YL-335F型自动化生产线设计

　　该装置为机械、现代自动化控制、传感器应用技术等技术应用、研发方向的学生、研究生及老师，提供一个开放性、技术实操性强的实训平台。整套设备模拟工业自动化生产线的生产过程。亚龙YL-335F型工业电气自动化及网络实训装置在铝合金导轨式实训台上安装供料、洗瓶、灌装、加盖、分拣等工作单元，构成一个典型的啤酒自动灌装生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进控制。因此，亚龙YL-335F型工业电气自动化及网络实训装置综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制、变频器技术等工业中常用的多种技术；电气部分包括可编程控制器、气动系统、以及各种检测传感器组成的检测系统；传动执行部分有气缸传动、皮带传动；驱动部分包括气动系统等。

　　该装置配置了可编程控制器（西门子S7-200、S7-300）、气动装置、液压装置、传感器、供料装置、清洗装置、灌装装置、加压盖装置、贴标装置、分拣装置等实训机构。整个系统为模块化结构，提供开放式实训平台，实训可根据不同的实训要求进行组合。

　　系统的控制部分采用可编程控制器（西门子S7-200、S7-300），执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置，实现了整个系统连续自动运行。整个实训装置的单元之间信号控制线与驱动信号线都引到接线排上，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

　　亚龙YL-335F型工业电气自动化及网络实训装置由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、清洗单元、灌装单元、加压盖单元、贴标单元和分拣单元6个单元组成。

　　在亚龙YL-335F型工业电气自动化及网络实训装置上应用了磁感应式接近开关（或称磁性开关），电感式接近开关，对射光电传感器，漫反射光电开关和光纤型光电传感器等多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体的材质、气缸所处状态等多种功能。

　　在亚龙YL-335F型工业电气自动化及网络实训装置上采用了多种PLC模块，如：西门子S-700,西门子数字量输出模块，西门子ET200M分布式接口模块等，可以满足多种控制需求。

　　1、工作电源：220VAC±10%50 Hz；

　　2、设备外形尺寸：长×宽×高=1490 mm×885 mm×855 mm；

　　3、电脑桌外形尺寸：长×宽×高＝600mm×530mm×1000mm；

　　4、台架材料：铝钢结构；

　　5、整机消耗视在功率：≤1 KVA；

　　6、安全保护措施：具有接地保护、漏电过载过流保护功能，具有误操作保护功能；安全性符合相关的国标标准，所有材质均符合环保标准。

　　系统上电后在，若系统不再初始位置，则检查各气缸是否在初始位置；当系统复位到初始位置后，料仓检测传感器检测料仓有工件时，系统处于可运行状态。系统启动后，供料单元开始供料，供料完成后，启动输送单元对工件进行搬运，到达清洗单元后，启动清洗单元，对工件进行模拟清洗动作，清洗完成后输送单元继续工作，把工件搬运到灌装单元，进行模拟灌装，灌装单元工作完成后，输送单元继续工作把工件搬运到加压盖单元的落料口，加压盖单元检测到工件后启动加压机构，对工件进行加盖，压盖，加压盖完成后输送单元继续工作，把工件搬运到贴标单元，进行模拟贴标，贴标单元工作完成后输送单元继续工作，把工件搬运到分拣单元，进行成品分拣，分拣结束后一个工作周期结束。系统的工作方式分为两种：单周期工作方式和多周期工作方式。单周期工作方式下系统只供给一个工件工作，工作结束后系统自动停止；多周期工作方式下供料单元连续供料工作，直到供料单元缺料才停止供料，系统工作完成后自动停止。

　　供料单元总成：由一只气缸、一套井式料仓和一个U型落料口组成，它的作用是储料和向系统提供工件，供料单元的构成如图2-1所示，运动部分主要包括料仓和推料气缸。已经放置在纵向料仓中的工件检测传感器检测到位，被单杆气缸驱动的推料板向前推动，当工件被推到位后，推料气缸缩回，工件利用重力通过U型落料口掉落在输送带上，完成一次供料过程。输送带的作用为工件提供一个运输通道和工件时提供一个加工平台。

　　清洗单元是将由输送单元搬运过来的工件，对其模拟清洗的过程。

　　清洗单元的结构组成如图2-2所示，该单元主要由一只标准缸、一台直流电机和相应的传感器组成，其功能是完成对工件的清洗工作。当输送单元将工件搬运至清洗机加工位后，清洗机上的标准气缸动作，同时清洗电机转动对工件进行清洗。

　　灌装单元是将由输送单元搬运过来的工件，对其模拟灌装加工的过程。

　　灌装单元的结构组成如图2-3所示，该单元主要由一只标准气缸、灌装结构及相应的传感器组成，其功能是完成对工件的模拟灌装工作。当输送单元将工件搬运至灌装位后，灌装机上的标准气缸动作，对工件进行模拟清洗。

　　加压盖单元是将由输送单元搬运过来的工件，对其模拟加盖、压盖处理的过程。

　　加压盖单元的结构组成如图2-4所示，该单元主要由三只标准气缸、加压盖结构及相应的传感器组成，其功能是完成对工件的模拟加压盖工作。当输送单元将工件搬运至加压盖位后，加盖机构推出一个瓶盖，接着压盖汽缸动作对工件进行模拟压盖。

　　贴标单元是将由输送单元搬运过来的工件，对其模拟贴标的过程。

　　贴标单元的结构组成如图2-5所示，该单元主要由一台步进电机、贴标结构及组成，其功能是完成对工件的模拟贴标工作。当输送单元将工件搬运至贴标位后，步进电机带动贴标机构旋转，对工件进行模拟贴标。

　　该单元主要由一台直线皮带输送机、一套成品分拣机构、旋转编码器及一台变频器组成。其功能是实现工件在各个单元的之间的传送以及成品的工件根据不同的材质分别放入相应该不的库槽中实现成品的分拣。结构组成如图2-4所示。

　　本装置电气部分：由S7-300PLC为主控机，西门子ET200M和ET200S分布式I/O接口模块装置，S7-200，触摸屏、稳压开关电源及报警指示灯组成。

　　2.8.1 PLC模块

　　PLC主控机用于按程序控制各执行部件的动作，从而完成预先设定的工作程序。主控机外接西门子ET200M、ET200S分布式I/O接口模块模块和S7-200PLC，不但保证了本装置控制对I/O需求，也为教学过程中的扩展提供保障。

　　2.8.2触摸屏控制

　　本装置配置了西门子触摸屏TP177A来控制整个系统，可在触摸屏上进行启动、停止、急停及可显示加工的工件累计个数和油压表的压力读数，并有运行、停止、料不足和缺料等指示灯，并且能够监控整个系统的I/O状态。控制画面如图2-7所示。

　　2.8.3电源及指示报警显示

　　24VDC稳压开关电源：向各个24VDC用电部件提供稳定的电源。该电源的额定负载电源为：6A；

　　报警指示灯总成：该指示灯由一个红色灯、一个绿色灯和黄灯组成，可以表达9条。上电待机、正常运行、缺料报警等。

　　亚龙YL-335F型工业电气自动化及网络实训装置的机械装置和电气控制是相对分离的。机械装置整体安装在底板上，而控制装置则安装在工作台的网孔板上。机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。图2-8和图2-9分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。

　　装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，上层端子用以连接DC24V电源的+24V端，底层端子用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。

　　PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。

　　装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。

　　另外S7-300、ET200S、ET200S所接传感器为PNP型，若所选传感器为NPN型，则需先转换成PNP型再接到PLC上。

　　参数号是指该参数的编号。参数号用0000到9999的4位数字表示。在参数号的前面冠以一个小写字母“r”时，表示该参数是“只读”的参数。其它所有参数号的前面都冠以一个大写字母“P”。这些参数的设定值可以直接在标题栏的“最小值”和“最大值”范围内进行修改。

　　[下标]表示该参数是一个带下标的参数，并且指定了下标的有效序号。通过下标，可以对同一参数的用途进行扩展，或对不同的控制对象，自动改变所显示的或所设定的参数。

　　用BOP可以修改和设定系统参数，使变频器具有期望的特性，例如，斜坡时间，最小和最大频率等。选择的参数号和设定的参数值在五位数字的LCD上显示。

　　更改参数的数值的步骤可大致归纳为①查找所选定的参数号；②进入参数值访问级，修改参数值；③确认并存储修改好的参数值。

　　表4-5说明如何改变参数P0004的数值。按照图中说明的类似方法，可以用‘BOP’设定常用的参数。

　　参数P0004（参数过滤器）的作用是根据所选定的一组功能，对参数进行过滤（或筛选），并集中对过滤出的一组参数进行访问，从而可以更方便地进行调试。P0004可能的设定值如表4-2所示，缺省的设定值=0。