THMDTK—1型機(jī)械裝調(diào)與控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置的電氣介紹

李文敏

摘 要：THMDTK—1型機(jī)械裝調(diào)與控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置，是一套綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)教學(xué)設(shè)備。文章介紹了該裝置的組成，另外對(duì)該設(shè)備電氣控制的主要模塊作了較為詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：THMDTK—1型；電氣控制；模塊

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）11-0085-01

機(jī)械設(shè)備的組成基本上由動(dòng)力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、檢測(cè)及傳感器部分、控制系統(tǒng)等五部分組成，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)備的控制要求也越來越高，高精度、高效率、高質(zhì)量是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的方向，因此，控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備中起到至關(guān)重要的作用。

目前，相關(guān)院校開設(shè)有“機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化”、“機(jī)電一體化技術(shù)”等專業(yè)，但從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容來看，主要是針對(duì)一些簡(jiǎn)單的專項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行訓(xùn)練，綜合性不強(qiáng)，而對(duì)開展專項(xiàng)技術(shù)的綜合訓(xùn)練、機(jī)械設(shè)備安裝與調(diào)試等方面明顯不足，而對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中機(jī)械設(shè)備的綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)教學(xué)設(shè)備更是少之甚少。THMDTK—1型機(jī)械裝調(diào)與控制實(shí)訓(xùn)裝置的開發(fā)，有利于推動(dòng)中、高職院校機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)的教學(xué)改革。

1 裝置組成

本裝置包括機(jī)械裝調(diào)和電氣控制兩個(gè)部分。主要由實(shí)訓(xùn)臺(tái)、動(dòng)力源（如三相交流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)）、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)塔部件、沖壓模具、機(jī)械式?jīng)_料部件、裝調(diào)工具、電氣控制模塊等組成。

2 電源控制模塊

2.1 電源總開關(guān)

電源總開關(guān)：帶電流型漏電保護(hù)，控制實(shí)訓(xùn)裝置總電源。

電源指示：當(dāng)接通裝置的工作電源，并且打開電源總開關(guān)時(shí)，三個(gè)指示燈亮。

急停：在電源總開關(guān)打開的情況下，按下“急?！卑粹o，三相電源（L1、L2、L3）瞬間切斷輸出。

2.2 電氣控制柜主電源操作面板

打開“電源總開關(guān)”（即三相漏電保護(hù)器）前提下，打開面板上“總電源開關(guān)”（即鑰匙開關(guān)右旋），“停止”按鈕紅燈亮。按下“啟動(dòng)”按鈕，“啟動(dòng)”按鈕綠燈亮，“停止按鈕”紅燈滅，設(shè)備的主電源打開。此時(shí)再按下“停止”按鈕，“停止”按鈕紅燈亮，“啟動(dòng)”按鈕綠燈滅，設(shè)備的主電源關(guān)閉。在設(shè)備主電源打開的情況下，按下“急?！卑粹o，會(huì)瞬間切斷主電源。

2.3 電氣控制柜控制系統(tǒng)電源操作面板

① “啟動(dòng)”和“暫?！卑粹o分別控制程序的啟動(dòng)運(yùn)行和暫定。②“二維平臺(tái)控制模式”旋鈕右旋是 “自動(dòng)”運(yùn)行控制模式，左旋是“手動(dòng)”控制運(yùn)行模式。在“手動(dòng)”控制下，可以按下X軸+、X軸-、Y軸+、Y軸-按鈕，單獨(dú)對(duì)二維平臺(tái)運(yùn)行進(jìn)行手動(dòng)控制。③在“二維平臺(tái)控制模式”旋鈕處于“手動(dòng)”模式時(shí)，打開“電磁離合器”旋鈕（即右旋），可以斷開PLC對(duì)電磁離合器的控制，電磁離合器直接得電吸合。

2.4 實(shí)訓(xùn)臺(tái)控制面板

① “啟動(dòng)”和“暫停”按鈕分別控制程序的啟動(dòng)運(yùn)行和暫定。②“二維平臺(tái)控制模式”旋鈕右旋是 “自動(dòng)”運(yùn)行控制模式，左旋是“手動(dòng)”控制運(yùn)行模式。在“手動(dòng)”控制下，可以按下X軸+、X軸-、Y軸+、Y軸-按鈕，單獨(dú)對(duì)二維平臺(tái)運(yùn)行進(jìn)行手動(dòng)控制。③在“二維平臺(tái)控制模式”旋鈕處于“手動(dòng)”模式時(shí)，打開“電磁離合器”旋鈕（即右旋），可以斷開PLC對(duì)電磁離合器的控制，電磁離合器直接得電吸合。

3 模塊的功能和使用

在本實(shí)訓(xùn)裝置中，控制柜主要承載本實(shí)訓(xùn)裝置的電氣控制部分，涵蓋了PLC、伺服和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的電氣控制和設(shè)備供電控制部分。實(shí)訓(xùn)臺(tái)上所有電氣元件的控制部分都裝在控制柜上，如變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制PLC和位置控制模塊等。下面對(duì)可編程控制模塊和伺服驅(qū)動(dòng)器模塊做概要結(jié)束。

3.1 可編程控制器模塊

FX3U系列PLC將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I/O點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中。CPU的功能是執(zhí)行程序，并對(duì)里面的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)進(jìn)行任務(wù)控制。輸入控制這部分主要從設(shè)備中采集信號(hào)，輸出控制則是控制泵、電機(jī)以及其他設(shè)備。電源的功能是向模塊提供電力支持。通信端口用于連接CPU與上位機(jī)或其他工業(yè)設(shè)備。

3.2 伺服驅(qū)動(dòng)器模塊

1TSTE交流伺服驅(qū)動(dòng)器包含五個(gè)LED七段顯示器、四個(gè)操作按鍵以及一個(gè)LED指示燈。其中，POWER指示燈（綠色）亮?xí)r，表示本裝置已經(jīng)通電，可以正常運(yùn)作；當(dāng)關(guān)閉電源后，本裝置的主電路尚有余電存在，使用者必須等到此燈全暗后才可拆裝電線。

本裝置需要設(shè)置的基本參數(shù)：Cn001=2（位置控制模式）。Cn002=H0011（驅(qū)動(dòng)器上電馬上激磁，忽略CCW和CW驅(qū)動(dòng)禁止機(jī)能）。Pn301=H0000（脈沖命令形式：脈沖+方向；脈沖命令邏輯：正邏輯）。Pn314=1（0：瞬時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；1：逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)）。如果在運(yùn)行時(shí)，方向相反，改變此參數(shù)的設(shè)定值。

注意：把Cn029設(shè)為1，對(duì)參數(shù)進(jìn)行了出廠設(shè)置。重新上電后出現(xiàn)AL-05號(hào)報(bào)警，（把Cn030設(shè)為H1121，再把驅(qū)動(dòng)器斷電再上電），排除AL-05報(bào)警。另外，伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置完，需斷電保存！

3.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置見表1。

4 結(jié) 語

該裝置以職業(yè)實(shí)踐活動(dòng)為主線，通過“做中學(xué)”，提高學(xué)生的實(shí)際操作技能；由多種機(jī)械模塊及電器控制模塊組成的模塊化設(shè)計(jì)思路，使整個(gè)訓(xùn)練既可獨(dú)立進(jìn)行，也可組成綜合的電路控制系統(tǒng)進(jìn)行；另外，它綜合性強(qiáng)，不僅可實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝調(diào)、裝配精度檢測(cè)等任務(wù)，還可進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)與線路連接、機(jī)電聯(lián)調(diào)等，從而滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)及職業(yè)競(jìng)賽的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張振國，方承遠(yuǎn).三菱FX系列PLC完全精通教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2] 張楠.高職院校機(jī)械類專業(yè)技能課程建設(shè)探索[J].遼寧師專學(xué)報(bào)，2013，（3）.

[3] 蔡行健，黃文鈺，李娟.深入淺出西門子S7-200PLC[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2007，（7）.