亚龙YL-235B物料分拣实训指导书

全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 亚龙 YL 235B 型 光机电一体化实训考核装置 实训指导书 亚龙科技集团有限公司 前 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 言 教育部为深入贯彻落实国务院召开的全国职业教育工作会议精神 推动中等职业学校 教育教学改革 提高教育教学质量和办学效益 展示全国中等职业学校电工电子类专业的 办学成果 交流新知识 新技术 新方法 新工艺在电工电子类专业教学中运用的经验 加强中等职业学校学生电工电子类专业技能训练 激励中职学校师生爱岗敬业 自强不息 的精神 根据 教育部关于举办 2008 年全国职业院校技能大赛 的通知 教职成函 2008 3 号 精神 教育部与信息产业部决定举办 2008 年全国中等职业学校电工电子技术技能大赛 并由亚龙科技集团协办 为了配合此次大赛 亚龙科技集团特精心研制了亚龙 YL 235B 型 光机电一体化实训考核装置 供各校和大赛实训与考核使用 亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置既包含了机电一体化专业所涉及的基础知 识 专业知识和基本的机电技能要求 也体现了当前先进技术在生产实际中的应用 它为 学生提供了一个典型的 可进行综合训练的工程环境 为学生构建了一个可充分发挥学生 潜能和创造力的实践平台 在此平台上可实现知识的实际应用 技能的综合训练和实践动 手能力的客观考核 本实训指导书主要阐述亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置的基本结构 工作 原理 工作过程和典型产品 单片机 变频器和触摸屏 的使用说明 期望读者能对照实物 搞清它们的基本结构 动作流程 控制方式和工作原理 能顺 利完成考核要求 由于我们的经验不足 还殷切希望各院校老师和同行专家提出改进建议 亚龙科技集团 打造中国实训装备第一品牌1为造就世界一流高技能人才服务 目 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 录 第 1 章 亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置 4 1 1 外观 4 1 2 概述 4 1 3 实训项目 5 1 4 配置 5 1 5 配置清单 6 1 5 1 变频器选配表 7 1 6 技术参数 7 第 2 章 亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置机构说明 8 2 1 整机工作流程 8 2 2 工作原理 9 2 3 送料机构 9 2 4 机械手搬运机构 10 2 5 物料传送和分拣机构 11 2 6 气动原理 12 2 7 气缸电控阀使用 13 2 8 传感器应用说明 15 2 8 1 常用传感器的使用说明 15 2 8 2 磁性开关的使用说明 15 2 9 触摸屏的说明 16 2 9 1Modbus 协议介绍 16 2 9 2 在 Modbus 网络上转输 16 2 9 3 在其它类型网络上转输 17 2 9 4 查询 回应周期 17 2 9 5 通讯传送方式 17 2 9 6 通讯规约 18 2 9 7 错误校验 19 2 9 8 触摸屏与单片机通信 20 打造中国实训装备第一品牌2为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 第 3 章 亚龙 YL 235B 光机电一体化实训考核装置电气电路说明 21 3 0 电气电路组成 21 3 1 单片机控制板 变频器 21 3 2 端子接线图 22 3 4 单片机 IO 口分配表 24 3 5 单片机控制原理图 25 3 6 三菱变频器操作 28 3 6 1 变频器操作面版说明 29 3 6 2 参数设置方法 30 3 6 3 三菱变频器参数设置 31 3 8 西门子MM420 变频器操作 34 3 9 松下变频器操作 37 4 0 附录 A 装配图 40 4 1 附录 B 进线接线图 46 打造中国实训装备第一品牌3为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 第 1 章 亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置 1 1 外观 该产品已申请多项外观与实用新型专利 专利产品 仿制必究 专利号 XXXXXXXXX 1 2 概述 亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置 由铝合金导轨式实训台 典型的 机电一体化设备的机械部件 单片机模块单元 触摸屏模块单元 变频器模块单元 按钮模块单元 电源模块单元 模拟生产设备实训模块 接线端子排和各种传感器 等组成 整体结构采用开放式和拆装式 实训装置用于机械部件组装 可根据现有 的机械部件组装生产实训设备 也可添加机械部件组装其他生产实训设备 使整个 装置能够灵活的按教学或者竞赛要求组装成具有模拟生产功能的机电一体化设备 模块采用标准结构和抽屉式模块放置架 互换性强 按照具有生产性功能和整合学 习功能的原则确定模块内容 使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块 打造中国实训装备第一品牌4为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 该系统包含了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动 机械传动 气动 触摸屏控制 Modbus 协议 单片机控制 传感器 变频调速等多项技术 为学生提 供了一个典型的综合实训环境 使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识 在这里能得到全面的认识与巩固 综合的训练和实际运用 1 3 实训项目 1 自动检测技术使用实训 2 气动技术应用实训 3 单片机控制编程实训 4 电气控制电路实训 5 变频器应用实训 6 触摸屏应用实训 7 自动控制技术教学与实训 8 机械系统安装和调试实训 9 系统维护与故障检测实训 1 4 配置 该装置配置了触摸屏模块 单片机模块 变频器装置 气动装置 传感器 气 动机械手装置 上料器 送料传动和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 实训模块可根据不同的实训要求进行组合 系统的控制部分 采用触摸屏模块和单片机控制模块 执行机构由气动电磁阀 气缸构成的气压驱动装 置 实现了整个系统自动运行 并完成物料的分拣 整个实训考核装置的模块之间 连接方式采用安全导线连接 以确保实训和考核的安全 打造中国实训装备第一品牌5为造就世界一流高技能人才服务 1 5 配置清单 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 序 号 1 实训桌 名称型号及规格 1190 800 840 mm 数 量 1 单 位 张 备注 2 触摸屏模块单元 3 单片机模块单元 4 变频器模块单元 1 1 1 块 台 台 用 户 可 在 清 单 内 5 电源模块单元 6 按钮模块单元 7 物料传送机部件 8 气动机械手部件 9 皮带输送机部件 10 物件分拣部件 11 接线端子模块 三相电源总开关 带漏电和短路 保护 1 个 熔断器 3 只 单相电 源插座 2 个 安全插座 5 个 24 V 6 A 12 V 2 A 各一组 急 停按钮 1 只 转换开关 2 只 蜂 鸣器 1 只 复位按钮黄 绿 红 各 1 只 自锁按钮黄 绿 红各 1 只 24V 指示灯黄 绿 红各 2 只 直流减速电机 24 V 输出转速 6 r min 1 台 送料盘 1 个 光电 开关 1 只 送料盘支架 1 组 单出双杆气缸 1 只 单出杆气缸 1 只 气手爪 1 只 旋转气缸 1 只 电感式接近开关 2 只 磁性开关 5 只 缓冲阀 2 只 非标螺丝 2 只 双控电磁换向阀 4 只 三相减速电机 380 V 输出转速 40r min 1 台 平皮带 1355 49 2 mm 1 条 输送机构 1 套 单出杆气缸 3 只 金属传感器 1 只 光纤传感器 2 只 光电传感 器 1 只 磁性开关 6 只 物件导 槽 3 个 单控电磁换向阀 3 只 接线端子和安全插座 1 1 1 1 1 1 1 块 套 套 套 套 套 块 选择 详见附表一 12 物料 13 安全插线 金属 5 个 尼龙黑白各 5 个15 个 1 套 14 气管 15 单片机编程线缆 16 单片机编程软件 18 触摸屏与单片机通信线 19 配套工具 20 产品配套光盘 21 线架 4 6 并口下载线 ponyprog2000 RS232 串口线 程序及相关资料 1 1 1 1 1 1 1 套 条 套 条 套 套 个 拷贝版 打造 中国 实训装备第一品牌 6为造就世界一流高 技能人才服务 1 5 1 变频器选配表 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 序号 1 名称 三菱变频器 型号及规格 E540 0 75kw 单位 台 数量 1 2西门子变频器MM420 0 75kw 三相输入 台1 3 4 欧姆龙变频器 松下变频器 3G3JV A4007 0 75kw BFV00074 0 75kw 台 台 1 1 1 6 技术参数 1 交流电源 三相 AC 380V 10 50 Hz 2 温度 10 40 环境湿度 90 25 3 实训桌外形尺寸 长 u23485X u39640X 1200mm 800mm 840mm 4 整机消耗 1 5kVA 5 安全保护措施 具有接地保护 漏电保护功能 安全性符合相关的国家标准 采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线 打造中国实训装备第一品牌 7 为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 第 2 章 亚龙 YL 235B 型光机电一体化实训考核装置机构说明 2 1 整机工作流程 打造中国实训装备第一品牌 8 为造就世界一流高技能人才服务 2 2 工作原理 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 在触摸屏上按启动按扭后 装置进行复位过程 当装置复位到位后 由单片机 启动送料电机驱动放料盘旋转 物料由送料盘滑到物料检测位置 物料检测光电传 感器检测 如果送料电机运行若干秒钟后 物料检测光电传感器仍未检测到物料 则说明送料机构已经无物料或故障 这时便报警 当物料检测光电传感器检测到有 物料 将给单片机发出信号 由单片机驱动机械手臂伸出手爪下降抓物 然后手爪提 升臂缩回 手臂向右旋转到右限位 手臂伸出 手爪下降 将物料放到传送带上 落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料 同时机械手按原来位 置返回 进行下一个流程 传感器则根据物料的材料特性 颜色等特性进行辨别 分别由单片机控制相应电磁阀使气缸动作 对物料进行分拣 2 3 送料机构 1 转盘 2 调节支架 3 直流电机 4 物料 5 出料口传感器 6 物料检测支 架 放料转盘 转盘中共放三种物料 金属物料 白色非金属物料 黑色非金属物料 驱动电机 电机采用 24V 直流减速电机 转速 6r min 用于驱动放料转盘旋转 物料支架 将物料有效定位 并确保每次只上一个物料 出料口传感器 物料检测为光电漫反射型传感器 主要为单片机提供一个输入信 打造中国实训装备第一品牌9为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 号 如果运行中 光电传感器没有检测到物料并保持若干秒钟 则应 让系统报警 2 4 机械手搬运机构 1 旋转气缸2 非标螺丝 3 气动手爪 4 手爪磁性开关 Y59BLS 5 提升气缸 6 磁性开关 D C73 7 节流阀 感器 11 缓冲阀 12 安装 支架 8 伸缩气缸 9 磁性开关 D Z73 10 左右限位传 整个搬运机构能完成四个自由度动作 手臂伸缩 手臂旋转 手爪上下 手爪 松紧 手爪提升气缸 提升气缸采用双向电控气阀控制 磁性传感器 用于气缸的位置检测 检测气缸伸出和缩回是否到位 为此在前点和 后点上各一个 当检测到气缸准确到位后将给 单片机发出一个信号 在应用过程中棕色接单片机输入端 蓝色接输入的公共端 手爪 抓取和松开物料由双电控气阀控制 手爪夹紧磁性传感器有信号输出 指示 灯亮 在控制过程中不允许两个线圈同时得电 旋转气缸 机械手臂的正反转 由双电控气阀控制 接近传感器 机械手臂正转和反转到位后 接近传感器信号输出 在应用过程中 棕 打造中国实训装备第一品牌10为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 色线接直流 24V 电源 蓝色线接直流 24V 电源 黑色线 接单片机主机的输入端 伸缩气缸 机械手臂伸出 缩回 由电控气阀控制 气缸上装有两个磁性传感器 检测气缸伸出或缩回位置 缓冲器 旋转气缸高速正转和反转时 起缓冲减速作用 2 5 物料传送和分拣机构 1 磁性开关 D C73 2 传送分拣机构 3 落料口传感器 4 落料口 5 料槽 6 电感式传感器 电机 11 光纤放大器 7 光纤传感器 8 过滤调压阀 12 推料气缸 9 节流阀 10 三相异步 落料口传感器 检测是否有物料到传送带上 并给单片机一个输入信号 落料孔 物料落料位置定位 料槽 放置物料 电感式传感器 检测金属材料 检测距离为 3 5mm 光纤传感器 用于检测不同颜色的物料 可通过调节光纤放大器来区分不同颜色的 灵敏度 打造中国实训装备第一品牌11为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 三相异步电机 驱动传送带转动 由变频器控制 推料气缸 将物料推入料槽 由电控气阀控制 2 6 气动原理 本装置气动主要分为两部分 1 气动执行元件部分有双作用单出杆气缸 双 作用单出双杆气缸 旋转气缸 气动手爪 2 气动控制元件部分有单控电磁换向阀 双控电磁换向阀 节流阀 磁性限位传感器 气 路 原 理 图 打造中国实训装备第一品牌12为造就世界一流高技能人才服务 2 7 气缸电控阀使用 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 气缸示意图 注 气缸的正确运动使物料分到相应的位置 只要交换进出气的方向就能改变气缸 的伸出 缩回 运动 气缸两侧的磁性开关可以识别气缸是否已经运动到位 双向电磁阀示意图 注 双向电控阀用来控制气缸进气和出气 从而实现气缸的伸出 缩回运动 电控 阀内装的红色指示灯有正负极性 如果极性接反了也能正常工作 但指示灯不 会亮 打造中国实训装备第一品牌13为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 单向电磁阀示意图 注 单向电控阀用来控制气缸单个方向运动 实现气缸的伸出 缩回运动 与双向 电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置 而单控阀 初始位置是固定的只能控制一个方向 气动手爪控制图 手爪控制示意图 当手爪由单向电控气阀控制时 如上图所示 电控气阀得电 手爪夹紧 电控 气阀断电 手爪张开 当手爪由双向电控气阀控制时 手爪抓紧和松开分别由一个线圈控制 在控制 过程中不允许两个线圈同时得电 打造中国实训装备第一品牌14为造就世界一流高技能人才服务 2 8 传感器应用说明 2 8 1 常用传感器的使用说明 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 电感式接近传感器由高频震荡 检波 放大 触发及输出电路等组成 震荡器在 传感器检测面产生一个交变电磁场 当金属物料接近传感器检测面时 金属中产生 的涡流吸收了震荡器的能量 使震荡减弱以至停滞 震荡器的震荡及停振这两种状 态 转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号 经功率放大后输出 光电传感器是一种红外调制型无损检测光电传感器 采用高效果红外发光二极 管 光敏三极管作为光电转换元件 工作方式有同轴反射和对射型 在本实训装置中 均采用同轴反射型光电传感器 它们具有体积小 使用简单 性能稳定 寿命长 响应速度快 抗冲击 耐震动 接受不受外界干扰等优点 2 8 2 磁性开关的使用说明 磁性开关是用来检测气缸活塞位置的 即检测活塞的运动行程的 它可分为有 触点式和无触点式两种 本装置上用的磁性开关均为有触点式的 它是通过机械触 点的动作进行开关的通 ON 断 OFF 用磁性开关来检测活塞的位置 从设计 加工 安装 调试等方面 都比使用 其他限位开关方式简单 省时 触点接触电阻小 一般为 50 200m 但可通过电 流小 过载能力较差 只适合低压电路 响应快 动作时间为 1 2ms 耐冲击 冲击加速度可达 300 使用注意事项 2 m s 无漏电流存在 1 安装时 不得让开关受过大的冲击力 如将开关打入 抛扔等 2 不要把控制信号线与电力线 如电动机供电线等 平行并排在一起 以防止 磁性开关的控制电路由于干扰造成误动作 3 磁性开关的连接线不能直接接到电源上 必须串接负载 且负载绝不能短路 以免开关烧坏 4 带指示灯的有触点磁性开关 当电流超过最大允许电流时 发光二极管会损 坏 若电流在规定范围以下 发光二极管会变暗或不亮 5 安装时 开关的导线不要随气缸运动 不仅仅是导线易断 而且应力加在开 关内部 开关内部元件可能破坏 打造中国实训装备第一品牌15为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 6 磁性开关不要用于有磁场的场合 这会造成开关的误动作 或者使内部磁环 减磁 7 DC24V 带指示灯的开关是有极性的 茶色线为 蓝色线为 本实训 装置中所用到的均为 DC24V 带指示灯有触点开关 2 9 触摸屏的说明 触摸屏与单片机间通过 RS232 接 口通信 通信协议采用 通用 工业标准 协议 Modbus 协议 2 9 1Modbus 协议介绍 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言 通过此协议 控制器相互之间 控制器经由网络 例如以太网 和其它设备之间可以通信 它已经成为一通用工业 标准 有了它 不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络 进行集中监控 此协议 定义了一个控制器能认识使用的消息结构 而不管它们是经过何种网络进行通信的 它描述了一控制器请求访问其它设备的过程 如果回应来自其它设备的请求 以及怎 样侦测错误并记录 它制定了消息域格局和内容的公共格式 当在一 Modbus 网络上通信时 此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址 识别按地址发来的消息 决定要产生何种行动 如果需要回应 控制器将生成反馈信 息并用 Modbus 协议发出 在其它网络上 包含了 Modbus 协议的消息转换为在此网络 上使用的帧或包结构 这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址 路由路径及 错误检测的方法 2 9 2 在 Modbus 网络上转输 标准的 Modbus 口是使用一 RS 232C 兼容串行接口 它定义了连接口的针脚 电缆 信号位 传输波特率 奇偶校验 控制器能直接或经由 Modem 组网 控制器通信使用主 从技术 即仅一设备 主设备 能初始化传输 查询 其它设 备 从设备 根据主设备查询提供的数据作出相应反应 典型的主设备 主机和可 编程仪表 典型的从设备 可编程控制器 主设备可单独和从设备通信 也能以广播方式和所有从设备通信 如果单独通信 从 设备返回一消息作为回应 如果是以广播方式查询的 则不作任何回应 Modbus 协议 建立了主设备查询的格式 设备 或广播 地址 功能代码 所有要发送的数据 一错误检测域 从设备回应消息也由 Modbus 协议构成 包括确认要行动的域 任何要返回的数据 和一错误检测域 如果在消息接收过程中发生一错误 或从设备不能执行其命令 从 设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去 打造中国实训装备第一品牌16为造就世界一流高技能人才服务 2 9 3 在其它类型网络上转输 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 在其它网络上 控制器使用对等技术通信 故任何控制都能初始和其它控 制器的通 信 这样在单独的通信过程中 控制器既可作为主设备也可作为从设备 提供的多个 内部通道可允许同时发生的传输进程 在消息位 Modbus 协议仍提供了主 从原则 尽管网络通信方法是 对等 如果一 控制器发送一消息 它只是作为主设备 并期望从从设备得到回应 同样 当控制器接 收到一消息 它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器 2 9 4 查询 回应周期 1 查询 查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能 数据段包含了从设备 要执行功能的任何附加信息 例如功能代码 03 是要求从设备读保持寄存器并返回它 们的内容 数据段必须包含要告之从设备的信息 从何寄存器开始读及要读的寄存 器数量 错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法 2 回应 如果从设备产生一正常的回应 在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代 码的回应 数据段包括了从设备收集的数据 象寄存器值或状态 如果有错误发生 功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的 同时数据段包含了描述此错误信 息的代码 错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用 ModBus 通讯协议分为 RTU 协议和 ASCII 协议 本设备采用 ModBus RTU 通讯协议 下 面就 ModBus RTU 协议简要介绍如下 2 9 5 通讯传送方式 通讯传送分为独立的信息头 和发送的编码数据 以下的通讯传送方式定义也与 MODBUS RTU 通讯规约相兼容 编 码 起始位 数据位 奇 偶 校 验 位 停止位 8 位二进制 1 位 8 位 1 位 偶校验位 1 位 错误校检 CRC 冗余循环码 初始结构 4 字节的时间 地址码 1 字节 功能码 1 字节 数据区 N 字节 打造中国实训装备第一品牌 17 为造就世界一流高技能人才服务 错误校检 16 位 CRC 码 结束结构 4 字节的时间 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 地址码 地址码为通讯传送的第一个字节 这个字节表明由用户设定地址码的 从机将接收由主机发送来的信息 并且每个从机都有具有唯一的地址码 并且响应 回送均以各自的地址码开始 主机发送的地址码表明将发送到的从机地址 而从机 发送的地址码表明回送的从机地址 功能码 通讯传送的第二个字节 ModBus 通讯规约定义功能号为 1 到 127 本 设备只利用其中的一部分功能码 作为主机请求发送 通过功能码告诉从机执行什 么动作 作为从机响应 从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样 并表明 从机已响应主机进行操作 如果从机发送的功能码的最高位为 比如功能码大与此 同时 127 则表明从机没有响应操作或发送出错 数据区 数据区是根据不同的功能码而不同 数据区可以是实际数值 设置点 主机发送给从机或从机发送给主机的地址 CRC 码 二字节的错误检测码 2 9 6 通讯规约 当通讯命令发送至仪器时 符合相应地址码的设备接通讯命令 并除去地址码 读取信息 如果没有出错 则执行相应的任务 然后把执行结果返送给发送者 返 送的信息中包括地址码 执行动作的功能码 执行动作后结果的数据以及错误校验 码 如果出错就不发送任何信息 信息帧结构 地址码 功能码 数据区错误校验码 8 位8 位N 8 位16 位 地址码 地址码是信息帧的第一字节 8 位 从 0 到 255 这个字节表明由用户设置 地址的从机将接收由主机发送来的信息 每个从机都必须有唯一的地址码 并且只 有符合地址码的从机才能响应回送 当从机回送信息时 相当的地址码表明该信息 来自于何处 功能码 主机发送的功能码告诉从机执行什么任务 表 1 1 列出的功能码都有 具体的含义及操作 打造中国实训装备第一品牌 18 为造就世界一流高技能人才服务 功能码 16 进制格式 0 x01 0 x02 0 x03 0 x04 0 x05 0 x06 0 x0F 0 x10 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 说明 Read Coil Status 读取线圈状态 Read Input Status 读输入位状态 Read Holding register 读保持寄存器 Read Input register 读输入寄存器 Force Single Coil 强制单个线圈 Preset Single Register 预置单个寄 存器 Force Multiple Coils 强制多个线圈 Preset Multiple Regs 预置多个寄存 器 数据区 数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息 这些信息可 以是数值 参考地址等等 例如 功能码告诉从机读取寄存器的值 则数据区必需 包含要读取寄存器的起始地址及读取长度 对于不同的从机 地址和数据信息都不 相同 错误校验码 主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错 有时 由于 电子噪声或其它一些干扰 信息在传输过程中会发生细微的变化 错误校验码保证 了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用 这样增加了系统的安全和效率 错误校验采用 CRC 16 校验方法 注 信息帧的格式都基本相同 地址码 功能码 数据区和错误校验码 2 9 7 错误校验 冗余循环码 CRC 包含 2 个字节 即 16 位二进制 CRC 码由发送设备计算 放置于发送信息的尾部 接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC 码 比较计 算得到的 CRC 码是否与接收到的相符 如果两者不相符 则表明出错 CRC 码的计算方法是 先预置 16 位寄存器全为 1 再逐步把每 8 位数据信息进 行处理 在进行 CRC 码计算时只用 8 位数据位 起始位及停止位 如有奇偶校验位 的话也包括奇偶校验位 都不参与 CRC 码计算 在计算 CRC 码时 8 位数据与寄存器的数据相异或 得到的结果向低位移一字 节 用 0 填补最高位 再检查最低位 如果最低位为 1 把寄存器的内容与预置数相 异或 如果最低位为 0 不进行异或运算 这个过程一直重复 8 次 第 8 次移位后 下一个 8 位再与现在寄存器的内容相 相异或 这个过程与以上一样重复 8 次 当所有的数据信息处理完后 最后寄存器 的内容即为 CRC 码值 CRC 码中的数据发送 接收时低字节在前 计算 CRC 码的步骤为 预置 16 位寄存器为十六进制 FFFF 即全为 1 称此寄存器为 CRC 寄存器 把第一个 8 位数据与 16 位 CRC 寄存器的低位相异或 把结果放于 CRC 寄存器 把寄存器的内容右移一位 朝低位 用 0 填补最高位 检查最低位 如果最低位为 0 重复第 3 步 再次移位 如果最低位为 1 CRC 寄存器与多项式 A001 1010 0000 0000 0001 进行异或 重复步骤 3 和 4 直到右移 8 次 这样整个 8 位数据全部进行了处理 打造中国实训装备第一品牌19为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 重复步骤 2 到步骤 5 进行下一个 8 位数据的处理 最后得到的 CRC 寄存器即为 CRC 码 2 9 8 触摸屏与单片机通信 本设备触摸屏界面有 2 个按键 启动 和 停止 触摸屏作为主机每隔 100ms 通 过串口以 Modbus 协议发送数据 无按键时发送 01 0F 00 00 00 02 01 00 DE 97 按 启动 键时发送 01 0F 00 00 00 02 01 01 1f 57 按 停止 键发送 01 0F 00 00 00 02 01 02 5f 56 单片机编程 Modbus 协议时对功能码 0F 作相应处理即可 单片机本机地址必须设为 1 波特率为 9600 正常响应返回从机地址 功能代码 起始地址以及强制线圈数和 CRC 校验码 例 对上述无按键发送数据返回的响应为 01 0F 00 00 00 02 d4 0a 打造中国实训装备第一品牌20为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 第 3 章 亚龙 YL 235B 光机电一体化实训考核装置电气电路说明 3 0 电气电路组成 本装置电气部分主要有电源模块 按钮模块 单片机控制模块 变频器模块 三相异步电动机 接线端子排等组成 所有的电气元件均连接到接线端子排上 通 过接线端子排连接到安全插孔 由安全接插孔连接到各个模块 提高实训考核装置 安全性 结构为拼装式 各个模块均为通用模块 可以互换 能完成不同的实训项 目 扩展性较强 3 1 单片机控制板 变频器 电源连接和给外部设备提供电源 模块之间电源连接采用安全导线方式 连接 按钮模块 提供了多种不同功能的按钮和指示灯 DC24V 急停按钮 转换开关 蜂鸣器 所有接口采用安全插连接 内置开关电源 24V 6A 一组 12V 2A 一组 为外部设备工作提供电源 单片机模块 采用单片机控制继电器输出 所有接口采用安全插连接 变频器模块 三菱 E540 0 75KW 控制传送带电机转动 所有接口采用安全插连接 警示灯 共有绿色和红色两种颜色 引出线五根 其中并在一起的两根粗线是电源 线 红线接 24 黑红双色线接 GND 其余三根是信号控制线 棕色线为控制信号公共端 如果将控制信号线中的红色线和棕色线接 通 则红灯闪烁 将控制信号线中的绿色线和棕色线接通 则绿灯闪烁 打造中国实训装备第一品牌21为造就世界一流高技能人才服务 3 2 端子接线图 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 注 端子 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 34 37 40 接 24V 打造中国实训装备第一品牌22为造就世界一流高技能人才服务 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 端子 25 25 38 41 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 69 72 75接0V 3 3 单片机控制模块接线图 序 号 地址 输入地 址 备注 序 号 地址 输出地 址 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 10 推料二气缸伸出磁性传感器正 11 推料二气缸缩回磁性传感器正 12 推料三气缸伸出磁性传感器正 13 推料三气缸缩回磁性传感器正 14 光纤传感器二输出 15 手臂气缸缩回限位磁性传感器正 16 光电传感器输出 20 物料检测光电传感器输出 21 手臂旋转左限位接近传感器输出 22 手臂气缸伸出限位磁性传感器正 23 手爪提升气缸下限位磁性传感器正 24 手爪磁性传感器正 25 手爪提升气缸上限位磁性传感器正 26 手臂旋转右限位接近传感器输出 30 电感式接近传感器输出 31 光纤传感器一输出 34 推料一气缸伸出磁性传感器正 35 推料一气缸缩回磁性传感器正 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 00 转盘电机负极 01 驱动手臂右转双向电控阀2 02 驱动手臂伸出双向电控阀 2 03 驱动手爪下降双向电控阀2 04 驱动手爪松开双向电控阀2 05 驱动手爪抓紧双向电控阀2 06 驱动手爪提升双向电控阀2 07 驱动手臂左转双向电控阀 2 13 变频器反转 STF 14 驱动推料三伸出单向电控阀 2 15 驱动推料二伸出单向电控阀 2 16 驱动推料一伸出单向电控阀 2 17 驱动手臂缩回双向电控阀2 22 驱动报警指示灯 红灯 23 驱动运行指示灯 绿灯 注 指示灯公共端接 24V COM2 连 24V COM1 和 COM0 连 0V 打造中国实训装备第一品牌 23 为造就世界一流高技能人才服务 3 4 单片机 IO 口分配表 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 输入接线端口单片机 I O 口输出接线端口 单片机 I O 口 00 01 02 03 04 05 06 07 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27 30 31 32 33 34 35 24V PF7 PF6 PF5 PF4 PF3 PF2 PF1 PF0 PE0 PE1 PE2 PE3 PE4 PE5 PE6 PE7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PD0 PD1 PD4 PD5 PD6 PD7 COM 00 01 02 03 04 05 06 07 Com1 10 11 12 13 14 15 16 17 Com2 20 21 22 23 Com3 buzzer PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 PG1 PG0 PG2 PG3 PG4 打造中国实训装备第一品牌24为造就世界一流高技能人才服务 3 5 单片机控制原理图 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 打造中国实训装备第一品牌25为造就世界一流高技能人才服务 打造中国实训装备第一品牌 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 26 为造就世界一流高技能人才服务 打造中国实训装备第一品牌 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备 27 为造就世界一流高技能人才服务 3 6 三菱变频器操作 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装