KNT-PZK3立体仓库实训装置实验指导书

- 1 - KNT-PKNT-PZK3ZK3 立体仓库实训装置立体仓库实训装置实验实验 指导书指导书 - 2 - 目目 录录 使用说明及注意事项使用说明及注意事项 3 3 实验一、实验一、设备的认识设备的认识 4 4 实验实验二二、手动控制手动控制 1010 实验实验三三、自动自动控制控制 1515 设备的运行与日常维护设备的运行与日常维护 1818 - 3 - 使用说明及注意事项使用说明及注意事项 1 1、安全注意事项、安全注意事项 1）上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。 2）严禁散落长发、衣冠不整操作设备。 3）安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。 4）请勿使用损坏的插座或电缆，以免发生触电及火灾。 5）安装时请在清洁平坦的位置，以防发生意外事故。 6）请使用额定电压，以防发生意外事故。 7）必须使用带有接地端子的多功能插座,确认主要插座的接地端子有没 有漏电，导电。 8）为了防止机械的差错或故障，请不要在控制器和电磁阀附近放置磁 性物品。 9）设备的安装或移动时，请切断电源。 2 2、使用注意事项、使用注意事项 1）长时间不使用设备时请切断电源。 2）在光线直射, 灰尘, 震动, 冲击严重的场所请勿使用。 3）在湿度较大或容易溅到水的场所, 以及导电器械, 易燃性物品附近 请勿 使用。 4）请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。 5）用户在任意分解, 修理, 改造下无法享有正常的保修权利。 6）注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。 - 4 - 实验一实验一 设备的认识设备的认识 一、实验目的一、实验目的 1、了解 KNT-PZK3 立体仓库实训装置的基本组成及可实现的功能； 2、了解各机械运动执行单元的构造和工作原理； 3、了解电气控制电路的组成及各元气件的功能； 4、了解气动控制回路的组成及各气动元件的功能； 二、实验设备二、实验设备 1、KNT-PZK3 立体仓库实训装置； 2、辅助设备及工具； 三、实验内容三、实验内容 本设备为实际自动仓储的微缩，采用可编程控制器控制。设备由控制机 构，堆垛机，货架组成。共设有多个库位，可用手动或自动两种模式完成入 库出库操作，完善的执行机构可提供现代物流系统中自动存储系统全部动作 过程，可根据不同的控制方案，编写对应的执行系统流程，适应不同层次的 人员进行 PLC 学习和编程。如图所示。 立体仓库实物图立体仓库实物图 1小型断路器：控制设备电源通断。 10 9 11 8 7 5 62 1 4 3 - 5 - 2开关电源：将交流 220V 转换为直流 24V 供中间继电器、电机等弱电 电路使用。 3接线端子：接线转换。 4中间继电器：灵活控制电磁阀、电机等通断。 5控制盒：实验设备的操作盒。 6X 方向丝杆运动执行机构。库位横向行走的执行机构。 7Z 方向丝杆运动执行机构。库位纵向行走的执行机构。 8进出库齿轮齿条运动执行机构。 9硬限位开关，防止丝杆行走超出行走范围。 10定位检测开关，检测丝杆行走位置。 11货架，设有 12 个库位，便于存储管理。 本装置由直流减速电机驱动、高精度滚珠丝杆及滚珠式双滑块平面直线 承重导轨，双轴运动定位功能模块、XZ 轴执行机构、送货平台、立体货架、 手动集中控制装置、铝合金型材台板部分组成，将机械和电气有机组合在一 起，实现点位控制。 1 1、堆垛机堆垛机 包括 X/Z 向丝杆直线运动，Y 向齿轮齿条啮合运动机构，三个方向的驱 动方式均为直流减速电机，电机通过联轴器和运动模块联接，通过 PLC 控制 其正反转，从而控制各个机构的运动方向。 堆垛机滚珠丝杆堆垛机滚珠丝杆结构图结构图 2 2、货架货架 包括型材搭接框架，库位板材，分成三层四列共 12 个库位，圆形底盘 安装架，方便调节位置。 - 6 - 3 3、保护及定位检测装置保护及定位检测装置 三个方向的运动机构均设定有保护开关，为超小型基本开关。分别安装 于各自机构的两头极限位置。一旦行走超出范围时，立即切断机构电气硬件 回路。从而避免程序的误动作组成设备损坏。 机构行走的定位是靠微型光电开关来实现。其中 X/Z 向机构分别设定有 四/三个定位穿孔。检测开关随着机构的行走而定向搜寻穿孔，这是整个设 备检测方式的精华所在，用户可根据不同的孔位来理解定义不同的位置。 4 4、按钮控制盒，包括如下功能按钮按钮控制盒，包括如下功能按钮 1）启动： 2）停止 3）复位 4）紧急停止 5）手动/自动 6）联机 7）Y 摇柄开关 8）X/Z 摇柄开关 其中（1）至（4）项接入 PLC，并且只有在（5） （6）有效的情况下才 应起作用， （7）至（8）项为手动检查操作按钮。主要检测每个单元模块硬 件部分的动作方向与保护、检测装置是否正常。 - 7 - 5 5、开关电源开关电源 利用开关电源将接入的交流 220V 转换出直流 24V 供设备中继电器、电机等 弱电设备使用。 6 6、PLCPLC 控制系统主要元器件介绍控制系统主要元器件介绍( (客户自备客户自备) ) 可编程控制器（PLC） ，是具有运算器，控制器，存储器，是设备的控制 中心，由于本套系统中，共有 22 个输入点，12 个输出点，采用三菱 FX2n系 列，晶体管输出型，即 FX2n-48MT，具体相关参数如图片所示。 PLCPLC 实物与参数表实物与参数表 - 8 - 7 7、总电源开关总电源开关 外接电源接入设备总电源开关控制总电源的通断。 总电源开关实物图总电源开关实物图总电源开关实物图总电源开关实物图 8 8、开关电源开关电源 利用开关电源将接入的交流 220V 转换出直流 24V 供设备中继电器、电 机等弱电设备使用。 开关电源实物图开关电源实物图开关电源实物图开关电源实物图 9 9、中间继电器中间继电器 开关电源输出的直流 24V 分别接入中间继电器的线圈和常开点上，由中 间继电器的常开点单独控制 X 轴、Z 轴及 Z 轴电机完成各自方向的运动。 中间继电器实物图中间继电器实物图中间继电器实物图中间继电器实物图 - 9 - 1010、X X 轴、轴、Z Z 轴及轴及 Y Y 轴驱动电机轴驱动电机 驱动完成 X/Z 向丝杆直线运动，Y 向齿轮齿条啮合运动。 直流电机实物图直流电机实物图直流电机实物图直流电机实物图 - 10 - 实验二实验二 手动控制手动控制 一、一、实验目的实验目的 1在手动状态下，控制立体仓库实训装置 2掌握相关参数的设定 二、实验设备二、实验设备 1. PLC 实验设备 2立体仓库实训装置 3空气压缩机 4AC 220V 电源 三、实验内容三、实验内容 1、用手动控制的方式，实现对 KNT-PZK3 立体仓库实训装置的控制。 2、I/O 输入输出地址见表 3-1。 3、控制程序，见本公司提供的光盘。 4、电气控制原理见图 3-1 与图 3-2。 四、实验步骤四、实验步骤 1. 接通立体仓库实训装置的电源。 2. 合上小型断路器。 3. 将“手动/自动”按钮旋转至手动状态；将“联机”按钮旋转至单 机状态（对应指示灯为不亮）。 4. 通过按钮触发相应的动作，观察动作是否可靠的执行。 a)摇动“Y+/Y-”摇柄开关，观察进出库机构的行走方向是否正确。 b) 摇动“X+/X-”摇柄开关，观察 X 方向行走机构的行走方向是否 正确。 c) 摇动“Z+/Z-”摇柄开关，观察 Z 方向行走机构的行走方向是否 正确。 5. 根据手动的控制状态，考虑自动的情况之下程序该如何编制。 6. 实验结束后，关闭实验设备及 PLC 实验设备的电源开关。 - 11 - 表表 3-13-1 I/OI/O 地址分配表地址分配表 INPUTINPUT NAMENAMEINPUTINPUT OPERANDOPERAND 说明说明 SB3 X0 启动按钮 SB4 X1 停止按钮 SB5 X2 复位按钮 ES1 X3 紧停按钮 S1 X4 X 轴定位传感器 S2 X5 Z 轴定位传感器 S3 X6 Y 轴出库检测 S4 X7 Y 轴入库检测 B1 X10 X 轴最左检测 B2 X11 X 轴最右检测 B3 X12 Z 轴最上检测 B4 X13 Z 轴最下检测 B5 X14 Y 轴最前检测 B6 X15 Y 轴最后检测 OUTPUTOUTPUT NAMENAMEOUTPUTOUTPUT OPERANDOPERAND 说明说明 SB3 Y0 启动指示 SB4 Y1 停止指示 SB5 Y2 复位指示 KA1 Y3 X 轴正转控制 KA2 Y4 X 轴反转控制 KA3 Y5 Z 轴正转控制 KA4 Y6 Z 轴反转控制 KA5 Y7 Y 轴正转控制 KA6 Y10 Y 轴反转控制 - 12 - 图图 3-13-1 电气控制原理图（电气控制原理图（1 1） - 14 - 图图 3-23-2 电气控制原理图（电气控制原理图（2 2） - 15 - 四、实验步骤四、实验步骤 1、接通立体仓库实训装置的电源； 2、合上小型断路器； 3、将“手动/自动”按钮旋转至手动状态；（对应指示灯为不亮）； 4、通过按钮触发相应的动作，观察动作是否可靠的执行； a)摇动“Y+/Y-”摇柄开关，观察进出库机构的行走方向是否正确。 b) 摇动“X+/X-”摇柄开关，观察 X 方向行走机构的行走方向是否 正确。 c) 摇动“Z+/Z-”摇柄开关，观察 Z 方向行走机构的行走方向是否 正确。 5、根据手动的控制状态，考虑自动的情况之下程序该如何编制。 6、实验结束后，关闭实验设备及 PLC 实验设备的电源开关。 五、问题与思考五、问题与思考 1、通过手动对立体仓库的控制过程，你是否能编出一个立体仓库的工 艺流？ 2、手动控制时限位开关和定位传感器起作用吗？为什么？ 六、提交实验报告六、提交实验报告 按照实验内容和实验要求，把你的实验过程及实验结果整理成实验报告， 交给实验室老师批阅。 - 16 - 实验三实验三 自动控制自动控制 一一、实实训训目的目的 1. 掌握立体仓库实训装置的 PLC 程序设计方法 2. 在自动状态下，控制立体仓库实训装置 二、实训设备二、实训设备 1. PLC 实验设备 2. 电脑一台 3. 立体仓库实训装置 4. 通信线缆 5. 连接导线 6空气压缩机 7AC 220V 电源 三、实验内容三、实验内容 1、自动控制方式下，实现对 KNT-PZK3 立体仓库实训装置的控制。 2、I/O 输入输出地址见表 3-1。 3、控制程序，见本公司提供的光盘。 4、电气控制原理见图 3-1 与图 3-2。 5、控制要求如下： 1）开机后，松开紧急停止，复位指示灯闪烁。 2）按下复位按钮， Y 轴先回到原点，X、Z 轴回到原点，三轴均回到 原点后，开始指示灯闪烁。 3）按下开始按钮，堆垛机运行到 1 号库位，取货。 4）将货物搬运到 10 号库位。 5）从 10 号库位取货。 6）将货物搬运到 3 号库位 7）从 3 号库位取货。 8）将货物搬运到 1 号库位 9）搬运完成后，回原点。 - 17 - 10）开始指示灯闪烁。 6、控制参考程序(见本公司提供附件中的光盘) 2 2、电气回路原理图、电气回路原理图 1）工作原理 当按下控制面板上的开始按钮，可编程控制器 PLC 的输入端得到开始命 令后，PLC 将按照预先编好并载入 PLC 的逻辑程序控制和 PLC 输出端相连的 继电器、指示灯等电气器件，然后由继电器控制设在 X 轴、Y 轴、Z 轴三个 运动方向的驱动电机正传、反转或停止，同时由设在仓位的定位传感器向 PLC 输入端发送是否到位信息，PLC 收到信息后，控制 Y 轴驱动电机，完成 取货、送货任务。另外在 X 轴、Y 轴、Z 轴三轴的两端装有限位开关，保护 机械设备和电气设备的安全运行。 2）电气控制原理图，请参阅实验三的图 3-1 和图 3-2。 四、实验步骤四、实验步骤 1、给立体仓库实训装置通电； 2、根据手动控制状态，检查输入输出点、接线正确与否； 3、根据手动的控制状态，考虑自动的情况之下程序该如何编制； 4、编写立体仓库实训装置的自动控制程序，将立体仓库实训装置的自 动控制程序写入 PLC； 5、将“手动/自动”按钮旋转至自动状态，（对应指示灯应为常亮）； 6、观察自动模式下的运行状态； 7、实验结束后，关闭实验设备及 PLC 实验设备的电源开关； 五、问题与思考五、问题与思考 1、另外设计一个或两个工艺流程（要求根据情况自己定），并根据流 程编写出具体的 PLC 控制程序。 2、本实训装置在 X 轴、Y 轴、Z 轴三个方向的机械传动机构有什么不同？ 它们具有哪些特点。 六、提交实验报告六、提交实验报告 - 18 - 按照实验内容要求，把你的实验过程和实验结果、以及编写的