机电一体化综合设计实训教程 课件 第6章 机电控制实验装置

第6章机电控制实验装置机电一体化综合设计实训教材接线要求·装置简介·实验模块本章导览6.1接线要求安全操作原则·PLC接线规则·通电与下载步骤6.2实验装置简介系统组成·主要器件·型号与技术参数6.3实验模块电源模块·按钮模块·PLC模块·变频器模块学习目标能按原理图安全接线，识别装置组成并正确使用各模块6.1接线要求：基本原则实验前查阅安全须知，按照电气原理图和端子接线表接线初次连线须由指导教师确认后再通电操作过程安装、接线、插拔通信电缆前必须切断电源一人接线，另一人按原理图复核电源与信号线导线颜色建议DC电源线红色、地线黑色、输入黄色、输出蓝色安全要求（1—4）1断电操作安装、接线等操作必须在切断电源后进行2电源电压PLC不接380V；MM420主电源端：仅在铭牌确认3AC380–480V型号时接入三相380V3PLC与变频器I/O交流电源不得接入PLC或MM420控制I/O端子4变频器输出端U、V、W为变频器输出端，不得接入交流电源；接线前核对端子标识安全要求（5—8）5伺服系统伺服电机断电至少15分钟后方可配线或检查6变频器防护变频器通电或运行时不得打开前盖板7通信电缆插拔通信电缆前确认PLC输入电源已断开8接线复核PLC控制系统接线后由另一人按原理图检查接线与通电步骤接线按PLC控制原理图和端子接线表连接按钮、PLC、传感器及驱动模块供电三相四芯插头接入电源，合上总开关后获得三相380V和单相220V程序编译控制程序，确认无误后连接编程电缆并下载运行下载完成后将PLC的RUN/PROG开关拨到RUN表6.1PLC接线规则序号器件名称接线规则1光电传感器三线制。信号输出端（线号10）接PLC输入端；正端（线号8）接24V直流电源正端；负端（线号9）接24V直流电源负端。2按钮开关两线制。常开端接PLC输入端；公共端接直流电源“0V”端。3限位开关两线制。一端接PLC输入端；另一端接直流电源“0V”端。上电与程序下载检查上电前检查确认电源类型、端子编号、导线颜色和公共端连接正确下载前检查程序编译无误，通信电缆与PLC通信口连接可靠运行前检查驱动器参数、机械行程和急停功能满足实验要求运行观察PLC转入RUN后先低风险验证输入、指示与单个执行动作6.2实验装置简介■电机模块■交流伺服、步进、直流无刷和交流变频电机及其驱动器■测控模块■

PLC控制器、触摸屏和传感器■传动装置■皮带传送、滚珠丝杠和蜗轮蜗杆传动装置图6.1实验装置图片实验装置的开放式结构接口开放传感器、执行器和控制器接口完全开放，便于拆装组合实验内容涵盖PLC编程、电机控制和组态软件监控可实现的对象步进电机、直流电机、变频电机和伺服电机控制实验主要器件（1—7）1—3驱动与测量交流减速电机·直流无刷电机·旋转编码器4—6传感器光电传感器检测工件；电感传感器检测金属；电容传感器检测非金属7分拣执行元件旋转电磁铁在皮带线上完成工件分类主要器件（8—13）8—10输送与指示皮带输送单元·无刷直流电机驱动器·三色警示灯11—12驱动器伺服驱动器接收高速脉冲；步进驱动器完成电平转换13伺服电机额定最高转速3000r/min，用于高精度定位主要器件（14—19）14蜗轮蜗杆减速机减速比1:30，配合伺服电机完成转台定位15—17直线定位机构步进电机、行程开关、滚珠丝杠构成定位系统18触摸屏7寸显示屏，采用WinCC编程，实现参数可视化与人机交互19转接板把控制器、传感器与电源引出到安全接线端子电气元件型号与参数（1）电源与PLC直流24V（12V）/2A；CPU224XPDC/DC/DC14DI、10DO；本体2AI、1AO；

2路100kHz高速输出；2个RS-485/PPI通信口变频与电机西门子MM420，三相输入，0.75kW交流减速电机21K10GN-S3；直流无刷电机额定功率150W检测元件编码器200脉冲/转；光电、电感、电容传感器按教材型号配置实验装置组成图■输送单元交流电机、直流无刷电机、编码器与皮带传送机构■定位单元伺服电机、步进电机、滚珠丝杠和限位开关■控制与交互驱动器、触摸屏、警示灯与转接板图6.2实验装置组成图6.3电源模块■输入■三相四线380V经总开关为系统供电■保护■保险丝、漏电和短路保护■输出■单相220V插座及单相、三相交流电源端子■配套安全连接导线，电源导线线径大于普通信号线图6.3电源模块按钮模块■输入元件自锁按钮、复位按钮、急停开关和二位转换开关■指示与报警两组红、黄、绿指示灯和蜂鸣器■电源提供24V/6A与12V/5A直流电源插座■按钮同时提供常开、常闭触点图6.4按钮模块PLC模块■主机CPU224XP（DC/DC/DC）：14DI、10DO；本体2AI、1AO

■高速输出Q0.0、Q0.1可输出高速脉冲，驱动步进或伺服系统接线：输入端1M（蓝）接24V；输出端1M、2M（绿）接GND；其余M接地，L+接电源图6.5西门子PLC模块变频器模块■变频器

西门子MM420：L1/L2/L3为主电源输入，三相380V须核对3AC380–480V铭牌■控制与接口

RS-485通信接口；3DI、1路继电器输出；1AI、1AO，控制I/O不接380V

■保护过压、欠压、过热和短路保护；支持手动或PLC控制图6.6西门子变频器模块模块使用要点电源模块先确认保护器件和输出电压，再连接外部负载按钮与传感器按常开、常闭和三线制规则连接PLC输入PLC模块核对公共端、电源端和高速输出端的接法驱动模块电机电源、控制信号和通信接口分开检查后再运行教材思考题问题1实验中的安全接线原则是什么？问题2查阅文献，列出现有虚拟仿真实验软件的优缺点。问题