系统结构组成及使用方法详解

1.系统总体结构

系统由型材桌体、井式供料单元、传送检测与分拣单元、机械手搬运与仓储单元、切削加工单元、多工位装配单元、温度控制单元、电源模块、PLC模块、变频器模块、触摸屏模块等组成，各组成部分分布如图1-3所示。

图1-3　系统各组成部分分布图

1.电源模块　2.控制器单元　3.立体仓库单元　4.触摸屏单元　5.井式供料单元　6.皮带传送与检测单元　7.温度控制单元　8.机械手单元　9.行走机械手与搬运单元　10.加工单元　11.多工位装配单元

2.电源模块

（1）电源模块概述

电源模块配有断路器，保险管座、系统电源指示灯等。

可供多组直流24V，交流220V、380V电压。

配备航空插头，增加操作安全性。

电源模块下方装有交流电源插座，给伺服系统进行供电。

24V直流开关电源，采用西门子品牌，输出电压稳定，具有电压可调、短路保护等功能。

（2）电源模块图示以及使用方法

电源模块操作面板如图1-4所示，电源模块接口如图1-5所示。

图1-4　电源操作面板

图1-5　电源模块接口图

3.变频器与交流三相同步电机模块

（1）变频器概述

①工艺：铁质外壳，完整嵌入实训台抽屉式架体，I/O接口开放到控制面板。

②控制面板工艺要求：2mm厚印刷电路板上覆膜，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。如图1-6所示。

③模块采用西门子变频器，三相400V级。

④变频器输入侧L1、L2、L3、PE采用四号接插线，输出侧U、V、W、PE采用三号接插线，避免误接线。变频器输入的L1、L2、L3、PE对应电源单元的U、V、W、PE；变频器输出的U、V、W、PE对应三相交流同步电机的U、V、W、PE。

⑤采用TOP的控制面板，可直接对触摸屏参数进行修改，并可实时监控变频器输出的电气参数。

（2）变频器使用方法与注意事项

①变频器在使用时，要注意电压的选择，同时需正确设置参数。

图1-6　变频器操作及接线面板

②要保证变频器可靠接地。

③使用变频器前请事先阅读变频器操作手册（电子版），严格按照操作手册进行操作。

④变频器输出会对PLC控制线路产生干扰，在使用变频器时应将变频器输出线路与其他控制线路分开，特别是不要靠近有脉冲输出的控制线路。

（3）三相交流同步电机

电机采用永磁低速同步电动机，其外观图如图1-7所示。

图1-7　交流同步电机

交流同步电机参数如下：

电机额定电压三相：380/220V；

电流：0.15/0.25A；

额定转矩：3200mN·m；

额定频率：50Hz；

额定转速：60r/min；

本电机模块采用星型接法，电机电压为380V。(https://www.xing528.com)

（4）交流三相同步电机使用注意事项

①首先保证电机严格接地。

②在使用电机时注意不要用手去转电机轴上的同步轮，也不要用手抓连接同步轮的皮带，以免电机转动伤到手。

③电机在高于额定频率（50Hz）下运行，如发热异常，请立即断电。

④电机运行中如发出异常声音，请立即断电，并检查电机接线，查看是否缺相，或接线处松动。

⑤要保持同步带松紧适当。

4.触摸屏模块

（1）触摸屏单元

触摸屏单元采用西门子TP700型彩色触摸屏，通过一个型材基体将触摸屏单元固定于桌面，移动方便，可安装在任何位置，从而大大提升了触摸屏的使用效率；将触摸屏上的接线引致井式供料单元，同时用25针电缆，将触摸屏的电源以及触摸屏上的按钮引出至五通道接口模块，如果需要使用触摸屏单元上的按钮和开关，直接在五通道接口模块接线即可。TP700触摸屏具有422/485接口和Internet接口，可进行PPI、MPI、PR0FIBUS、ETHERNET等通讯连接，其接口如图1-8所示。

图1-8　触摸屏单元

1.急停按钮　2.TP700触摸屏　3.启动按钮　4.停止按钮　5.模式转换开关　6.型材基体

5.PLC模块

（1）PLC概述

图1-9　TP700设备上的接口说明

1.壳等接地电位端子　2.电源插座　3.RS422/485接口（IFIB）　4.Internet连接口（适用于TP177BPN/DP）　5.USB连接

本装置可以使用多型号主机进行控制，并且可以组合使用。工艺：铁质外壳，能嵌入实训台抽屉式架体内，I/O接口开放式控制面板，并提供误接线保护功能。控制面板工艺要求：2mm厚印刷电路板上覆膜，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。

（2）PLC控制模块

系统包括3个PLC控制模块，PLC采用的是S7-300（CPU3l4-2PN/DP），三个单元在使用时可以分别使用和组合使用。

（3）S7-300PLC模块结构如图1-10所示。

图1-10　S7-300PLC模块（CPU314-2PN/DP）

1.PLC指示灯　2.PLC拨动开关　3.PLC供电电源接口　4.模拟量输入接口　5.数字输出接口　6.数字量输入接口　7.模拟量输出接口

3.S7-300PLC模块使用方法与使用注意事项

PLC模块控制面板使用时，红色的端口应连接24V，黑色端口应连接GND（0V），蓝色端口是PLC输入信号，绿色端口是PLC输出信号。

系统电源接线：使用PLC时，首先将PLC的电源线正确连接，本系统采用DC24V供电，接线时注意极性，不要带电插拔。

数字量输入输出接线：如果需要使用S7-300PLC输入信号，则将PLC输入信号的公共端接到24V和0V，在该模块中，有三组数字量输入信号，每组信号有8个输入，在使用该组输入信号时，将信号上方的公共端（lL+和1M或者4L+和4M）正确连接，即L+连接24V，M连接0V。该模块有两组数字量输出信号，每组有8个输出，在使用该组输出信号时，将信号上的公共端（2L+和2M或者3L+和3M）正确连接，即L+连接24V，M连接0V。

模拟量输入输出接线：模拟量输入信号分为电压型信号和电流型信号，在本系统中，共有4组PLC模拟量输入信号，在使用时，将使用的该组模拟量信号公共端（C0或Cl或C2或C3）连接到0V，然后按照西门子模拟量的输入规范接线即可。

模拟量输出信号分为电压型信号和电流型信号，在本系统中，共有2组PLC模拟量输入信号，在使用时，将使用的该组模拟量信号公共端（C0或Cl）连接到0V，然后按照西门子模拟量的输出规范接线即可。

6.信号接口模块

（1）信号接口模块概述

每个工作单元或模块都可以用一根25针电缆将其连接至五通道信号接口模块，PLC通过与五通道信号接口模块与YF1301的连接达到控制各个单元或模块的目的。信号接口模块如图1-11所示。

（2）信号接口模块使用方法

每个信号接口模块有5个通道（CH0-CH4），使用时用25针电缆将信号接口模块和各个单元模块连接，然后通过2#导线将信号接口模块和PLC的输入输出连接，使用举例如下。用PLC控制井式供料单元，当料井内有工件时，将工件推出，其控制接线如下：

图1-11　五通道信号接口单元

1.25针接口　2.单元或模块电源接口　3.控制端子　4-检测端子

①首先将PLC供电电源连接，然后将PLC输入公共端和输出公共端连接。

②用一根25针电缆将信号接口模块和井式供料单元连接，25针电缆的一端插在信号。接口模块的CH0上，另一端插在井式供料单元的YF1301模块上。

③将方框2内的电源接至直流24V，则井式供料单元的电，方框3内的执行端子对应井式供料单元的执行机构（电磁阀和指示灯），方框4内的检测机构对应井式供料单元的检测机构。具体对应表格见井式供料单元。

④如果将25针电缆连接至CH1则对应关系转移至CH1。