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KNT-PZK2 双轴位置控制实训装置实验指导书

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1 KNT-PZK2双轴位置控制实训装置 实验指导书 2

目 录 使用说明及注意事项 3 实验一、设备的认识 4 实验二、设备的结构 7 实验三、设备的通电调试 17 实验四、编程软件的使用 19 实验五、手动控制 30 实验六、自动控制 36 设备的运行与日常维护 48 3

使用说明及注意事项 1、安全注意事项 1）上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。 2）严禁散落长发、衣冠不整操作设备。 3）安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。 4）请勿使用损坏的插座或电缆，以免发生触电及火灾。 5）安装时请在清洁平坦的位置，以防发生意外事故。 6）请使用额定电压，以防发生意外事故。 7）必须使用带有接地端子的多功能插座, 确认主要插座的接地端子有没有漏电，导电。 8）为了防止机械的差错或故障，请勿在控制器和电磁阀附近放置磁性物品。 9）设备的安装或移动时，请切断电源。 2、使用注意事项 1）长时间不使用设备时请切断电源。 2）在光线直射, 灰尘, 震动, 冲击严重的场所请勿使用。 3）在湿度较大或容易溅到水的场所, 以及导电器械, 易燃性物品附近请勿 使用。 4）请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。 5）用户在任意分解, 修理, 改造下无法享有正常的保修权利。 6）注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。 4

实验一 设备的认识 一、实验目的 1、掌握双轴位置控制实训装置 2、掌握设备基本部件的作用 二、实验设备 1、双轴位置控制实训装置 2、空气压缩机 3、AV 220V 电源 三、实验内容 实验设备简介 双轴位置控制实训装置在理解和掌握气动应用和位置控制原理的基础上，利用PLC或其他控制器实现对其控制.用户通过对此设备的学习可以掌握PLC控制的基本方法，也可以进行扩展从而附加传输带的应用，利用设备控制面板上的模式旋钮来选择自动/手动的运行方式，同时可设定多种附加条件来进行实验。图1-1双轴位置控制实训装置所示。 5 图1-1双轴位置控制实训装置 1）总电源开关： 控制设备电源通断。（在照片上被开关电源遮住，之后会有详细图解。） 2）开关电源： 将交流220V转换为直流24V供中间继电器、电磁阀等弱电电路使用。 3）接线端子： 接线转换。 4）中间继电器： 灵活控制电磁阀、电机等通断。 5）控制盒： 实验设备的操作盒。 6）电磁阀： 有电磁线圈控制气阀的切换，实现气路的自由转换。 7）过滤减压阀：

13 10 9

12 11 8 7 5 6 2 1 4 3 15 14 16 6 由气源接入空气过滤器，由空气过滤器过滤空气中的灰尘杂质，把较清洁的

空气输入到实验设备当中，供气动部分运动。 8）吸盘： 通过空气真空发生器吸出吸盘内的空气，吸住物体配合X、Z轴移动。 9）Z轴升降气缸： 通过电磁阀切换气路控制气缸伸缩，完成Z轴的升降。 10）X轴驱动电机： X轴移动的动力源。 11）滚珠丝杠： X轴移动的传动部件，配合丝杠螺母座完成轴运动。 12）丝杠螺母座： X轴移动的传动部件，配合丝杠完成轴运动。 13）工件座： 摆放要移动的物品。 14）Y轴驱动电机： Y轴移动的动力源。 15）滚珠丝杠： Y轴移动的传动部件，配合丝杠螺母座完成轴运动。 16）丝杠螺母座： Y轴移动的传动部件，配合丝杠完成轴运动。 7

实验二 设备的结构 一、实验目的 1、掌握设备的结构组成 2、掌握设备的基本原理 二、实验设备 1、双轴位置控制实训装置 2、空气压缩机 3、AV 220V 电源 三、实验内容 本实验设备由机械运动、电气控制回路、气动控制回路与铝型材板四部分组成，将机械、电气及气动有机组合在一起，实现点位控制的系统。图2-1为双轴位置控制实训装置。

图2-1 双轴位置控制实训装置 1、机械运动部分 主要由X轴、Y轴的滚珠丝杠机构及Z轴的升降（气缸）与工件抓取机构所组成。 1）滚珠丝杠机构 8

滚珠丝杠机构是双轴位置控制设备的关键部件，丝杠部分总装图，如图2-2、图2-3与图2-4所示。

图2-2 丝杠部件总装图

图2-3 滚珠丝杠机构零部件指示图

图2-4 丝杠部件分解图 a)电机组件

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 9

b)电机组件固定座 c)弹性联轴器（连接电机轴和丝杠轴） d)前端支撑块 e)导柱 f）滑座 g）箱式轴承 h）后端支撑块 i）滚珠丝杠副 j）丝杠螺母副 k）限位开关 o）限位开关固定座 p）限位开关 说明：以上介绍的滚珠丝杠机构与实物滚珠丝杠机构有些差别，实物滚珠丝杠机构采用2根导柱，但工作原理是相同的。 2）Z轴的升降（气缸）与工件抓取机构 Z轴通过工厂自动化常用的气动双作用气缸和气动真空吸盘来控制取放工件。Z轴方向的运动通过一个双作用气缸来实现。真空吸盘安装在双作用气缸的前端，通过电磁阀来控制气路通断，从来控制Z轴的升降和真空吸盘来吸取释放工件。如图2-5所示

图2-5 Z轴气缸与工件抓取机构图 10

2、电气部分 双轴位置控制设备的电气部分主要由小型断路器、开关电源、继电器、直流电机、控制盒及接线端子等器件所组成。 1）空气开关 外接电源接入设备由 图2-6总电源开关控制总电源的通断。

图2-6 总电源开关 2）开关电源 由图2-7总电源开关 另外一路接入交流220V电源供给 图2-7 开关电源。

图2-7 开关电源 3）中间继电器 由图开关电源 输出的直流24V分别接入 图2-8 中间继电器的线圈和常开 11

点上，由中间继电器的常开点单独控制 图2-8 X轴电机完成X轴的运动。

图2-8 中间继电器 4）X轴、Y轴丝杠机构驱动电机 X轴和Y轴丝杠机构分别由两个电机驱动，电机通过弹性联轴器与丝杆相连并带动丝杆转动，如图2-9所示。

图2-9 直流电机实物图 5）控制箱 控制立体库运动的操作控制盒，如图2-10所示。 12

图2-10 控制盒 ﹡START——开始（启动） ﹡MANUAL——自动/手动切换 ﹡Z-AXIS-——Z轴升降 ﹡STOP——停止 ﹡FUNCION——功能键 ﹡HAND——吸盘吸取/放开 ﹡RESET——复位 ﹡EMERGENCY STOP——紧急停止 ﹡POWER——电源指示灯 3、气动回路 双轴位置控制设备的气动部分主要由过滤减压阀、真空发生器、电磁阀组、标准气缸、真空吸盘、节流阀及气管等所组成。图2-11双轴位置控制装置气路连接图。 13

图2-11 双轴位置控制装置气路连接图

1）过滤减压阀 气压传动，往往使用空气压缩机将空气压缩后存储至专用的存储单元，我通常称之为气源。空气中难免会有油污、水蒸气等等一些杂质在空气压缩的过程被吸入压缩机当中混合在气源中。为了设备更好的发挥性能，我们在气源接入设备之前安装了空气过滤器，保证较清洁的空气接入设备当中。如图2-12所示 空气过滤器。

图2-12 过滤减压阀 14

2）电磁阀 由中间继电器的常开点单独控制 图2-13电磁阀的通断，使Z轴气缸升降、吸盘吸取或释放工件。

图2-13 电磁阀图 3）真空发生器 真空发生器：真空发生器产生真空的原理和传统真空泵是不一样的。它是让压缩空气在泵体内形成高速气流，大家知道，气体的流动速度越高，当地的气体压力就越低（从柏努利方程可以得出），因此就具有越强的抽吸能力。真空发生器就是利用这种原理制成的。 正因为如此，在同等真空抽气量的情况下，真空发生器体积小，基本不用维护，真正的无油，是一种既可靠效率又高的真空泵。 真空发生器分单级真空发生器和多级真空发生器两类，在消耗相同压缩空气的条件下，多级真空发生器在标准大气下的真空抽气量一般是单级真空发生器的好几倍，因此，多级真空发生器是真正高效率的真空泵。 真空发生器的使用环境要求很简单，只要有压缩空气源，就可以使用真空发生器。图2-14所示。

图2-14真空发生器图

4）真空发生器参数，如表2-1所示。

消声器

真空管 压缩空气进气管 15

表2-1真空发生器参数表

真空过滤器：它的主要作用是滤除压缩空气中的水分和微型颗粒杂质，图2-15所示。

图2-15 真空过滤器图 16

4、铝型材板 该板全部用铝型材加工，铝型材板面特有的T型槽，方便机械另部件和电器元件的拆卸安装。 5、双轴位置控制装置电气安装总图

电气元器件分布图安装总图

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《电气控制及PLC》实训指导书

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电气控制及PLC实训指导书机电工程系项目一、PLC的硬件、软件环境及逻辑指令一、实训课时：4二、实训目的1、了解PLC的硬件使用环境；2、了解PLC的软件环境及组成；3、能使用软件新建项目、编译程序及下载程序。

4、熟悉PLC实验装置及实验箱，S7-200系列编程控制器的外部接线方法5、了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。

6、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。

三、实验器材1、PC机一台2、KCBC-02D实验装置3、编程电缆一根4、导线若干四、实训内容工业自动化综合控制装置，应具有漏电保护装置和过流保护装置；交流380V电源输出；交流220V电源输出；直流24V电源输出等。

（1）工作电源：AC380±5%（三相五线），50HZ；（2）环境温度：-50℃～40℃；（3）相对湿度：≤85%RH（250℃）；1、编程电缆计算机 PLC2、软件的安装1、在我们提供的光盘中的根目录下找到Setup。

exe文件，运行Setup。

exe，开始安装。

安装向导将引导你完成整个安装过程。

2、安装完成后，在桌面上会创建一个快捷方式。

3、软件的使用1、双击桌面上的快捷方式，启动程序。

2、从文件菜单中点击新建命令，输入程序，并保存项目文件。

3、在< 编译 > 菜单下选择 <梯形图→指令 >，检查程序语法正确与否，直至没有错误。

4、点击< 通讯 >菜单下 <PC→PLC >。

（在做这步工作之前，请先用编程电缆将电脑的串口和PLC主机的通讯口连接起来，并打开电源。

）将程序下载至PLC 主机内的存储器中。

5、再选择< 运行PLC >命令，就可以运行你自已的程序了。

6、在运行模式中，你可以选择< 线上模式 >，来查看各输入输出端口、内部触点的运行状态，以确定程序设计是否正确，提高你的调试效率。

4、软件组成菜单栏工具栏编程区左母线状态栏主界面5、逻辑指令1）、基本指令编程练习的实验面板图6-1-1基本指令编程练习的控制面板上图中上面几列接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。

两地控制(最终修改稿)

两地控制(最终修改稿)

《电气控制与PLC》专周课程实训报告实验项目名称PLC对电动机两地控制线路的改造实验成绩姓名严广丰专业班级机电G31305 实验日期第一部分：实验分析与设计一、实验内容描述（1）工作任务某企业采用继电器----接触器控制系统实现电动机两地控制如图下所示。

请分析该控制线路的控制功能，并采用西门子S7-200可编程控制器对该控制线路进行技术改造。

图1.1 两地控制的电动机Y-△降压启动控制线路（2）任务要求a)看图分析所示电气控制线路图，分析该线路的控制功能。

b)按控制要求完成I/O地址分配表的编写。

c)完成PLC硬件接线图的绘制d)完成PLC的I/O连线e)按控制要求绘制梯形图，输入并调试控制程序。

f)注意6s要求。

二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，实验步骤等。

）1、控制线路的控制功能分析①闭合空气开关QS，接通主电源，电路得电；②按下甲地控制启动按钮SB2，交流接触器线圈KM1和KM3线圈，时间继电器线圈KT得电。

KM1得电，KM1常开辅助触头闭合，与线圈自锁完成，主触头闭合；线圈KT得电，开始计时；线圈KM3得电，使得KM3主触头闭合，常闭辅助触头断开，与KM2线圈实现互锁，电动机实现星型启动；③当时间继电器KT计时结束，KT常闭辅助触头断开，KT常开辅助触头闭合，KM3线圈失电。

KM3失电，KM3常闭触头闭合，KM2线圈得电，KM2主触头闭合，KM2常开辅助触头闭合，自锁完成，KM2常闭辅助触头断开，实现与KT线圈和KM3线圈的互锁；电动机三角型运行；④按下甲地控制停止按钮SB0，线圈KM1失电，电动机停止运行；⑤乙地控制与甲地控制同；在本控制电路中，熔断器FU1和FU2，起到短路保护作用；热继电器FR起过载保护作用；各继电器、接触器间互锁，防止电机误动作。

2、I/O地址分配表。

表1-1 I/O地址分配表输入设备（I）输出设备（o)SB2 I0. 0 KM1Q0.0SB3 I0.1 KM2 Q0.1SB0 I0.2 KM3 Q0.2SB1 I0.3FR I0.43、I/O接线图图1-2 I/O接线图三、主要仪器设备及耗材天煌THPFSM-1.2型试验台、西门子CPU226CN型PLC成套设备、计算机和导线若干。

过程控制实验指导书

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过程控制及仪表实验指导书襄樊学院实验装置的基本操作与仪表调试一、实验目的1、了解本实验装置的结构与组成。

2、掌握压力变送器的使用方法。

3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。

二、实验设备1、THKGK-1型过程控制实验装置GK-02 GK-03 GK-04 GK-072、万用表一只三、实验装置的结构框图图1-1、液位、压力、流量控制系统结构框图四、实验内容1、设备组装与检查：1）、将GK-02、GK-03、GK-04、GK-07挂箱由右至左依次挂于实验屏上。

并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。

2）、先打开空气开关再打开钥匙开关，此时停止按钮红灯亮。

3）、按下起动按钮，此时交流电压表指示为220V，所有的三芯蓝插座得电。

4）、关闭各个挂件的电源进行连线。

2、系统接线：1）、交流支路1：将GK-04 PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负），GK-07的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U1、V1、W1”输入端；GK-07 的“SD”与“STF”短接，使电机驱动磁力泵打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STR”短接）。

2）、交流支路2：将GK-04 PID调节器的给定“输出”端接到GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负）；将GK-07变频器的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U2、V2、W2”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机正转打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。

3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节）在GK-02挂件上面有四组传感器检测信号输出：L T1、PT、L T2、FT（输出标准DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应水位高度、压力、流量的值。

对象系统左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，当拧开其右边的盖子时，它里面有两个3296型电位器，这两个电位器用于调节传感器的零点和增益的大小。

光机电一体化实训装置使用说明书

光机电一体化实训装置使用说明书

一、外观图一二、概述：该装置由铝合金实训台、典型的机电一体化机械部件、PLC模块、触摸屏模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、接线板和各种传感器组成。

整体设计采用开放式结构，学生可利用现有设备进行机械设备组装和电气线路配置来进行训练，也可增加其他机械部件进行扩展训练。

整机设计突出了灵活多变的特点。

三、实训项目：1.自动检测技术使用实训2.气动技术应用实训3.可编程控制器编程实训4.电气控制电路实训5.变频器应用技术实训6.触摸屏应用技术实训7.自动控制技术教学与实训8.机械系统安装与调试实训9.系统维护与故障检测实训四、系统配置：该系统配置了触摸屏模块、可编程控制器（PLC）模块、变频器模块、电源模块、按钮模块、气动装置、光电开关、光纤传感器、接近开关、报警灯、接线板等电器元件，另外还配备了机械手、传送带机构、旋转上料盘、物料分拣机构和落料滑道等机械部件。

在接线方面采取了开放式的安全导线连接的方式，既保证了系统的可灵活配置的特点又保证了学生的实训安全。

系统详细配置清单如下：五、技术参数：1、交流电源：三相AC380V/50HZ。

2、电源形式：三相五线制。

3、外形尺寸：长*宽*高=1260*810*8004、整机能耗：0.5KW5、安全措施：具有接地保护、漏电保护、短路保护、试验装置采用安全型插座、试验导线采用高强度安全型试验导线。

六、整机工作流程：(见附图五、图六、图七)七、工作原理在触摸屏上按启动按钮后，装置进行复位，当装置复位到位后，由PLC启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检测位置，物料检测光电传感器检测：如果送料电机运行一分钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说明送料机构已经无料或故障，这时要报警：当物料检测光电传感器检测到有物料，将给PLC发出信号，由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，气爪松开，将物料放到传送带上，落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料，同时机械手按原来位置返回，进行下一个流程：传感器则根据物料的材料特性、颜色等特征进行辨别，分别由PLC 控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。