YL-335B自动化生产线电气控制优化方案

1.YL-335B自动化生产线的供电电源

YL-335B自动化生产线的供电电源为三相五线制AC 380V/220V，图1-11所示为供电电源一次回路原理图。图中，总电源开关选用DZ47LE-32/C32型三相四线漏电空气开关，3P+N的结构形式。系统各主要负载通过自动开关单独供电。其中，变频器电源通过DZ47C16/3P三相自动空气开关供电；伺服驱动器电源和各工作单元PLC电源均采用DZ47C5/2P单相自动空气开关供电。并且，YL-335B自动化生产线电气控制系统还配置4台DC24V、6A开关稳压电源，分别用作供料和加工单元、装配单元、分拣单元以及输送单元的直流电源。YL-335B自动化生产线的供电电源的所有开关设备都安装在配电箱内，如图1-12所示。

图1-11　YL-335B自动化生产线供电原理图

图1-12　YL-335B自动化生产线配电箱设备安装图

2.YL-335B自动化生产线电气控制结构

从结构整体来看，YL-335B自动化生产线中的各工作单元机械装置部分和电气控制部分是相对分离的。每个工作单元的机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元运行的PLC装置、按钮指示灯模块和开关电源，安装在工作台两侧的抽屉板上。如图1-13所示。

图1-13　YL-335B的俯视图

工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换的方法是：机械装置上的各电磁阀和传感器的引线，均连接到装置侧的接线端口上。PLC装置的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口通过多芯信号电缆相互连接。图1-14和图1-15所示分别为装置侧的接线端口和PLC侧接线端口。

图1-14　装置侧接线端口

图1-15　PLC侧接线端口(www.xing528.com)

装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，分为左右两个部分：传感器端口和驱动端口。传感器端口的上层端子用以连接各传感器的直流电源正极端，而驱动端口的上层端子用以连接DC24V电源的+24V端。两个端口的底层端子均用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。为了防止在实训过程中误将传感器信号线接到+24V端而损坏传感器，传感器端口各上层端子均在接线端口内部串接510欧姆的限流电阻至+24V电源端。所以，传感器端口各上层端子提供给传感器的电源，是有内阻的非稳压电源，这一点在进行电气接线时应该注意。

PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，也分为左右两个部分，传感器端口和驱动端口。上层端子用以连接各信号线，其端子号应与装置侧的接线端口的接线端子相对应。下层端子的左侧端子部分用以连接DC24V电源的+24V，右侧端子部分用以连接0V。装置侧与PLC侧的接线端口之间通过2根专用电缆连接。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。

YL-335B自动化生产线每个工作单元都由一台PLC控制，可自成一个独立的系统，也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。独立工作时运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来自于该工作单元的按钮指示灯模块。如图1-16所示，模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。按钮指示灯模块包括：指示灯（DC24V）：黄色（HL1）、绿色（HL2）、红色（HL3）；主令器件：绿色常开按钮SB1，红色常开按钮SB2，选择开关SA，急停按钮QS。机械装置部分和电气控制部分相对分离，以及工作单元工作的独立性，加强了系统的灵活性，同时也有利于实施从简单到复杂、逐步深化、循序渐进的教学过程。

图1-16　按钮指示灯模块

3.YL-335B自动化生产线中PLC的机型

根据目前国内小型PLC的市场格局，以及各个院校PLC教学所采用的主流机型，YL-335B自动化生产线中PLC机型的标准配置以西门子S7-200系列PLC、三菱FX系列和汇川H2U-XP系列。西门子S7-200系列PLC是西门子公司生产的小型整体式PLC，在各种小型自动化装备设施中得到了广泛的应用。S7-200SMART是S7-200的升级版本，是西门子家族的新成员，其大多数指令与使用方法与S7-200类似，编程软件也和S7-200类似，鉴于目前各院校仍以S7-200系列PLC作为YL-335B自动化生产线中的PLC机型，本教材以S7-200系列PLC机型为控制器进行阐述讨论。西门子S7-200系列PLC、三菱FX系列和汇川H2U-XP系列PLC在YL-335B自动化生产线各工作单元的配置如表1-1所示。

表1-1　YL-335B自动化生产线各工作单元中PLC的配置

4.YL-335B自动化生产线的特点

亚龙YL-335B自动化生产线实训设备由5个模块式工作单元组成，每个工作单元的电气控制系统都配备有一台西门子S7-200系列PLC，各工作单元之间可采用网络通信方式进行通信，生产线中各单元可自成一个独立的系统运行，单站工作，也可以通过网络互联构成一个分布式的整机控制系统，联机运行。当工作单元自成一个独立的系统运行时，单站运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来源于该工作单元下方抽屉内的按钮与指示灯模块，工作站在PLC控制下自动完成本站的工作任务。当生产线采用PPI网络通信方式，互联成整机协同运行时，工作单元之间的数据信息则通过网络进行通信与交换，各运行设备之间能自动协调工作，实现了自动化生产线整机稳定有序地运行。当YL-335B自动化生产线采用触摸屏等人机界面运行时，生产线中的主令信号通过触摸屏间接给出。与此同时，人机界面上也实时显示系统运行的各种状态信息。