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SBJSSX-1A可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實訓考核設(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)計綜合實訓考核該裝置系統(tǒng)由 5 個機構(gòu)組成，分別為：轉(zhuǎn)盤上料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、水箱加熱檢測機構(gòu)、加蓋機構(gòu)、合格檢測機構(gòu)、瓶子搬運機構(gòu)、底盒上料機構(gòu)、盒蓋上料蓋章機構(gòu)、成品搬運機構(gòu)和倉庫機構(gòu)等系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)選用 FX3UPLC 進行控制，具有較好的實用性，每個機構(gòu)都可以單獨工作，同時方便學生拆裝練習及復雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。
該系統(tǒng)包含了機電一體化專業(yè)中的氣動、電機驅(qū)動與控制、PLC、PID 調(diào)節(jié)控制、傳感器、機械拆裝等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學生進行工程實踐、課程設(shè)計及初上崗位的工程技術(shù)人員進行培訓，是培養(yǎng)機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：漏電保護，熔斷器保護，缺相/過熱/過流/干燒保護外形尺寸：約 2600 mm×1200 mm×1400 mm(長寬高)
額定功率：2.5KW環(huán)境溫度：-10℃~50℃相對溫度：≤85% 主機：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
三、可完成實訓
1.PLC 系統(tǒng)實訓項目
①PLC 基本指令的應用
②PLC 功能指令的應用
③PLC 步進指令的應用
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利用運動庫指令對步進電機或伺服電機進行控制
⑦PID 控制系統(tǒng)
2.變頻器系統(tǒng)實訓項目
①變頻器基本接線操作
②開環(huán)系統(tǒng)實訓
③PU 操作及外部操作
④速度定位系統(tǒng)實訓
⑤并用操作運轉(zhuǎn)實訓
⑥通訊操作運轉(zhuǎn)實訓
⑦多段速度運轉(zhuǎn)實訓
⑧變頻器無極調(diào)速實訓
⑨瞬時停電起動實訓
3.交流伺服系統(tǒng)實訓項目
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.傳感器實訓項目
①位置傳感器實訓
②光纖傳感器實訓
③光電傳感器實訓
④磁性開關(guān)實訓
⑤編碼器的應用
5.自動化模型任務(wù)實訓項目
①水瓶上料運送任務(wù)實訓
②水瓶灌水任務(wù)實訓
③水瓶加蓋任務(wù)實訓
④水瓶子蓋單章任務(wù)實訓
⑤水瓶入倉任務(wù)實訓
⑥綜合水瓶灌裝實訓任務(wù)
四、可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實訓考核設(shè)備組成
食品飲料機械 PLC 實訓系統(tǒng)生產(chǎn)線主要由轉(zhuǎn)盤上料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、水箱加熱檢測機構(gòu)、加蓋擰蓋機構(gòu)、合格檢測機構(gòu)、瓶子搬運機構(gòu)、底盒上料機構(gòu)、盒蓋上料蓋章機構(gòu)、成品搬運機構(gòu)和倉庫機構(gòu)等系統(tǒng)組成。
當系統(tǒng)全部復位并啟動后，系統(tǒng)進入加工生產(chǎn)過程。首先，水箱開始加熱至設(shè)定溫度，當溫度到達設(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機械手將灌裝好的飲料瓶裝入箱中，再由入倉機械手送入倉中。
五、可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實訓考核設(shè)備詳解
1.設(shè)備機構(gòu)詳解
（1）轉(zhuǎn)盤上料機構(gòu)：
轉(zhuǎn)盤上料機構(gòu)由轉(zhuǎn)盤、推料氣缸、接近開關(guān)、交流減速電機、變頻器等組成。當系統(tǒng)啟動后，水箱溫度到達設(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）輸送機構(gòu)：
輸送機構(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、直流流減速電機等組成。
（3）水箱加熱機構(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）加蓋擰蓋機構(gòu)：
加蓋擰蓋機構(gòu)由加蓋到位傳感器、加蓋定位氣缸、瓶蓋倉、推蓋氣缸、擰蓋電機等組成。當瓶子飲料裝好后，由傳送帶送至加蓋位并加緊開始加蓋擰蓋。
（5）檢測機構(gòu)：
檢測機構(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）分揀機構(gòu)：
分揀機構(gòu)由不合格到位傳感器、分揀氣缸、分揀傳送帶組成。當檢測機構(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）飲料瓶搬運機構(gòu)：
飲料搬瓶運機構(gòu)由兩條絲桿、兩套步進電機、氣爪等給成。當合格的飲料瓶到出料位時，X、Y 軸同時動作，機械手將合格的飲料瓶搬運到盒子中的 4 個位置中。
（8）底盒上料機構(gòu)：
底盒上料機構(gòu)由底盒料倉、推料氣缸等、傳送帶等組成。當系統(tǒng)啟動后，生產(chǎn)線上無底盒時，
自動推出，等待飲料搬運機械手將飲料瓶放入盒中。
（9）盒蓋上料蓋章機構(gòu)：
盒蓋上料蓋章機構(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機構(gòu)。
（10）成品搬運機構(gòu)：
成品搬運機構(gòu)由 X、Y 兩條絲桿、X 軸伺服電機、Y 軸步進電機、機械手等組成。當?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構(gòu)中。
（11）倉庫機構(gòu)：
貨架形式選用 2*3 層 6 個倉位，配套相應步進及伺服電機和驅(qū)動器，由成品機械手裝成品抓取放入至倉儲機構(gòu)，主要貨架、漫反射光電機關(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 點輸入，24 點輸出，可擴展到 128 點。自帶兩路輸入電位器，8000 步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出 2 點 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）人機交互設(shè)備
型號：TPC1162Hi
·10.4 寸分辨率 800*600 可與可編程控制器通過以太網(wǎng)進行人機界面交互
·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， 可適應不同設(shè)備通訊。同時還預裝了 MCGS 嵌入式組態(tài)軟件（運行版），具備強大的圖像顯示和數(shù)據(jù)處理功能
·觸摸屏
（3）伺服驅(qū)動器
·伺服驅(qū)動器型號
·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、欠壓保護、電機過熱保護、短路保護、驅(qū)動器過熱保護等保護功能，支持位置/速度/轉(zhuǎn)矩控制模式。
·伺服電機：編碼器為 17 位增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，分辨率 131072，功率 200W。
（4）步進驅(qū)動器及步進電機
步進驅(qū)動器型號：3M458，步進電機型號：3S85Q-04067
步進驅(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；最大細分 10000
步進電機：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;；最大軸向負載 60N；最大徑向負載 220N；重量 1.65kg
（5）加熱控制模塊
采用智能控制儀表加固態(tài)繼電器進行加熱控制，智能控制儀表可任意設(shè)置 P、I、D 參數(shù)，達到精準控制制溫度的效果。
六、可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實訓考核設(shè)備設(shè)備配置
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序號 |
名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
實訓臺桌 |
1850mm×1200mm×700mm |
1 臺 |
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2 |
電腦推車 |
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1 臺 |
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3 |
電源模塊 |
|
1 個 |
|
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4 |
PLC 模塊 |
采用標準電控柜板式安裝設(shè)計。開放式安裝控制電路板，尺寸 810mm×580mm，帶卡導軌槽式。 1.DI/DO 點數(shù) 48 點，AI 4 路，AO 2 路，DP 總線接口 1 路； 2.DI/DO 點數(shù) 24 點，高速脈沖輸出 3 路，現(xiàn)場總線通信模塊，總線接口 1 路； 3.PLC 之間通過現(xiàn)場總線鏈接； 4.配編程電纜。 5.涵蓋當今工業(yè)最流行的設(shè)備選型、系統(tǒng)控制運 |
1 套 |
PLC 控 制系統(tǒng)可選配 |
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動定位功能。 6.. PLC 型號：FX3u-48MT 7.. 模擬量模塊：FX3u-3A-ADP |
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6 |
加熱控制模塊 |
DTY-220D 25G |
1 個 |
|
|
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：TPC1162Hi |
1 個 |
|
|
8 |
變頻器模塊 |
E740 變頻器 |
1 個 |
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9 |
伺服驅(qū)動單元 |
MR-J3-20A+ HF-KP23 |
1 套 |
|
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10 |
步進驅(qū)動單元 |
3M458+3S85Q-04067 |
1 套 |
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11 |
靜音空壓機 |
W58 |
1 臺 |
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12 |
轉(zhuǎn)盤上料單元 |
650mm × 260mm × 740mm |
1 套 |
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13 |
1#輸送單元 |
580mm × 400mm × 527mm |
1 套 |
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|
14 |
2#輸送單元 |
580mm × 400mm × 527mm |
1 套 |
|
|
15 |
加熱檢測單元 |
280mm × 320mm × 270mm |
1 套 |
|
|
16 |
灌裝加蓋單元 |
725mm × 420mm × 575mm |
1 套 |
|
|
17 |
機械人搬運單元 |
424.5mm×626.6mm×189.5mm |
1 套 |
|
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18 |
包裝蓋章單元 |
1140mm × 350mm × 290mm |
1 套 |
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|
19 |
立體倉庫單元 |
580mm × 400mm × 527mm |
1 套 |
|
|
20 |
轉(zhuǎn)換板 |
|
1 套 |
|
|
21 |
物料盒 |
1×4 |
5 個 |
|
|
22 |
物料瓶 |
|
20 個 |
|
|
23 |
PLC 編程電纜 |
RS232/RS422 |
3 條 |
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|
24 |
實訓手冊 |
|
1 本 |
|
|
25 |
氣動配件 |
|
1 套 |
|
