KD2301工业自动化说明书S7200.docx
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KD2301工业自动化说明书S7200
2301工业自动化综合实训装置
实训指导书
本手册适用于2301工业自动化综合实训装置,包括了使用时的操作说明和实验内容。
不正确的使用可能发生意想不到的事故，使用实验设备进行实验之前，请仔细阅读可编程控制器操作手册和其他相关元件的使用手册。
请将此手册送呈最终用户。
前言
概述
可编程控制器，,简称，是现代工业自动化领域的三大支柱（、机器人、／）之一，因其卓越的性能而得到广泛的应用从1968年出现到现在，随着高性能微处理器的飞速发展，的性能已经由单一的逻辑控制功能发展为具有过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名副其实的多功能控制器的高可靠性，使它成为了现代控制系统中不可或缺的基本组成部分,人们高度评价的重要性配合变频调速器、伺服控制器、各类传感器、智能模块等设备，广泛的应用于各种工业控制现场，如楼宇自动化、电梯、恒压供水系统、流水生产线等.在众多的优越性能当中，最卓越的性能是其网络通信功能，随着计算机技术的飞速发展，人们要求自动化系统具有开放性、集散性、智能性、信息电子化及网络化等特点，并且能用工控机对系统实现方便快捷的控制，显然单机自动化系统已经远远不能满足工业控制要求，在这一形势下，包括三菱、欧姆龙、西门子、松下、莫迪康等著名的生产厂家陆续推出了各种类型的网络，网络的应用也越来越普遍和广泛.因此，掌握及其网络系统的应用技术成了各类电气自动化工作人员重要任务，及其网络的应用技术也已经成为了各类自动化专业学生的核心课程.我公司利用西门子公司的各种产品，开发了这套专门用于教学过程的实验系统.丰富的基础实验内容，使学生更深入的掌握单机的硬件和软件的应用.系统具备强大的扩展性能，组态监控软件、传感器以及网络的加入，让学生可轻松的掌握西门子的组网方法和编制一般的通信应用程序，以及学会怎样利用组态软件制作各种人机界面对的点进行远程监视和控制.系统采用西门子可编程控制器300为主机，将点的接口全部引到主机模块的面板上，用插接导线配合单元模块就能方便的完成各种实验.学生可通过手持编程器（输入语句表）或个人电脑（输入语句表、梯形图）进行程序的编制、调试和运行.通过辅助模块，还可以用直接带动电机负载，进行电机的各种启动、运行演示，使学生可以全面的掌握可编程控制器的控制原理、安装操作、指令训练、编程技巧等。
读者
该手册是为具有一定背景知识的编程人员、工程师、安装人员、专业教师等电气人员编写。
适用范围
该手册所阐述的控制系统，用于实验室教学，以下专业的大中专院校的实验室可以选用：
·工业电气自动化；
·工业企业自动化；
·自动控制；
·机电一体化；
·过程控制；
·物业管理自动化（楼宇自动化）。
安全事项
·实验系统安装新用户必须在接受合格人员的专业知识和安全规程的培训后进行实验；
·实验前请仔细阅读实验指导和相关操作手册，在充分了解实验装置的使用方法、安全注意事项后进行实验；
·可编程控制器（）的使用，严格按照“三菱微型可编程控制器操作手册”规程执行；
·请勿在有尘埃、油烟、导电性粉尘、腐蚀性气体、可燃性气体的场合、高温、结露、冯愈侵蚀的场所、振动冲击大的场所使用；
·产品报废时，请按照工业废弃物处理。
·不正确的操作，可能导致死亡、严重的人身伤害、财产损失或其他意想不到的后果。
·安装、接线、电路连接、电路修整等作业，请务必断开全部电源后进行，带电操作可能导致人身伤害、损坏设备等重大事故；
·的配线、接线必须严格的安照相关操作手册进行，错误的接线，就会烧坏这些重要元件；
·通电过程中不要触摸各种带电端子，不要拧紧或清扫端子，以防电震和误动作。
前言…………………………………………………………………………………………………………3
目录…………………………………………………………………………………………………………5
1主要技术参数……………………………………………………………………………………………6
2主机模块简介……………………………………………………………………………………………6
3实训模块内部原理图……………………………………………………………………………………7
4西门子接线原理图………………………………………………………………………8
5注意事项…………………………………………………………………………………………………11
6模拟实验部分…………………………………………………………………………………………12
实验1电机△降压启动…………………………………………………………………………………12
实验2抢答器实验…………………………………………………………………………………………12
实验3红绿灯自动控制…………………………………………………………………………………12
实验4水塔水位自动控制………………………………………………………………………………13
实验5成型机全自动控制………………………………………………………………………………13
实验6轧钢机全自动控制………………………………………………………………………………13
实验7三种液体自动加热混合控制………………………………………………………………………14
实验8机械手控制系统………………………………………………………………………………14
实验9全自动皮带运输机………………………………………………………………………………15
实验10双面钻控制…………………………………………………………………………15
实验11四层电梯控制………………………………………………………………………………16
实验12天塔之光控制………………………………………………………………………………17
实验13八站小车呼叫控制……………………………………………………………………17
实验14电镀生产线控制…………………………………………………………………………………18
实验15洗衣机控制………………………………………………………………………………19
实验16M7120磨床模拟控制………………………………………………………………………20
实验176140车床模拟控制………………………………………………………………………20
实验18X62W铣床模拟控制……………………………………………………………21
实验19T68镗床模拟控制…………………………………………………………………………21
1主要的技术参数
详细的参数见西门子300系列可编程控制器使用手册
工作电源380±5%，50
额定电流10A
相对湿度35-85（不凝露）
环境温度0-550C
外型尺寸1540×300×710
产品设计如有更改，恕不另行通知
2主机模块简介
图1模块面板图
可编程控制器的硬件、软件组态、配线请参考可编程控制器随机附带的使用手册。
3实验模块内部原理图
模拟实验模块，是采用各种按钮、发光二极管等元件来模拟电气控制线路当中的传感器、接触器、继电器或电磁阀等电气元件.不同的实验模块演示不同的控制系统，如机械手、电梯等，通过利用编制程序来控制发光二极管的亮或灭，达到学习应用技术和熟悉各种控制系统的流程的目的.下图为“电机控制”实验模块的面板图、内部原理图（虚线框内）和“模块”的接线图.本书中把开关、按钮、拨码器、传感器等元件称为的输入信号，接触器、时间继电器、八段译码器、发光二极管等为的驱动外设.模拟实验模块上所有的输入信号共用一个端子，即图中所示的“输入公共点”，所有的发光二极管共用一个端子，即图中的“输出公共点”.所有的实验模块内部原理图类似，后面的实验内容中不再赘述.
图2
4西门子输出部分接线原理图
图3数字量输出通道1接线
图4数字量输出通道2接线
图5数字量输出通道3接线
图6数字量输入通道1接线
图7数字量输入通道2接线
图8模拟量通道接线
5注意事项
3.1用本装置做实验以前，必须具备以下条件：
◇熟悉工厂常用电器的结构、工作原理（包括电磁原理和机械原理）、规格型号、使用场合、作用和功能.如：
接触器、热继电器、熔断器、行程开关、空气开关、漏电保护、中间继电器、按钮、开关等常用电器.
◇熟悉继电器控制的基础知识，掌握常用的控制线路，如三相异步电动机的启动方式（全电压启动、降压启动等），正反转控制，电机星三角启动等；了解典型的继电器控制线路，如M7120磨床、T68镗床等控制线路，有一定的电气控制设计能力.
◇系统的学习了可编程控制器的理论知识，包括内部结构，控制机理、工作方式、硬件、软件和系统构成.了解目前国内外主要产品类型以及的功能和用途.了解装置的结构、性能、操作方法及注意事项，在使用时严格遵守，以确保实验的顺利进行，上机调试前认真作好预习工作.
3.2实验步骤
◇按照教师指定的实验内容，充分的了解实验目的，熟悉受控系统的运行流程.其中包括：
控制过程的组成环节，各个环节的技术要求和相互关系，输入输出的逻辑关系和测量方法，系统的控制方式及要求（例如单步、步进、单周期等），按照预习指导熟悉相应的指令的使用方法.
◇按照控制要求画出工艺流程图，确定点数（输入/输出点数）的分配.
◇设计梯形图及编制程序.
◇联机调试运行.
◇参照附录的参考程序，对比得出结论.
实验1电机△启动
实验设备：
00主机模块、09开关按钮模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
控制要求：
按下启动按钮1，接触器1、吸合，电机启动2S后断开，△接通，电机进入运行状态，完成△启动过程.运行过程中，按下停止按钮2，电机停止运行.
（1）分配表
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.0
接触器1
I0.1
停止按钮2
Q0.1
接触器
Q0.2
接触器△
实验2抢答器实验
实验设备：
00主机模块、05模拟实训模块、09开关按钮模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
一个四组抢答器，抢答键分别是开关按钮模块上的1、2、3、4.任意一组抢先按下按键后，显示器能及时显示该组的编号，同时锁住抢答器，其它组此时按键无效；按下复位按钮10后，进行下一轮抢答.
（2）分配表
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
复位按钮10
Q0.10.7
数码管
I0.10.4
按钮14
实验3 红绿灯自动控制
实验设备：
00主机模块、02模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
按下启动按钮1后，在东西方向上：
绿灯亮4S，接着闪烁2S后熄灭，接着黄灯亮2S后熄灭，接着红灯亮8S后熄灭，以后返回循环，绿灯亮4S…；在南北方向上：
红灯亮8S后熄灭，绿灯亮4S，接着闪烁2S，接着黄灯亮2S后熄灭，以后返回循环，红灯亮8S…；按下停止按钮2后，所有小灯均熄灭.
（2）分配表
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.1
启动按钮1
Q0.00.2
东西红、黄、绿灯
I0.2
停止按钮2
Q0.30.5
南北红、黄、绿灯
实验4水塔水位自动控制
实验设备：
00主机模块、04模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
当水池水位低于低位界（S4为）时，电磁阀Y打开进水，若2S以后水池水位仍低于低位界，说明阀Y没有进水，阀Y指示灯闪烁，表示出现故障；当水位达到水池高位界（S3为）时，电磁阀Y关闭；当水塔水位低于低位界（S2为），且水池处于正常水位（S4为）时，电机M（带动水泵）自动投入运转，开始抽水，当水位达到水塔高位界（S1为）后，电机M停止.
（1）分配表
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
水塔高位界S1
Q0.0
电机M
I0.1
水塔低位界S2
Q0.1
电磁阀Y
I0.2
水池高位界S3
I0.3
水池低位界S4
实验5成型机的全自动控制
实验设备：
00主机模块、04模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
初始状态，把原料放入成型机内，各液压缸状态为：
Y124，Y3，S135，S246.按下启动按钮1后，系统动作要求如下：
上液压缸B启动（Y2），B的活塞开始向下运动（S4），当B缸的活塞下降到终点时（S3），左液压缸A和右液压缸C同时启动（Y14，Y3），A缸的活塞开始向右运动，C缸的活塞开始向左运动（S26）；当A、C缸的活塞到达终点时（S15），原料已成型，各液压缸开始退回初始状态.首先，A、C缸返回（Y14，Y3，使S15），当A、C缸返回到初始位置后（S26），B缸开始返回（Y2，使S3），当B缸返回到初始状态后（S4），系统回到初始状态，取出成品，放入原料，10S后自动开始下一工件的加工.按下停止按钮2后，系统在当前的工件加工完毕并回到初始状态后，停止运行.
（2）分配表
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.10.4
电磁阀Y14
I0.10.6
限位开关S16
I0.7
停止按钮2
实验6轧钢机的全自动控制
实验设备：
00主机模块、04模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
按下启动按钮1后，电动机M1、M2投入运行，传感器S1有信号后（S1），电动机M3正转，钢板往左传送，S1的信号消失.钢板到位传感器S2有信号后，电磁阀Y1动作，电动机M3反转，S2信号消失；S1有信号，电动机M3正转，钢板往左传送，S1的信号消失，钢板到位传感器S2有信号后，Y1动作，电动机M3反转，S2信号消失；电磁阀Y1重复经过三次循环，S2有信号后，则停机10S，取出成品，钢板到后，继续运行.
（2）分配表.
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.00.1
M12
I0.1
S1
Q0.2
M3F（正转）
I0.2
S2
Q0.3
M3F（反转）电磁阀Y2
I0.3
停止按钮
Q0.4
L2
实验7三种液体自动混合加热控制
实验设备：
00主机模块、04模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
初始状态，容器是空的，电磁阀Y1、Y2、Y3和搅拌机均为，液面传感器L1、L2、L3、加热器H均为；按下启动按钮后，电磁阀Y1、Y2闭合（Y12），开始注入液体A、B，至液面高度为L2（L2）时，停止注入（Y12），同时开启液体C电磁阀Y3（Y3）注入液体C，当液面升至L1（L1）时，停止注入（Y3），同时开启搅拌机，10S后搅拌停止后开始加热（），当混合液温度达到某一指定值时，T1，，加热器停止加热，放出混合液体（Y4），至液体高度降为L3（L3）后，再经5S停止放出（Y4）；按下停止按钮后，当前操作完毕后，停止在初始状态.
（2）分配
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.10.4
电磁阀Y14
I0.1
停止按钮2
Q0.5
搅拌机电机M
I0.20.4
L13
Q0.6
电炉H
I0.5
T
实验8机械手控制系统
实验设备：
00主机模块、01模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
机械手控制系统包括两种工作方式：
手动和自动.其中手动分为各别操作和回原点操作，自动运行顺序：
“原点位置—下降—夹紧—上升—右行—下降—放松—上升—左行—原点位置”，一个循环称为一个周期.原点位置设定为机械手处于左上位、松开，即为系统的初始状态（此时左限位和上限位同时接通）.
（2）点分配表：
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.1
下限
Q0.0
下降指示
I0.2
上限
Q0.1
夹紧指示
I0.3
右限
Q0.2
上升指示
I0.4
左限
Q0.3
右行指示
I0.5
上升按钮
Q0.4
左行指示
I0.6
左行按钮
Q0.5
原点指示
I0.7
松开按钮
I1.0
下降按钮
I1.1
右行按钮
I1.2
夹紧按钮
I1.3
手动
I1.4
单周
I1.5
启动
I1.6
停止
实验9全自动皮带运输机
实验设备：
00主机模块、02模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
按下按钮1，M4首先投入运转，2秒后M3运转，2秒后M2运转，2秒后M1运转，2秒后料斗门打开，其指示灯Y0点亮，系统进入运行状态；2秒后，料斗自动关闭（指示灯Y0灯熄灭），2秒后M1停转，2秒后M2停转，2秒后M3停转，2秒后M4停转，此时系统进入停止状态.2秒后M4自动启动，接着自动重复以上过程.运行过程中，按下停止按钮2，系统按上述过程顺序停止.
（2）分配表：
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.0
料斗K
I0.1
停止按钮2
Q0.1
M1
Q0.2
M2
Q0.3
M3
Q0.4
M4
实验10双面钻控制
实验设备：
00主机模块、02模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
机床工作过程：
按启动按钮后夹紧工件→左右动力头同时快进并启动主轴→至5、2动作→工进→至3，4动作，死挡铁停留→分别快退→1，6为，松开工件，停主轴。
如此实现自动循环。
按下停止按钮后，加工停止。
（2）分配表：
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.0
1
I0.1
停止按钮2
Q0.1
2
Q0.2
3
Q0.3
4
Q0.4
5
Q0.5
6
Q0.6
7
Q0.7
M1
Q1.0
M2
实验11四层电梯控制
实验设备：
00主机模块、01模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
电机矫箱的动作的要求如下表所示
序号
输入
输出
原停靠楼层
召唤楼层
运行方向
运行情况
1
1
4
升
上升到4层停
2
2
4
升
上升到4层停
3
3
4
升
上升到4层停
4
4
4
停
召唤无效
5
1
3
升
上升到3层停
6
2
3
升
上升到3层停
7
3
3
停
召唤无效
8
4
3
降
下降到3层停
9
1
2
升
上升到2层停
10
2
2
停
召唤无效
11
3
2
降
下降到2层停
12
4
2
降
下降到2层停
13
1
1
停
召唤无效
14
2
1
降
下降到1层停
15
3
1
降
下降到1层停
16
4
1
降
下降到1层停
17
1
2、3、4
升
先升到2，再升到3，再升到4
18
2
3、4
降
先升到3，再升到4
19
2
先1，后3或4
升
先降到1，再升到3或4
20
2
先3或4，后1
降
先升到3或4，后降到1
21
3
1、2
降
先降到2，再降到1
22
3
先4，后1或2
升
先升到4，后降到1或2
23
3
先1或2，后4
降
先降到1或2，后升到4
（2）分配表：
输入外设名称
输入点
输出外设名称
输出点
下终端限位1
I0.5
一楼平层显示L1
Q1.4
第二层限位2
I0.6
二楼平层显示L2
Q1.5
第三层限位3
I0.7
三楼平层显示L3
Q1.6
上终端限位4
I1.0
四楼平层显示L4
Q1.7
箱内指令输入1（到一层）1
I0.1
向上运行监视
Q0.0
箱内指令输入2（到二层）2
I0.2
向下运行监视
Q0.1
箱内指令输入3（到三层）3
I0.3
箱内呼叫指示L11（到一层）
Q0.2
箱内指令输入4（到四层）4
I0.4
箱内呼叫指示L12（到二层）
Q0.3
四楼下召按钮四下
I1.6
箱内呼叫指示L13（到三层）
Q0.4
三楼上召按钮三上
I1.5
箱内呼叫指示L14（到四层）
Q0.5
三楼下召按钮三下
I1.4
四楼下召指示D4
Q1.3
二楼上召按钮二上
I1.3
三楼上召指示U3
Q1.2
二楼下召按钮二下
I1.2
三楼下召指示D3
Q1.1
一楼上召按钮一上
I1.1
二楼上召指示U2
Q1.0
二楼下召指示D2
Q0.7
一楼上召指示U1
Q0.6
实验12天塔之光控制
实验设备：
00主机模块、05模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
按下启动按钮1，L5→L6、L7、L8、L9→L1、L2、L3、L4→L5......循环下去，按下停止按钮2，停止运行.
（2）分配表：
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动按钮1
Q0.0
L1
I0.1
停止按钮2
Q0.1
L2
Q0.2
L3
Q0.3
L4
Q0.4
L5
Q0.5
L6
Q0.6
L7
Q0.7
L8
Q1.0
L9
实验13八站小车呼叫控制
实验设备：
00主机模块、05模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
有8个编号为1-8的站点供小车停靠，每个站都有对小车的控制呼叫按钮（18）分别及8个停靠站点相对应.
（2）分配表：
输入点
输入外设
输出点
输出外设
I0.0
启动
Q0.0
左行
I0.1
停止
Q0.1
右行
I0.2
1呼叫按钮1
Q0.2
I0.3
2呼叫按钮2
I0.4
3呼叫按钮3
I0.5
4呼叫按钮4
I0.6
5呼叫按钮5
I0.7
6呼叫按钮6
I1.0
7呼叫按钮7
I1.1
8呼叫按钮8
I1.2
1停站1
I1.3
2停站2
I1.4
3停站3
I1.5
4停站4
I1.6
5停站5
I1.7
6停站6
I2.0
7停站7
I2.1
8停站8
实验14电镀生产线控制
实验设备：
00主机模块、03模拟实训模块、连接导线.个人计算机、编程电缆等.
（1）控制要求：
工件放入电镀槽中，电镀10S后提起，停放10S，让镀液从工件上流回镀槽，然后放放回收液槽中浸10S，提起怕停10S，接着放入清水槽中清洗10S，最后提起停10S后，行车返回原位，一个工件的电镀过程结束.
（2）分配表：
输入点
输入外设
输出点
升级会员 