SBJSSX-1A可编程序控制系统设计综合实训考核设备
--灌装生产线
一、系统概述
可编程序控制系统设计综合实训考核该装置系统由 5 个机构组成，分别为：转盘上料机构、输送机构、水箱加热检测机构、加盖机构、合格检测机构、瓶子搬运机构、底盒上料机构、盒盖上料盖章机构、成品搬运机构和仓库机构等系统组成，控制系统选用 FX3UPLC 进行控制，具有较好的实用性，每个机构都可以单独工作，同时方便学生拆装练习及复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
该系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、PLC、PID 调节控制、传感器、机械拆装等多种控制技术，适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。
二、技术参数：
工作电源：三相五线 380V±5%50HZ
安全保护：漏电保护，熔断器保护，缺相/过热/过流/干烧保护外形尺寸：约 2600 mm×1200 mm×1400 mm(长宽高)
额定功率：2.5KW环境温度：-10℃~50℃相对温度：≤85% 主机：三菱 FX3U-48MT
通讯模块：三菱 FX3U-485BD 块
模拟量模块：三菱 FX3U-3A-ADP 模块气泵：W58 1 台
三、可完成实训
1.PLC 系统实训项目
①PLC 基本指令的应用
②PLC 功能指令的应用
③PLC 步进指令的应用
④PLC 控制环形转台
⑤PLC 对环形转台的绝对定位控制
⑥利用运动库指令对步进电机或伺服电机进行控制
⑦PID 控制系统
2.变频器系统实训项目
①变频器基本接线操作
②开环系统实训
③PU 操作及外部操作
④速度定位系统实训
⑤并用操作运转实训
⑥通讯操作运转实训
⑦多段速度运转实训
⑧变频器无极调速实训
⑨瞬时停电起动实训
3.交流伺服系统实训项目
①交流伺服系统基本接线操作
②放大器参数设置
③反馈与脉冲数观察
④脉冲输入控制正反转
⑤带速度反馈的脉冲控制正反转
⑥相对位置控制
⑦凸轮控制增量方式
⑧故障代码的熟悉与排除
⑨双轴仓库控制管理
4.传感器实训项目
①位置传感器实训
②光纤传感器实训
③光电传感器实训
④磁性开关实训
⑤编码器的应用
5.自动化模型任务实训项目
①水瓶上料运送任务实训
②水瓶灌水任务实训
③水瓶加盖任务实训
④水瓶子盖单章任务实训
⑤水瓶入仓任务实训
⑥综合水瓶灌装实训任务
四、可编程序控制系统设计综合实训考核设备组成
食品饮料机械 PLC 实训系统生产线主要由转盘上料机构、输送机构、水箱加热检测机构、加盖拧盖机构、合格检测机构、瓶子搬运机构、底盒上料机构、盒盖上料盖章机构、成品搬运机构和仓库机构等系统组成。
当系统全部复位并启动后，系统进入加工生产过程。首先，水箱开始加热至设定温度，当温度到达设定温度后，水箱保持设定温度，同时系统自动开启。饮料瓶由转盘上料机构送至传送带上，经过饮料灌装，加盖及检测合格后由搬运机械手将灌装好的饮料瓶装入箱中，再由入仓机械手送入仓中。
五、可编程序控制系统设计综合实训考核设备详解
1.设备机构详解
（1）转盘上料机构：
转盘上料机构由转盘、推料气缸、接近开关、交流减速电机、变频器等组成。当系统启动后，水箱温度到达设定值后，转盘开始动作，接近开关检测到饮料瓶时，推料气缸动作，将饮料瓶推至传送带上。
（2）输送机构：
输送机构总共分为三条：
①饮料瓶传送
②饮料盒底盒传送
③成品传送。由传送带、同步带、同上轮、直流流减速电机等组成。
（3）水箱加热机构：
水箱由加热棒、PT100 温度传感器、24V 电控阀门、防干烧液位开关、加热控制模块 DTY-220D 25G 等组成。当设备启动后，水箱开始加温至设定温度并保持。水箱温度到达设定值时，系统开始工作，由转盘上料后传送带送至灌装位并夹紧电控阀门动作开始灌装。
（4）加盖拧盖机构：
加盖拧盖机构由加盖到位传感器、加盖定位气缸、瓶盖仓、推盖气缸、拧盖电机等组成。当瓶子饮料装好后，由传送带送至加盖位并加紧开始加盖拧盖。
（5）检测机构：
检测机构由红外漫反射传感器和电容传感器组成。红外漫反射传感器检测瓶盖是否拧好，电容传咸器检测液位是否到位。
（6）分拣机构：
分拣机构由不合格到位传感器、分拣气缸、分拣传送带组成。当检测机构检测到瓶盖未拧紧或液位没到位时，由分拣气缸将不合格产品推至分拣传送带上。
（7）饮料瓶搬运机构：
饮料搬瓶运机构由两条丝杆、两套步进电机、气爪等给成。当合格的饮料瓶到出料位时，X、Y 轴同时动作，机械手将合格的饮料瓶搬运到盒子中的 4 个位置中。
（8）底盒上料机构：
底盒上料机构由底盒料仓、推料气缸等、传送带等组成。当系统启动后，生产线上无底盒时，
自动推出，等待饮料搬运机械手将饮料瓶放入盒中。
（9）盒盖上料盖章机构：
盒盖上料盖章机构由盒盖料仓、盒盖推料气缸、章、盖章气缸、定位气缸等给成。当检测到装好饮料瓶的盒子时，定位气缸动作将盒子固定好，盒盖推料气缸将盒盖推出盖上，盖章气缸动作盖好章后定位气缸松开，传送带将打包好的盒子送至成品搬运机构。
（10）成品搬运机构：
成品搬运机构由 X、Y 两条丝杆、X 轴伺服电机、Y 轴步进电机、机械手等组成。当到料传感器检测到饮料盒到位后，X、Y 轴同时动作，将饮料盒依次送入仓为机构中。
（11）仓库机构：
货架形式选用 2*3 层 6 个仓位，配套相应步进及伺服电机和驱动器，由成品机械手装成品抓取放入至仓储机构，主要货架、漫反射光电机关、1 套触摸屏等等安装支架等组成。
2.主要电子元件
（1）可编程控制器 FX3U-48MT/ES-A三菱 FX3U-48MT/ES-A 型 PLC 是三菱第三代小型可编程控制器。具有速度、容量、性能、功能的新型、高性能机器。业内最高水平的高速处理，内置定位功能得到大幅提升。
控制规模：24 点输入，24 点输出，可扩展到 128 点。自带两路输入电位器，8000 步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出 2 点 100KHz 脉冲。并且配备有 7 条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。可安装显示模块 FX1N-5DM，能监控和编辑定时器、计数器和数据寄存器。网络和数据通信功能：支持 232，485，422 通讯。
（2）人机交互设备
型号：TPC1162Hi
·10.4 寸分辨率 800*600 可与可编程控制器通过以太网进行人机界面交互
·以 ARM CPU 为核心（主频 600MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了 10.4 英寸高亮度 TFT 液晶显示屏，四线电阻式触摸屏。该触摸屏包含 RS232、RS422、以太网通讯接口， 可适应不同设备通讯。同时还预装了 MCGS 嵌入式组态软件（运行版），具备强大的图像显示和数据处理功能
·触摸屏
（3）伺服驱动器
·伺服驱动器型号
·伺服驱动器：功率 200W，额定电压为 AC200-240（V），输出电流：1.5A,防护等级 IP20，指令控制方式有外部模拟指令/内部指令；最大输入脉冲频率：差动传输方式时 4MPPS，开集电极传输方式时 200KPPS；具有过压保护、欠压保护、电机过热保护、短路保护、驱动器过热保护等保护功能，支持位置/速度/转矩控制模式。
·伺服电机：编码器为 17 位增量式旋转编码器，分辨率 131072，功率 200W。
（4）步进驱动器及步进电机
步进驱动器型号：3M458，步进电机型号：3S85Q-04067
步进驱动器：供电电压 DC24V~40V；输出相电流 3.0~5.8A；控制信号输入电流 6~16mA；最大细分 10000
步进电机：步距角 1.2°C ± 5%；相电流 5.8A；引线数量 6；保持扭矩 2.0Nm；阻尼扭矩 0.08Nm;；最大轴向负载 60N；最大径向负载 220N；重量 1.65kg
（5）加热控制模块
采用智能控制仪表加固态继电器进行加热控制，智能控制仪表可任意设置 P、I、D 参数，达到精准控制制温度的效果。
六、可编程序控制系统设计综合实训考核设备设备配置
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序号 |
名称 |
型号 |
数量 |
备注 |
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1 |
实训台桌 |
1850mm×1200mm×700mm |
1 台 |
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2 |
电脑推车 |
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1 台 |
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3 |
电源模块 |
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1 个 |
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4 |
PLC 模块 |
采用标准电控柜板式安装设计。开放式安装控制电路板，尺寸 810mm×580mm，带卡导轨槽式。 1.DI/DO 点数 48 点，AI 4 路，AO 2 路，DP 总线接口 1 路； 2.DI/DO 点数 24 点，高速脉冲输出 3 路，现场总线通信模块，总线接口 1 路； 3.PLC 之间通过现场总线链接； 4.配编程电缆。 5.涵盖当今工业最流行的设备选型、系统控制运 |
1 套 |
PLC 控 制系统可选配 |
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动定位功能。 6.. PLC 型号：FX3u-48MT 7.. 模拟量模块：FX3u-3A-ADP |
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6 |
加热控制模块 |
DTY-220D 25G |
1 个 |
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7 |
触摸屏模块 |
1. 触摸屏，显示屏不少于 10.4″，具有RS232、RS422 通讯接口； 2.. 配触摸屏编程软件和电缆； 3..型号：TPC1162Hi |
1 个 |
|
|
8 |
变频器模块 |
E740 变频器 |
1 个 |
|
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9 |
伺服驱动单元 |
MR-J3-20A+ HF-KP23 |
1 套 |
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10 |
步进驱动单元 |
3M458+3S85Q-04067 |
1 套 |
|
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11 |
静音空压机 |
W58 |
1 台 |
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12 |
转盘上料单元 |
650mm × 260mm × 740mm |
1 套 |
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13 |
1#输送单元 |
580mm × 400mm × 527mm |
1 套 |
|
|
14 |
2#输送单元 |
580mm × 400mm × 527mm |
1 套 |
|
|
15 |
加热检测单元 |
280mm × 320mm × 270mm |
1 套 |
|
|
16 |
灌装加盖单元 |
725mm × 420mm × 575mm |
1 套 |
|
|
17 |
机械人搬运单元 |
424.5mm×626.6mm×189.5mm |
1 套 |
|
|
18 |
包装盖章单元 |
1140mm × 350mm × 290mm |
1 套 |
|
|
19 |
立体仓库单元 |
580mm × 400mm × 527mm |
1 套 |
|
|
20 |
转换板 |
|
1 套 |
|
|
21 |
物料盒 |
1×4 |
5 个 |
|
|
22 |
物料瓶 |
|
20 个 |
|
|
23 |
PLC 编程电缆 |
RS232/RS422 |
3 条 |
|
|
24 |
实训手册 |
|
1 本 |
|
|
25 |
气动配件 |
|
1 套 |
|
|
SBOGJDX--A机电、电气实验室设备(可编程序控制器PLC)、SBOGJDX-A/B机电、电气实验室设备(可编程序控制器PLC) |
