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ZN-MPS-2型 模块式柔性自动化生产线实训系统
一、设备外观图
二、设备概述
ZN-MPS-2型 单元式自动控制实训系统由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站等六套各自独立而又紧密相连的工作站组成，具有较好的柔性，各个站之间通信采用网络通信方式（PROFIBUS）即主站采用S7-300-313C 2DP通过通信模块EM277与S7-200 PLC之间实现相互通信。
该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、可编程控制器、传感器等多种控制技术，给学生提供了一个典型的综合实训环境，使学生学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
三、技术参数
1、交流电源：单相 AC 220 V±10% 50Hz；
2、温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；
3、外形尺寸：长×宽×高=1850mm×1440mm×1500mm；
4、整机功耗：≤1.5 kVA；
5、安全保护措施：实训台桌面采用高绝缘、高强度、耐高温的高密度板。具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线
四、功能特点
ZN-MPS-2型 模块式柔性自动化生产线实训系统采用铝合金导轨式实训台、采用标准的单元结构和抽屉式网孔板安装，互换性强；模块间匀由导线连接放线槽中走线，整体结构简单实用，按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定的单元内容，适合针对性教学使用。
本装置模块化组合生产线，在六个站上可进行多种不同类型传感器技术、气动技术、步进电机及驱动和PLC硬件软技术，PLC网络通信技术等多方面的是实训，本实训装置有实训和演示功能，所有接口开放可根据自身实训要求自行接线。
1、系统的控制方式应采用网络控制。其中，供料站指定为主站，其余各工作站为从站。系统主令工作信号由连接到供料站的按钮/指示灯提供，安装在供料单元的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，包括上电复位、启动、停止、报警等。
2、该系统所使用的传感器数量达四十多个，有光纤式、电感式、光电的以及磁性传感器，每种传感器都有各自作用，根据被检测物的性质不同发挥作用使系统得以可靠工作。学员可通过了解系统中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感性认识，再结合老师对传感器的工作原理分析和特性演示，可使学员快速掌握所学知识。并使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气缸、气动手爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减压阀等。在学习这些气动元件时，我们不但可以单独学习每一种气动元件，而且还可以在学习时了解各种气动元件之间是如何配合起来进行工作的。
3、本实训装置所提供的六个工作站都有一套PLC 控制器，这使得本设备可以分成六个完全独立的工作单元，使二十几个学生可以同时进行学习， 而且每个学员都有动手的机会。 在该设备上学员不但可以学习PLC 的硬件和软件技术，而且可以学习PLC之间的通信技术。 为掌握学习PLC 的各方面知识提供了条件。六个工作站的电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC 各I/O 地址查对和新设备电路连线分析方法。六个工作站包括各种各样的机械工作系统，如回转工作台、物料分拣装置等，学员可对各个工作站进行单站实训，也可将各个站进行重新组装，然后调试至正常工作状态，对整个系统进行联机实训。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。
4、整个系统每一个单元都分单机和联机两种模式，通过转换开关来使现单机和联机的切换，当选择单机模式的时候，断开联机只执行本单元的程序每按一次启动，就执行本单元同期中的一步让学生更加清楚各个单元的的运动过程。与其它单元无任何关联，而我们前面提的运动过程都是在联机模式下的运动过程而且必需要每个单元都处于联机状态，不然会出现通讯报警。
5、每个单元都配有学习板，通过钮子开关进行转换。学生可以通过切换开关让主机与设置独立出来，可以用以其它实训。
6、系统的工作任务描述:
（1）系统在上电后，首先执行复位操作，使各个单元回到系统设置的初始位置。这时，绿色警示灯以1Hz的频率闪烁。在各个单元回到初始位置后，复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。按下启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。系统启动后，供料站把待加工工件旋转推到物料台上，并提升料台向系统发出供料操作完成信号。若供料站的上料在在设置的时间内没有检测到物料表示物料地不足，则向系统发出报警或预警信号。物料台上的工件被搬运站机械手取出后，若系统启动信号仍然为ON，则进行下一次旋转推出工件操作。
（2）搬运站收接到搬运信号后，搬运机械手按顺序动作进行抓取工件搬运到加工单元。放料后按顺序回到初始位置等待下一周期。
（3）加工单元在接收到搬运单元搬运过来的物料后，按顺序旋转到加工区域并顺序完成铣槽、冲压加工，加工单元加工完毕后进行分类检测并向系统送检测结果。这里要注意一点是：当加工完毕的工件还没被搬运单元取走时系统要锁死搬运单元的放料。
（4）搬运安装单元接收到系统加工完成的信号后，搬运安装单元的机械手进去抓料，通过步进电机带到传动丝杆，把工件搬运到装配台上，并向系统发出搬运到位信号。等待系统发出装配完成的信号后，再从装配台是抓取也装配好的工件，搬动到传送带单元，向系统发出搬送完毕信号。
（5）装配单元接收到系统信号，根椐系统反馈的信号对料仓进行选择，推出相应的装配物料，工业吸盘对工件吸取后，通过机械手臂的机械传动把装配物料装入加工完成的工件中完成装配，回到初始位置并向系统发出装配完成信号。
（6）分拣单元料台旁的漫反射式光电传感器检测到有工件到达料台时，把信号输入给PLC主机，PLC主机结合系统各单元总的反馈信号对工件进行判别，再控制相应的电磁阀推动气缸，把工件推入相应的料槽中使现分流过程。
（7）如果发生物料不足够的预报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮。如果发生物料没有的报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，黄色灯熄灭，绿色黄色灯保持常亮。
五、实训项目
自动检测技术使用实训
气动技术应用实训
可编程控制器编程实训
PLC网络组建实训
电气控制电路实训
步进电机驱动和位置控制实训
自动控制技术教学与实训
机械系统安装和调试实训
系统维护与故障检测实训
六、设备配置
ZN-MPS-2型 单元式自动控制实训系统由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站等六套各自独立而又紧密相连的工作站组成，具有较好的柔性，各个站之间通信采用网络通信方式（PROFIBUS）即主站采用S7-300-313C 2DP通过通信模块EM277与S7-200 PLC之间实现相互通信。
该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、可编程控制器、传感器等多种控制技术，给学生提供了一个典型的综合实训环境，使学生学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
三、技术参数
1、交流电源：单相 AC 220 V±10% 50Hz；
2、温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；
3、外形尺寸：长×宽×高=1850mm×1440mm×1500mm；
4、整机功耗：≤1.5 kVA；
5、安全保护措施：实训台桌面采用高绝缘、高强度、耐高温的高密度板。具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线
四、功能特点
ZN-MPS-2型 模块式柔性自动化生产线实训系统采用铝合金导轨式实训台、采用标准的单元结构和抽屉式网孔板安装，互换性强；模块间匀由导线连接放线槽中走线，整体结构简单实用，按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定的单元内容，适合针对性教学使用。
本装置模块化组合生产线，在六个站上可进行多种不同类型传感器技术、气动技术、步进电机及驱动和PLC硬件软技术，PLC网络通信技术等多方面的是实训，本实训装置有实训和演示功能，所有接口开放可根据自身实训要求自行接线。
1、系统的控制方式应采用网络控制。其中，供料站指定为主站，其余各工作站为从站。系统主令工作信号由连接到供料站的按钮/指示灯提供，安装在供料单元的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，包括上电复位、启动、停止、报警等。
2、该系统所使用的传感器数量达四十多个，有光纤式、电感式、光电的以及磁性传感器，每种传感器都有各自作用，根据被检测物的性质不同发挥作用使系统得以可靠工作。学员可通过了解系统中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感性认识，再结合老师对传感器的工作原理分析和特性演示，可使学员快速掌握所学知识。并使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气缸、气动手爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减压阀等。在学习这些气动元件时，我们不但可以单独学习每一种气动元件，而且还可以在学习时了解各种气动元件之间是如何配合起来进行工作的。
3、本实训装置所提供的六个工作站都有一套PLC 控制器，这使得本设备可以分成六个完全独立的工作单元，使二十几个学生可以同时进行学习， 而且每个学员都有动手的机会。 在该设备上学员不但可以学习PLC 的硬件和软件技术，而且可以学习PLC之间的通信技术。 为掌握学习PLC 的各方面知识提供了条件。六个工作站的电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC 各I/O 地址查对和新设备电路连线分析方法。六个工作站包括各种各样的机械工作系统，如回转工作台、物料分拣装置等，学员可对各个工作站进行单站实训，也可将各个站进行重新组装，然后调试至正常工作状态，对整个系统进行联机实训。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。
4、整个系统每一个单元都分单机和联机两种模式，通过转换开关来使现单机和联机的切换，当选择单机模式的时候，断开联机只执行本单元的程序每按一次启动，就执行本单元同期中的一步让学生更加清楚各个单元的的运动过程。与其它单元无任何关联，而我们前面提的运动过程都是在联机模式下的运动过程而且必需要每个单元都处于联机状态，不然会出现通讯报警。
5、每个单元都配有学习板，通过钮子开关进行转换。学生可以通过切换开关让主机与设置独立出来，可以用以其它实训。
6、系统的工作任务描述:
（1）系统在上电后，首先执行复位操作，使各个单元回到系统设置的初始位置。这时，绿色警示灯以1Hz的频率闪烁。在各个单元回到初始位置后，复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。按下启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。系统启动后，供料站把待加工工件旋转推到物料台上，并提升料台向系统发出供料操作完成信号。若供料站的上料在在设置的时间内没有检测到物料表示物料地不足，则向系统发出报警或预警信号。物料台上的工件被搬运站机械手取出后，若系统启动信号仍然为ON，则进行下一次旋转推出工件操作。
（2）搬运站收接到搬运信号后，搬运机械手按顺序动作进行抓取工件搬运到加工单元。放料后按顺序回到初始位置等待下一周期。
（3）加工单元在接收到搬运单元搬运过来的物料后，按顺序旋转到加工区域并顺序完成铣槽、冲压加工，加工单元加工完毕后进行分类检测并向系统送检测结果。这里要注意一点是：当加工完毕的工件还没被搬运单元取走时系统要锁死搬运单元的放料。
（4）搬运安装单元接收到系统加工完成的信号后，搬运安装单元的机械手进去抓料，通过步进电机带到传动丝杆，把工件搬运到装配台上，并向系统发出搬运到位信号。等待系统发出装配完成的信号后，再从装配台是抓取也装配好的工件，搬动到传送带单元，向系统发出搬送完毕信号。
（5）装配单元接收到系统信号，根椐系统反馈的信号对料仓进行选择，推出相应的装配物料，工业吸盘对工件吸取后，通过机械手臂的机械传动把装配物料装入加工完成的工件中完成装配，回到初始位置并向系统发出装配完成信号。
（6）分拣单元料台旁的漫反射式光电传感器检测到有工件到达料台时，把信号输入给PLC主机，PLC主机结合系统各单元总的反馈信号对工件进行判别，再控制相应的电磁阀推动气缸，把工件推入相应的料槽中使现分流过程。
（7）如果发生物料不足够的预报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮。如果发生物料没有的报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，黄色灯熄灭，绿色黄色灯保持常亮。
五、实训项目
自动检测技术使用实训
气动技术应用实训
可编程控制器编程实训
PLC网络组建实训
电气控制电路实训
步进电机驱动和位置控制实训
自动控制技术教学与实训
机械系统安装和调试实训
系统维护与故障检测实训
六、设备配置
| 序号 | 名称 | 主要技术指标 | 数量 | 单位 | 备注 |
| 1 | 送料机构 |
直流减速电机：RS-528C-1445024V一分钟15转 开关电源：24V，6A 指示灯：AD17-22/DC24V 急停开关：LA42J-11/R 单向漏开：DZ47LEC16 按钮开关：LA42P-10/R 1个 钮子开关：KNX1×2 单向电磁阀：4V110-M5 |
1 | 套 | |
| 2 | 提升装置 | 气缸：CDJ2B16-60-B | 1 | 套 | |
| 3 | 机械手搬运机构 |
旋转气缸：CDRBW20-180S 电磁阀：4V110-M5 双杆单向气缸：CXSM15-100 下降气缸：CDJ2KB16-75-B 气动手爪：MHZ2-1001E 开关电源：24V，6A 指示灯：AD17-22/DC24V 急停开关：LA42J-11/R 单向漏开：DZ47LEC16 按钮开关：LA42P-10/R 1个 钮子开关：KNX1×2 |
1 | 套 | |
| 4 | 转盘机构 |
装料气缸：CDJ2B10-15-C73 装配一气缸：MGPM16-75 装配二气缸：CDJ2B10-45-B 装配电机： 转盘电机：ZYTD-385SRZ-060509 开关电源：24V，6A 指示灯：AD17-22/DC24V 急停开关：LA42J-11/R 单向漏开：DZ47LEC16 按钮开关：LA42P-10/R 1个 钮子开关：KNX1×2 |
1 | 套 | |
| 5 | 搬运机构 |
滚珠丝杆 气缸：CDM2B20-30 手爪：MHZ2-10D1E 过滤减压阀：AW20-01 限位开关：SS-5GL2 步进电机：2S42Q-03848 步进电机驱动：2m412 开关电源：24V，6A 指示灯：AD17-22/DC24V 急停开关：LA42J-11/R 单向漏开：DZ47LEC16 按钮开关：LA42P-10/R 1个 钮子开关：KNX1×2 |
1 | 套 | |
| 6 | 装料机构 |
气缸:CDM2B20-45 气缸:CDJ2B10-15-B 气缸:CDJ2B16-60-B 气缸:CDJ2B10-60-B 过滤减压阀:AW20-01 吸盘:ZP25US 真空发声器:ZH05B 开关电源：24V，6A 指示灯：AD17-22/DC24V 急停开关：LA42J-11/R 单向漏开：DZ47LEC16 按钮开关：LA42P-10/R 1个 钮子开关：KNX1×2 |
1 | 套 | |
| 7 | 物料分类机构 |
气缸:CDJ2B10-60-A73 气缸:MDUB25-3D-A73 气缸:CDJ2B10-60-B 过滤减压阀:AW20-01 光电传感器:CDR-30X 开关电源：24V，6A 指示灯：AD17-22/DC24V 急停开关：LA42J-11/R 单向漏开：DZ47LEC16 按钮开关：LA42P-10/R 1个 钮子开关：KNX1×2 |
1 | 套 | |
| 8 | PC/PPI编程电缆 | PLC编程电缆 | 6 | 条 | |
| 9 | 外型尺寸 | 370mm×710mm×680mm | 6 | 个 | |
| 10 | 控制箱尺寸 | 314mm×470mm×120mm | 6 | 个 | |
| 11 | 可编程控制器 | S7-200-226CN | 5 | 套 | |
| 12 | 可编程控制器 | 313-2DP | 1 | 套 | |
| 13 | 通信模块 | CP5611 | 1 | 套 | |
| 14 | 开关电源 | 24V，6A | 6 | 个 | 控制电路供电 |
