1 培训平台组成
培训平台具有模拟工业自动化生产线货物分拣过程的功能,可完成货物识别、搬运、分拣、加工、装配、出入库及管理等过程,主要由上位计算机、PLC控制单元(含网络)、变频器单元、触摸屏单元、指示与主令单元、电源单元、传感器检测单元、气动机械手搬运单元、井式供料单元、传输带单元、有轨小车单元、龙门式加工单元、多工位装配单元、气动控制单元、自动化仓库单元、电气接口单元、载货台单元、抽屉式操作台等组成,其中,变频器、旋转编码器、交流电动机与PLC组成带位置反馈的速度控制系统,传感器包括电容传感器、电感传感器、颜色传感器、光电开关。
各模块、单元又构成行走气动机械手机构、平面仓储机构、传送机构、料块供给机构、传感器检测分拣机构、气动控制机构、加工机构、装配机构等。
各机构能够通过选择不同单元及单元位置变化进行重组,构成多工位加工系统,多工位装配系统,加工装配系统,物流仓储系统,柔性生产系统,生产物流系统,从而可构成自动化生产流水线,让培训内容从基本模块、单元到各种小机构,再到综合系统及自动化生产线,逐步由简单、基础的训练到复杂、综合的培训。
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2 平台技术特点
培训平台采用开放式结构。有PLC主机接口开放、控制单元接口开放,能让职工进行更深层次的训练,使其不仅会编程,而且要熟悉各种传感器、电机、变频器、气缸等传感器和执行器的接线方式,学习设计系统的思路与方法。
培训平台可使用于多种控制器,如西门子、三菱、欧姆龙、松下、AB、GE等PLC。
培训平台模型模块均采用工业典型控制过程,并且简繁有序,使职工在了解各种生产工艺后编制相应的控制程序,各工艺流程由简单到复杂,由浅入深,层次分明,利于职工进行有梯度的训练,同时,也方便因材施教,使接受能力较强的职工学习较复杂的控制工艺。
培训平台配备上位计算机,能够完成数据通信、网络管理、人机界面(HMI)和数据处理等功能。
培训平台采用MCGS工控组态软件,可快速构造和生成上位机监控系统。
培训平台涵盖技术广泛,使职工不仅能进行基本指令训练,而且提供特殊生产控制工艺流程,使职工能进行高速脉冲输出(PTO)、高速计数(HSC)、网络以及PID算法研究等高级功能应用与训练。
培训平台中五大单元均采用独立的机电集成设计,单元中所涉及的各类传感器、电机、电磁阀、传感器、执行器都采用就近原则汇总到带保护装置的接线端子排中,便于各模块单元之间的灵活组合,系统可以采用工业网络进行整个培训系统的控制,同时进行上位机管理和监控。
培训平台设有漏电保护、短路保护、急停保护、隔离保护、智能保护等各种保护功能,一旦运行中出现故障,培训系统能够自动诊断停止,在培训的过程中可确保人身与设备的安全。
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3 平台的调试说明系统的调试步骤:
(1)确认系统电源进行正确、直流24 V输出电压正常。
(2)按照系统的接线规范,进行接线,并用万用表检测有无接线短路现象。
(3)正确接线后,给系统上电,合上电源单元的空气开关,如有异常,应立即切断电源,如无异常,接通气路,则可进行单元模块的调试。
(4)由于下载程序后龙门式加工单元会自动回原点,所以应先对龙门式加工单元的传感器进行调试,使其均能正常工作。
(5)由于下载程序后多工位装配单元会自检,所以应对多工位装配单元的传感器进行调试,使其均能正常工作。
(6)下载PLC程序到相应PLC中,下载触摸屏程序到触摸屏中。
(7)连接网络通信电缆,用电缆将PLC、触摸屏连接。
(8)设置变频器参数,首先将变频器恢复出厂设置,参数为P03=3,P10=30,P970=1;然后设置参数P0003=3,P0004=0,P0700=2,P0701= 17,P0702=17,P0703=17,P1000=3,P1001=30,P1002=40,P1003=-40,P1004=45,P1120=0.2,P1121=0.2。
(9)进行井式供料单元调试,当有工件放入井式出料塔内时有信号输出。
(10)进行传送检测、分拣单元调试,调节三个气缸,使其能顺畅推出与缩回;调节到位传感器,当料块运动到位时有信号输出,调节电容传感器、电感传感器,当料块内装有铝质或铁质料柱时,均有信号输出;调节光纤传感器,当黄色工件在其下经过时,有信号输出,蓝色工件在其下经过时,无信号输出。调节滑槽库满传感器使当库满时有信号输出;确认传送带能顺畅移动。
(11)进行机械手搬运、仓储单元调试,调节气缸,确保气缸能正常工作。调节接近开关,使行走机械手运动到位时,有信号输出,使仓库中有工件时,传感器有输出,用触摸屏试教各点坐标。触摸屏启动后,进入如图3所示画面,点击参数设置,出现如图4所示试教画面,试教方法如下:
点击“当前值”旁边的“+”、“-”可控制行走机械手的移动,首先让行走机械手运动到原点处,这时“当前值”为0,移动机械手到“线坐标”即传送带取物处,点击“线坐标”旁边的“校对”,线坐标的值即被确定,同理确定1#,2#,3#,4#库坐标,加工、缓存、装配点坐标,点击夹手下面的“+”、“-”按钮,可使旋转气缸旋转,点击夹紧可使夹紧气缸“夹紧”/“伸开”,点击下降按钮,可使升降气缸“上升”/“下降”,以此配合坐标点的确定。
(12)进行龙门式加工单元调试,调节接近开关,使其能正常工作,调节步进电机电流、细分,确保丝杠滑动顺畅。
(13)进行多工位装配单调试,调节传感器使其均能正常工作,气缸均能顺畅推出与缩回。确认伺服电机没有报警。
系统调试过程完毕。
4 结语
PLC运动控制技术工厂培训平台涵盖技术全面、设计结构合理,能够实现与工厂应用技术的无缝对接,递进、灵活的培训模式和先进的控制技术提高了职工的学习兴趣,让职工能够更好的在培训平台上进行创新,达到了理论转化为动手实操的目的,有利于促进工厂培训体系的进一步改革,培养创新型实用人才。
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