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机电一体化系统设计

机电一体化系统设计. 制作人：林宗德 闽南理工学院 实践教学中心. 目 录. 实验一 步进电机的PLC自动控制. 实验二 四层电梯的PLC控制. 实验三 步进电机的单片机控制. 实验四 MPTS. 实验一. 步进电机的 PLC 自动控制. 一 、实验目的 1.掌握 PLC 控制的基本原理，掌握以为寄存器的使用 2.掌握步进电动机的工作原理，掌握环形分配器的使用方法 3.掌握运用 PLC 驱动步进的方法 二、实验器材 1. PLC-2型可编程控制器实验台 一台

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机电一体化系统设计

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Presentation Transcript

  1. 机电一体化系统设计 制作人：林宗德 闽南理工学院 实践教学中心

  2. 目 录 实验一 步进电机的PLC自动控制 实验二 四层电梯的PLC控制 实验三 步进电机的单片机控制 实验四 MPTS

  3. 实验一 步进电机的PLC自动控制 一 、实验目的 1.掌握PLC控制的基本原理，掌握以为寄存器的使用 2.掌握步进电动机的工作原理，掌握环形分配器的使用方法 3.掌握运用PLC驱动步进的方法 二、实验器材 1. PLC-2型可编程控制器实验台 一台 2. PLC-DEMO008步进电动机的PLC自动控制演示板 一块 3. PC机或FX-20P-E编程器 一台 4. 编程电缆 一根 回目录

  4. 三、实验原理与实验步骤 1.PLC-DEMO008步进电动机的PLC自动控制面板如仪器所示 2.实验原理 本演示装置采用的是四相步进电动机，运用PLC设计一个步进电机的环形分配器的软件程序。以此来实现步进电机的单步，连续运转。四相步进电机的结构如图所示。 演示版上四个LED发光管分别代表步进电机的四个相位。 3.设计要求 按照步进电机的工作方式，设四相线圈分别为A、B、C、D，公共端为E、F 当电机正转时其工作时序为 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A 当电机反转时其工作时序为 A-AD-D-DC-C-CB-B-BA-A 4.实验步骤 （1）打开PLC-2型实验台电源，编程器与PLC连接 （2）根据具体步骤编制输入程序，检查是否正确 （3）按图12.2接线，实验台与PLC-DOME004连接，检查是否正确 （4）按下启动按钮，观察运行效果

  5. 四、设计程序清单 1. I/O地址分配清单 输入地址：正向启动 X0 反向启动 X1 停止 X2 速度控制 X3 输出地址：A Y0 B Y1 C Y2 D Y3 E、F COM

  6. 2.梯形图

  7. 实验二 四层电梯的PLC自动控制 一 、实验目的 1.掌握PLC控制的基本原理，各种指令的综合应用 2.掌握置位、复位、步进指令的使用 3.了解并掌握PLC电梯控制原理 二、实验器材 1. PLC-2型可编程控制器实验台 一台 2. PLC-DEMO007电梯的PLC自动控制演示板 一块 3. PC机或FX-20P-E编程器 一台 4. 编程电缆 一根 5. 自锁式连接导线 若干 回目录

  8. 三、实验原理与实验步骤 1.按四层电梯PLC自动控制电路板结构连接 2.SIN1-SIN4为四个霍尔开关，分别接到PLC的四个输入端，作为控制电动机的各程开关，当电梯经过霍尔开关时，开关输出0信号。PO1-PO6是六个呼叫的按钮，用来表示一到四层的呼叫信号，L1-L6是六个LED发光管，用来指示呼叫情况，顶端的一个LED数码管用来显示电梯的所在位置。启动顺/逆是步进电动机的两个控制信号，电梯的升降依靠PLC控制步进电动机带动皮带轮来实现，步进电动机的驱动由演示板内部的一个单片机来控制。 3.控制要求 （1）电梯上升 1）电梯停于某层，当有高层某一信号呼叫时，电梯上升到呼层为止 2）电梯停于某层，当有高层多个呼叫信号时，电梯先上升到低的呼叫层，停5S后继续上升到高的呼叫层。

  9. （2）电梯下降 1）电梯停于某层，当有低层某一信号呼叫时，电梯下降到呼层为止 2）电梯停于某层，当有低层多个呼叫信号时，电梯先下降到高的呼叫层，停5S后继续上升到低的呼叫层。 （3）电梯在上升过程中，任何反向的呼叫按钮均无效 （4）电梯在下降过程中，任何反向的呼叫按钮均无效 （5）LED应该显示电梯的即时楼层位置 （6）I/O端口足够时，可以接入呼叫指示 4.实验步骤 （1）打开PLC-2型实验台电源，编程器与PLC连接 （2）根据具体步骤编制输入程序，检查是否正确 （3）实验台与PLC-DOME004连接，检查是否正确 （4）按下启动按钮，观察运行效果

  10. 四、设计程序清单 1.I/O地址分配清单 输入地址 SIN1 X0 SIN2 X1 SIN3 X2 SIN4 X3 PO1 X4 PO2 X5 PO3 X6 PO4 X7 PO5 X10 PO6 X11 输出地址：A Y0 B Y1 C Y2 D Y3 E Y4 F Y5 G Y6 L1 Y12 L2 Y13 L3 Y14 L4 Y15 L5 Y16 L6 Y17 启动 Y10 升/降 Y11

  11. 2.梯形图

  12. 实验三 步进电机的单片机控制 一 、实验目的 1.了解步进电机控制的基本原理 2. 掌握步进电机转动编程方法 二、实验内容 从键盘上输入正、反转命令，转速参数和转动步数显示在显示器上，CPU再读取显示器上显示的正、反转命令，转速级数（16级）和转动步数后执行。转动步数减为零时停止转动。 回目录

  13. 三、实验电路

  14. 四、实验步骤 ⑴将138译码输入A、B、C分别与地址总线A5、A6、A7相连； 　　 ⑵将G信号与反相后的A15连接：A15接02的第11脚(4A)、GND接02的第12脚(4B)、G接02的第13脚(4Y)； 　　 ⑶将8255器件左侧的接口电路数据总线与系统的数据总线D0～D7相连； 　　 ⑷将EXIC1单元的02第1脚接锁存输出273的CLK、02第2脚接IOW、02第3脚接Y7； 　　 ⑸将273锁存输出单元的PO0～PO3与步进电机控制单元的BA～BD相连，按下步进电机控制单元的按钮； 　　 ⑹将P1.0与逻辑电平开关单元的K1相连； 　　 ⑺运行程序，观察步进电机转动情况，当K1为高平时步进电机顺时针转动、当K1为低电平时步进电机逆时针转动； 　　 ⑻实验完成后，弹出步进电机控制单元的按钮。

  15. 五 、 实验程序 步进电机控制 自动检测方式：CS_OUT = 8E0Ch 手动连线方式：CS_OUT = 8000h 本软件提供的源程序的端口地址均为“手动连线方式” 若是“自动检测方式”下实验请自行修改端口地址 CS_OUT EQU 8000H org 0 mov dptr,#CS_OUT mov a,#00110011b start: movx @dptr,a jb p1.0,anticlk rl a ;逆时针转动 sjmp bjdel

  16. anticlk : rr a ;顺时针转动 bjdel: call delay sjmp start delay: mov r6,#40h dlp: mov r7,#0 djnz r7,$ djnz r6,dlp ret end

  17. 实验四 MPTS 一、实验目的 1、了解MPTS的组成和原理 2、分析MPTS的各模块的结构组成和工作原理 3、掌握用PLC控制机械手工作原理 回目录

  18. 二、 实验内容 MPTS是模块化生产培训系统的简称，是工业实际生产过程的缩影，是概括了工业生产实际中大量复杂控制、加工、检测、安装等流程的专业综合实践平台。 该系统由六套各自独立而又紧密相连的工作站组成，反应了生产实际中的制造和物流的不同阶段、即上料检测站、搬运站、加工检测站、安装站、搬运分拣站和分类存储站。 本系统融合了机电一体化、电气自动化等专业学习中所涉及的机械、电子、传感器、传动、气动（执行器）、计算机、通讯等多种技术。本次实验主要实现搬运站的工作过程，通过控制机械手的动作实现工件的搬运。

  19. 三、实验设备 1、安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有FXGPWIN软件） 2、PLC（三菱FX系列）一台。 3、PC与PLC的通信电缆一根。 4、搬运站（第二站）的设备。 四、实验步骤 1、将PC与PLC按正确方式连接。 2、将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。 启动FXGPWIN软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（FX2N），再单击“确认”按钮。 上料检测站的工作流程，根据所给流程编制程序。

  20. 将编制好的程序送入PLC，运行通过，并将程序存盘。将编制好的程序送入PLC，运行通过，并将程序存盘。

  21. THANK YOU

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