電路、控制電路的接線見(jiàn)圖4-16圖4圖4-164.4.2MM420變頻器的BOP操作面板圖4-17是基本操作面板（BOP）的外形。利用BOP可以改變變頻器的各個(gè)參數(shù)。圖4-17BOP操作面板BOP具有7圖4-17BOP操作面板基本操作面板（BOP）備有8個(gè)按鈕，表4-4列出了這些按鈕的功能。表4-4基本操作面板（BOP）上的按鈕及其功能顯示/按鈕功能功能的說(shuō)明狀態(tài)顯示LCD顯示變頻器當(dāng)前的設(shè)定值啟動(dòng)變頻器按此鍵起動(dòng)變頻器。缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的。為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1停止變頻器OFF1：按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車(chē)，缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵被封鎖；為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。OFF2：按此鍵兩次（或一次，但時(shí)間較長(zhǎng)）電動(dòng)機(jī)將在慣性作用下自由停車(chē)。此功能總是“使能”的。改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向按此鍵可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，電動(dòng)機(jī)的反向時(shí)，用負(fù)號(hào)表示或用閃爍的小數(shù)點(diǎn)表示。缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效應(yīng)設(shè)定P0700=1電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)在變頻器無(wú)輸出的情況下按此鍵，將使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，并按預(yù)設(shè)定的點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)行。釋放此鍵時(shí)，變頻器停車(chē)。如果變頻器/電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用。功能此鍵用于瀏覽輔助信息。變頻器運(yùn)行過(guò)程中，在顯示任何一個(gè)參數(shù)時(shí)按下此鍵并保持不動(dòng)2秒鐘，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運(yùn)行中從任何一個(gè)參數(shù)開(kāi)始）：1.直流回路電壓（用d表示–單位：V）2.輸出電流A3.輸出頻率（Hz）4.輸出電壓（用o表示–單位V）5.由P0005選定的數(shù)值（如果P0005選擇顯示上述參數(shù)中的任何一個(gè)（3，4或5），這里將不再顯示）。連續(xù)多次按下此鍵將輪流顯示以上參數(shù)。跳轉(zhuǎn)功能在顯示任何一個(gè)參數(shù)（rXXXX或PXXXX）時(shí)短時(shí)間按下此鍵，將立即跳轉(zhuǎn)到r0000,如果需要的話，您可以接著修改其它的參數(shù)。跳轉(zhuǎn)到r0000后，按此鍵將返回原來(lái)的顯示點(diǎn)。訪問(wèn)參數(shù)按此鍵即可訪問(wèn)參數(shù)。增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。4.4.3MM420變頻器的參數(shù)1、參數(shù)號(hào)和參數(shù)名稱參數(shù)號(hào)是指該參數(shù)的編號(hào)。參數(shù)號(hào)用0000到9999的4位數(shù)字表示。在參數(shù)號(hào)的前面冠以一個(gè)小寫(xiě)字母“r”時(shí)，表示該參數(shù)是“只讀”的參數(shù)。其它所有參數(shù)號(hào)的前面都冠以一個(gè)大寫(xiě)字母“P”。這些參數(shù)的設(shè)定值可以直接在標(biāo)題欄的“最小值”和“最大值”范圍內(nèi)進(jìn)行修改。[下標(biāo)]表示該參數(shù)是一個(gè)帶下標(biāo)的參數(shù)，并且指定了下標(biāo)的有效序號(hào)。通過(guò)下標(biāo)，可以對(duì)同一參數(shù)的用途進(jìn)行擴(kuò)展，或?qū)Σ煌目刂茖?duì)象，自動(dòng)改變所顯示的或所設(shè)定的參數(shù)。2、參數(shù)設(shè)置方法用BOP可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的特性，例如，斜坡時(shí)間，最小和最大頻率等。選擇的參數(shù)號(hào)和設(shè)定的參數(shù)值在五位數(shù)字的LCD上顯示。更改參數(shù)的數(shù)值的步驟可大致歸納為①查找所選定的參數(shù)號(hào)；②進(jìn)入?yún)?shù)值訪問(wèn)級(jí)，修改參數(shù)值；③確認(rèn)并存儲(chǔ)修改好的參數(shù)值。表4-5說(shuō)明如何改變參數(shù)P0004的數(shù)值。按照?qǐng)D中說(shuō)明的類似方法，可以用‘BOP’設(shè)定常用的參數(shù)。參數(shù)P0004（參數(shù)過(guò)濾器）的作用是根據(jù)所選定的一組功能，對(duì)參數(shù)進(jìn)行過(guò)濾（或篩選），并集中對(duì)過(guò)濾出的一組參數(shù)進(jìn)行訪問(wèn)，從而可以更方便地進(jìn)行調(diào)試。P0004可能的設(shè)定值如表4-5所示，缺省的設(shè)定值=0。表4-5參數(shù)P0004的設(shè)定值設(shè)定值所指定參數(shù)組意義設(shè)定值所指定參數(shù)組意義0全部參數(shù)12驅(qū)動(dòng)裝置的特征2變頻器參數(shù)13電動(dòng)機(jī)的控制3電動(dòng)機(jī)參數(shù)20通訊7命令，二進(jìn)制I/O21報(bào)警/警告/監(jiān)控8模-數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)-模轉(zhuǎn)換22工藝參量控制器（例如PID）10設(shè)定值通道/RFG（斜坡函數(shù)發(fā)生器）假設(shè)參數(shù)P0004設(shè)定值=0，需要把設(shè)定值改為3。改變?cè)O(shè)定值步驟如表4-6所示。表4-6改變參數(shù)P0004設(shè)定數(shù)值的步驟序號(hào)操作內(nèi)容顯示的結(jié)果1按訪問(wèn)參數(shù)2按直到顯示出P00043按進(jìn)入?yún)?shù)數(shù)值訪問(wèn)級(jí)4按或達(dá)到所需要的數(shù)值5按確認(rèn)并存儲(chǔ)參數(shù)的數(shù)值6使用者只能看到命令參數(shù)4.4.4MM420變頻器的參數(shù)訪問(wèn)MM420變頻器有數(shù)千個(gè)參數(shù)，為了能快速訪問(wèn)指定的參數(shù)，MM420采用把參數(shù)分類，屏蔽（過(guò)濾）不需要訪問(wèn)的類別的方法實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)這種過(guò)濾功能的有如下幾個(gè)參數(shù)：⑴上面所述的參數(shù)P0004就是實(shí)現(xiàn)這種參數(shù)過(guò)濾功能的重要參數(shù)。當(dāng)完成了P0004的設(shè)定以后再進(jìn)行參數(shù)查找時(shí)，在LCD上只能看到P0004設(shè)定值所指定類別的參數(shù)。⑵參數(shù)P0010是調(diào)試參數(shù)過(guò)濾器，對(duì)與調(diào)試相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行過(guò)濾，只篩選出那些與特定功能組有關(guān)的參數(shù)。P0010的可能設(shè)定值為：0（準(zhǔn)備），1（快速調(diào)試），2（變頻器），29（下載），30（工廠的缺省設(shè)定值）；缺省設(shè)定值為0。⑶參數(shù)P0003用于定義用戶訪問(wèn)參數(shù)組的等級(jí)，設(shè)置范圍為1～4，其中：“1”標(biāo)準(zhǔn)級(jí)：可以訪問(wèn)最經(jīng)常使用的參數(shù)?！?”擴(kuò)展級(jí)：允許擴(kuò)展訪問(wèn)參數(shù)的范圍，例如變頻器的I/O功能。“3”專家級(jí)：只供專家使用?！?”維修級(jí)：只供授權(quán)的維修人員使用—具有密碼保護(hù)。該參數(shù)缺省設(shè)置為等級(jí)1（標(biāo)準(zhǔn)級(jí)），對(duì)于大多數(shù)簡(jiǎn)單的應(yīng)用對(duì)象，采用標(biāo)準(zhǔn)級(jí)就可以滿足要求了。用戶可以修改設(shè)置值，但建議不要設(shè)置為等級(jí)4（維修級(jí)），用BOP或AOP操作板看不到第4訪問(wèn)級(jí)的參數(shù)。例1用BOP進(jìn)行變頻器的“快速調(diào)試”快速調(diào)試包括電動(dòng)機(jī)參數(shù)和斜坡函數(shù)的參數(shù)設(shè)定。并且，電動(dòng)機(jī)參數(shù)的修改，僅當(dāng)快速調(diào)試時(shí)有效。在進(jìn)行“快速調(diào)試”以前，必須完成變頻器的機(jī)械和電氣安裝。當(dāng)選擇P0010=1時(shí)，進(jìn)行快速調(diào)試。表4-7是對(duì)應(yīng)亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置上選用的電動(dòng)機(jī)（型）的電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置表。表4-7設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù)表參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000311設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P001001快速調(diào)試P010000設(shè)置使用地區(qū)，0=歐洲，功率以KW表示，頻率為50HzP0304400380電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）P03051.900.18電動(dòng)機(jī)額定電流（A）P03070.750.03電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）P03105050電動(dòng)機(jī)額定頻率（Hz）P031113951300電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）P390001結(jié)束快速調(diào)試快速調(diào)試的進(jìn)行與參數(shù)P3900的設(shè)定有關(guān)，當(dāng)其被設(shè)定為1時(shí)，快速調(diào)試結(jié)束后，要完成必要的電動(dòng)機(jī)計(jì)算，并使其他所有的參數(shù)（P0010=1不包括在內(nèi)）復(fù)位為工廠的缺省設(shè)置。當(dāng)P3900=1并完成快速調(diào)試后，變頻器已作好了運(yùn)行準(zhǔn)備。例2：將變頻器復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值如果用戶在參數(shù)調(diào)試過(guò)程中遇到問(wèn)題，并且希望重新開(kāi)始調(diào)試，通常采用首先把變頻器的全部參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值，再重新調(diào)試的方法。為此，應(yīng)按照下面的數(shù)值設(shè)定參數(shù)：①設(shè)定P0010=30，②設(shè)定P0970=1。按下P鍵，便開(kāi)始參數(shù)的復(fù)位。變頻器將自動(dòng)地把它的所有參數(shù)都復(fù)位為它們各自的缺省設(shè)置值。復(fù)位為工廠缺省設(shè)置值的時(shí)間大約要60秒鐘。表4-8亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P0010030恢復(fù)出廠設(shè)置P097001P000313設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P001001快速調(diào)試P010000設(shè)置使用地區(qū)，0=歐洲，功率以KW表示，頻率為50HzP0304400380電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）P03051.900.18電動(dòng)機(jī)額定電流（A）P03070.750.03電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）P03105050電動(dòng)機(jī)額定頻率（Hz）P031113951300電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）P70022命令源選擇“由端子排輸入”P(pán)701116DIN1功能設(shè)定為固定頻率設(shè)定值（直接選擇+ON）P100023頻率給定輸入方式設(shè)定為固定頻率設(shè)定值P1001020固定頻率1P108000最低頻率P10825050最高頻率P112010.001斜坡上升時(shí)間P112110.001斜坡下降時(shí)間P390001結(jié)束快速調(diào)試第五章用人機(jī)界面控制系統(tǒng)的運(yùn)行5.1認(rèn)知TPC7062KS人機(jī)界面亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置采用了昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面TPC7062KS。它是一款在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE環(huán)境中運(yùn)行，MCGS嵌入式組態(tài)軟件組態(tài)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096），色彩達(dá)64K彩色。CPU主板：ARM結(jié)構(gòu)嵌入式低功耗CPU為核心，主頻400MHz，64M存儲(chǔ)空間。5.1.1TPC7062KS人機(jī)界面的硬件連接TPC7062KS人機(jī)界面的電源進(jìn)線、各種通訊接口均在其背面進(jìn)行，見(jiàn)圖5-1。其中USB1口用來(lái)連接鼠標(biāo)和U盤(pán)等，USB2口用作工程項(xiàng)目下載，COM（RS232）用來(lái)連接PLC。下載線和通訊線見(jiàn)圖5-2。圖5-1 TPC7062KS的接口圖5-2 下載通訊線1、TPC7062KS觸摸屏與個(gè)人計(jì)算機(jī)的連接在亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置上，TPC7062KS觸摸屏是通過(guò)USB2口與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的，連接以前，個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)先安裝MCGS組態(tài)軟件。當(dāng)需要在MCGS組態(tài)軟件上把資料下載到HMI時(shí)，只要在下載配置里，選擇“連接運(yùn)行”，單擊“工程下載”即可進(jìn)行下載。如圖5-3所示。如果工程項(xiàng)目要在電腦模擬測(cè)試，則選擇“模擬運(yùn)行”，然后下載工程。圖5-３工程下載方法2、TPC7062KS觸摸屏與S7-200PLC的連接在亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置中，觸摸屏通過(guò)COM口直接與PLC（PORT1）的編程口連接。所使用的通訊線采用西門(mén)子PC-PPI電纜，PC-PPI電纜把RS232轉(zhuǎn)為RS485。PC-PPI電纜9針母頭插在屏側(cè)，9針公頭插在PLC側(cè)。為了實(shí)現(xiàn)正常通訊，除了正確進(jìn)行硬件連接，尚須對(duì)觸摸屏的串行口0屬性進(jìn)行設(shè)置，這將在設(shè)備窗口組態(tài)中實(shí)現(xiàn)，設(shè)置方法將在后面的工作任務(wù)中詳細(xì)說(shuō)明。5.1.2觸摸屏設(shè)備組態(tài)為了通過(guò)觸摸屏設(shè)備操作機(jī)器或系統(tǒng)，必須給觸摸屏設(shè)備組態(tài)用戶界面，該過(guò)程稱為“組態(tài)階段”。系統(tǒng)組態(tài)就是通過(guò)PLC以“變量”方式進(jìn)行操作單元與機(jī)械設(shè)備或過(guò)程之間的通信。變量值寫(xiě)入PLC上的存儲(chǔ)區(qū)域（地址），由操作單元從該區(qū)域讀取。運(yùn)行MCGS嵌入版組態(tài)環(huán)境軟件，在出現(xiàn)的界面上，點(diǎn)擊菜單中“文件”→“新建工程”，彈出圖5-4所示界面。MCGS嵌入版用“工作臺(tái)”窗口來(lái)管理構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的五個(gè)部分，工作臺(tái)上的五個(gè)標(biāo)簽：主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略，對(duì)應(yīng)于五個(gè)不同的窗口頁(yè)面，每一個(gè)頁(yè)面負(fù)責(zé)管理用戶應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)部分，用鼠標(biāo)單擊不同的標(biāo)簽可選取不同窗口頁(yè)面，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的相應(yīng)部分進(jìn)行組態(tài)操作。圖5-4工作臺(tái)1、主控窗口MCGS嵌入版的主控窗口是組態(tài)工程的主窗口，是所有設(shè)備窗口和用戶窗口的父窗口，它相當(dāng)于一個(gè)大的容器，可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)這些窗口的管理和調(diào)度，并調(diào)度用戶策略的運(yùn)行。同時(shí)，主控窗口又是組態(tài)工程結(jié)構(gòu)的主框架，可在主控窗口內(nèi)設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行流程及特征參數(shù)，方便用戶的操作。2、設(shè)備窗口設(shè)備窗口是MCGS嵌入版系統(tǒng)與作為測(cè)控對(duì)象的外部設(shè)備建立聯(lián)系的后臺(tái)作業(yè)環(huán)境，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的通道，把外部設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，供系統(tǒng)其它部分調(diào)用，并且把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操作與控制。3、用戶窗口用戶窗口本身是一個(gè)“容器”，用來(lái)放置各種圖形對(duì)象（圖元、圖符和動(dòng)畫(huà)構(gòu)件），不同的圖形對(duì)象對(duì)應(yīng)不同的功能。通過(guò)對(duì)用戶窗口內(nèi)多個(gè)圖形對(duì)象的組態(tài)，生成漂亮的圖形界面，為實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示效果做準(zhǔn)備。4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在MCGS嵌入版中，用數(shù)據(jù)對(duì)象來(lái)描述系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用對(duì)象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的值變量，把數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理的所有數(shù)據(jù)對(duì)象的集合稱為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS嵌入版系統(tǒng)的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心。系統(tǒng)各個(gè)部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為公用區(qū)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分協(xié)調(diào)動(dòng)作。設(shè)備窗口通過(guò)設(shè)備構(gòu)件驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；由用戶窗口組成的圖形對(duì)象，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立連接關(guān)系，以動(dòng)畫(huà)形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化；運(yùn)行策略通過(guò)策略構(gòu)件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和處理。如圖5-5所示：圖5-5實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)流圖5、運(yùn)行策略對(duì)于復(fù)雜的工程，監(jiān)控系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成多分支、多層循環(huán)嵌套式結(jié)構(gòu)，按照預(yù)定的條件，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有針對(duì)性選擇和精確的控制。為此，MCGS嵌入版引入運(yùn)行策略的概念，用以解決上述問(wèn)題。所謂“運(yùn)行策略”，是用戶為實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功能塊的總稱。MCGS嵌入版為用戶提供了進(jìn)行策略組態(tài)的專用窗口和工具箱。運(yùn)行策略的建立，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，控制用戶窗口的打開(kāi)、關(guān)閉以及設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程精確控制及有序調(diào)度管理的目的。5.2采用人機(jī)界面的工作任務(wù)為了進(jìn)一步說(shuō)明人機(jī)界面組態(tài)的具體方法和步驟，下面給出一個(gè)實(shí)訓(xùn)工作任務(wù)，由人機(jī)界面提供主令信號(hào)并顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)的工作任務(wù)：設(shè)備的工作目標(biāo)、上電和氣源接通后的初始位置，具體的要求，均與原工作任務(wù)相同，不同之處為裝配的個(gè)數(shù)有人機(jī)界面給出，啟停操作和工作狀態(tài)指示，不通過(guò)按鈕指示燈盒操作指示，而是在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)。5.3人機(jī)界面組態(tài)亞龍YL-239A自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置畫(huà)面效果圖如圖5-6所示：圖5-6觸摸屏畫(huà)面畫(huà)面中包含了如下方面的內(nèi)容：■狀態(tài)指示：通信狀態(tài)、運(yùn)行、停止；■切換旋鈕：?jiǎn)螜C(jī)全線切換；■按鈕：?jiǎn)?dòng)、停止；■數(shù)據(jù)輸入：加工件數(shù)設(shè)置■數(shù)據(jù)輸出顯示：加工完成件數(shù)下面列出了觸摸屏組態(tài)畫(huà)面各元件對(duì)應(yīng)PLC地址，如下表：表5-1觸摸屏組態(tài)畫(huà)面各元件對(duì)應(yīng)PLC地址啟動(dòng)按鈕M5.0停止按鈕M5.1復(fù)位按鈕M5.2清零按鈕M5.3初始狀態(tài)M0.4運(yùn)行標(biāo)志M0.5復(fù)位標(biāo)志M0.6塑料工件累計(jì)VW500金屬工件累計(jì)VW5021、創(chuàng)建工程點(diǎn)擊新建工程，在TPC類型中如果找不到““TPC7062KS”的話，則請(qǐng)選擇“TPC7062K”。2、定義數(shù)據(jù)對(duì)象根據(jù)前面給出的表1，定義數(shù)據(jù)對(duì)象，所有的數(shù)