LG-YDS120型 运动控制综合能力实训系统
一、系统介绍
运动控制技术是自动化技术与电气拖动技术的融合，它综合了微电子技术、计算机技术、检测技术、自动化技术以及伺服控制技术等学科的最新成果，现已广泛应用于国民经济的各个行业，并起着重要作用。LG-YDS120型 运动控制综合能力实训系统是典型的运动控制技术应用的实例。其源自对工业领域典型生产加工过程的抽象提取，可提供圆盘同步、直线同步和圆盘式飞剪及物料卷绕等被控对象组成，以满足不同类别不同难度的教学及实训需求。
二、系统组成
本运动控制综合能力实训系统主要由主机架、控制系统电控箱、人机交互面板以及受控对象组等几部分组成。接下来，将对各组成部分进行详细介绍。
1、主机架
主机架部分尺寸为：长 1220mm x 宽 820mm x 高 820mm，重量约为 80KG。
2、电控箱
本系统电控箱内部主要安装有西门子 SIMATIC S7-T 工艺控制系统、西门子 SINAMICS S120 高性能驱动系统以及低压控制与配电产品。其中 SIMATIC S7-T 工艺控制系统与 SINAMICS S120 高性能驱动系统的主要组成部分可参考下面表格中的内容：
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序号 |
产品名称与规格 |
产品订货号 |
数量 |
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1 |
电源 PS307 |
6ES7307-1EA01-0AA0 |
1 |
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2 |
控制器 CPU 315T-3 PN/DP |
6ES7315-7TJ10-0AB0 |
1 |
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3 |
存储卡 MMC |
6ES7953-8LP31-0AA0 |
1 |
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4 |
数字信号模块 SM323 |
6ES7323-1BL00-0AA0 |
1 |
|
5 |
模拟信号模块 SM334 |
6ES7331-0CE01-0AA0 |
1 |
|
6 |
接口模块 IM174 |
6ES7174-0AA10-0AA0 |
1 |
表 1-1 SIMATIC S7-T 工艺控制系统主要组成部分
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序号 |
产品名称 |
产品订货号 |
数量 |
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1 |
控制单元 CU320-2 PN |
6SL3040-1MA01-0AA0 |
1 |
|
2 |
存储卡 CF |
6SL3054-0EG00-1BA0 |
1 |
|
3 |
整流单元 SLM |
6SL3130-6AE15-0AB1 |
1 |
|
4 |
双轴电机模块 DMM |
6SL3120-2TE13-0AA3 |
1 |
|
5 |
单轴电机模块 SMM |
6SL3120-1TE13-0AA3 |
1 |
|
6 |
伺服电机 SERVO |
1FK7022-5AK71-1PA3 |
3 |
表 1-2 SINAMICS S120 高性能驱动系统主要组成部分
3、人机交互面板
人机交互面板装有 1 块西门子 KTP 700 BASIC PN（产品订货号：6AV2123-2GB03-0AX0）操作屏，可以通过以太网线实现与 CPU 315T-3 PN/DP 或控制单元 CU320-2 PN 进行连接。在操作屏右侧装有 20 个双位置开关，其中的16 个开关接入至控制单 CU320-2 PN，4 个开关接入至电压配电系统的端子排中。
4、受控对象组
目前，本系统的受控对象组主要由圆盘同步、直线同步和圆盘式飞剪及物料卷绕等受控对象组成。各对象主要组成部分及规格参数可参考下面表格中的内容：
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序号 |
部件名称/参数名称 |
部件规格/参数 |
数量 |
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1 |
带刻度圆盘（小） |
直径 = 118mm |
1 |
|
2 |
带刻度圆盘（大） |
直径 = 180mm |
1 |
|
3 |
伺服电机 |
额定转速 = 6000RPM |
2 |
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4 |
减速箱 |
减速比 = 50:1 |
2 |
表 1-3 圆盘同步对象主要组成部分及规格参数
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序号 |
部件名称/参数名称 |
部件规格/参数 |
数量 |
|
1 |
同步带轮（小） |
直径 = 42mm |
1 |
|
2 |
同步带轮（大） |
直径 = 61mm |
1 |
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3 |
同步皮带（短） |
周长 = 590mm |
1 |
|
4 |
同步皮带（长） |
周长 = 632mm |
1 |
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5 |
同步带轮圆心距（小） |
圆心距 = 440mm |
|
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6 |
同步带轮圆心距（大） |
圆心距 = 880mm |
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7 |
反射式光电传感器 |
工作电压 = 24VDC |
2 |
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8 |
伺服电机 |
额定转速 = 6000RPM |
3 |
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9 |
减速箱 |
减速比 = 50:1 |
2 |
表 1-4 直线同步对象主要组成部分及规格参数
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序号 |
部件名称/参数名称 |
部件规格/参数 |
数量 |
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1 |
收卷辊 |
最大直径 = 140mm
最小直径 = 76mm |
1 |
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2 |
放卷辊 |
最大直径 = 140mm
最小直径 = 76mm |
1 |
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3 |
圆盘式飞剪 |
剪切周长 = 45mm |
1 |
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4 |
张力传感器 |
测量范围：0N - 150N
输出电压：0VDC - 10VDC |
1 |
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5 |
增量型旋转编码器 |
分辨率 = 1024PPR |
1 |
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6 |
旋转编码器辊 |
直径 = 50mm |
1 |
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7 |
对射式光电传感器 |
工作电压 = 24VDC |
1 |
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8 |
伺服电机 |
额定转速 = 6000RPM |
3 |
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9 |
减速箱 |
减速比 = 50:1 |
3 |
表 1-5 圆盘式飞剪及物料卷绕对象主要组成部分及规格参数
其中，张力传感器输入信号连接至电控箱内模拟信号模块的第 1 路模拟输入通道。旋转编码器输入信号连接至电控箱内 IM 174 接口模块的第 4 路编码器输入接口。
三、实训项目
1.PROFINET 连接设备
2.DRIVE-CLiQ 连接
3.SINAMICS S120 高性能驱动系统调试
4.通过控制面板启动电机
5.通过 PROFINET 网络连接 SINAMICS S120 驱动系统
6.对 SINAMICS S120 驱动系统进行恢复出厂设置
7.对 SINAMICS S120 驱动系统进行自动配置
8.通过外部开关启动电机
9.SIMATIC S7-T 工艺控制系统调试
10.进行控制系统硬件配置
11.对接口模块 IM 174 进行硬件配置
12.对 SINAMICS S120 驱动系统进行硬件配置
13.对张力传感器测量值值进行读取
14.使用变量监控表读取张力传感器测量值
15.对编码器测量值进行读取
16.生成编码器数据块
17.通过程序读取编码器测量值
