2024年4月9日发(作者：acer4741g参数)

亚龙YL-235A型

光机电一体化实训考核装置

实训指导书

亚龙科技集团有限公司

全国机电一体化产品的装配与调试竞赛指定产品

前 言

教育部为深入贯彻落实国务院召开的全国职业教育工作会议精神，推动中等职业学校

教育教学改革，提高教育教学质量和办学效益，展示全国中等职业学校电工电子类专业的

办学成果，交流新知识、新技术、新方法、新工艺在电工电子类专业教学中运用的经验，

加强中等职业学校学生电工电子类专业技能训练，激励中职学校师生爱岗敬业、自强不息，

根据《教育部关于举办“2008年全国职业院校技能大赛”的通知》（教职成函[2008]3号）

精神，我部与信息产业部决定举办2008年全国中等职业学校电工电子技术技能大赛。亚龙

科技集团为了配合此次大赛，特精心研制了亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置，

供各校和大赛实训与考核使用。

* * * * * *

亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置包含了机电一体化专业所涉及的基础知识

和专业知识，包括了基本的机电技能要求，也体现了当前先进技术的应用。它为学生提供

了一个典型的、可进行综合训练的工程环境，为学生构建了一个可充分发挥学生潜能和创

造力的实践平台。在此平台上可实现知识的实际应用、技能的综合训练和实践动手能力的

客观考核。

本实训指导书主要阐述亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置的基本结构、工作

原理、工作过程和典型产品（PLC、变频器和触摸屏）的使用说明。

期望读者能对照实物，搞清它们的基本结构、动作流程、控制方式和工作原理，能顺

利完成考核要求。

由于我们的经验不足，还殷切希望各院校老师和同行专家提出改进建议。

亚龙科技集团

亚龙科技集团 亚龙努力为更多人带去知识与技能

全国机电一体化产品的装配与调试竞赛指定产品

目 录

第1章 亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置..................................................................1

1.1

外观.........................................................................................................................................1

1.2

概述.........................................................................................................................................1

1.3

实训项目.................................................................................................................................2

1.4

配置.........................................................................................................................................2

1.5

配置清单.................................................................................................................................3

1.5.1

PLC及变频器选配表....................................................................................................4

1.6

技术参数.................................................................................................................................4

第2章 亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置机构说明.................................................5

2.1

整机工作流程.........................................................................................................................5

2.2

工作原理.................................................................................................................................5

2.3

送料机构.................................................................................................................................6

2.4

机械手搬运机构.....................................................................................................................7

2.5

物料传送和分拣机构.............................................................................................................8

2.6 气动原理................................................................................................................................8

2.7

气缸电控阀使用...................................................................................................................10

2.8

传感器应用说明...................................................................................................................12

2.8.1 常用传感器的使用说明

.................................................................................................................12

2.8.2 磁性开关的使用说明

......................................................................................................................12

2.9

触摸屏说明...........................................................................................................................13

2.9.1 软件的安装

.........................................................................................................................................13

3.0

制作一个简单的工程...........................................................................................................21

4.0

通信设置...............................................................................................................................32

第3章 亚龙YL-235A光机电一体化实训考核装置电气电路说明...........................................34

3.1

电气电路组成.......................................................................................................................34

3.2

三菱PLC主机、变频器.......................................................................................................34

3.2.1 端子接线图

.........................................................................................................................................35

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3.2.2 三菱PLC控制原理图

......................................................................................................................36

3.2.3 三菱I/O分配图

................................................................................................................................37

3.2.4三菱变频器操作

.................................................................................................................................38

3.2.5 变频器操作面版说明

......................................................................................................................39

3.2.6 参数设置方法

....................................................................................................................................40

3.2.7 三菱变频器参数设置

......................................................................................................................41

3.3

欧姆龙PLC主机、变频器...................................................................................................42

3.3.1 端子接线图

.........................................................................................................................................43

3.3.2 欧姆龙PLC控制原理图

.................................................................................................................44

3.3.3 欧姆龙I/O分配图

...........................................................................................................................45

3.3.4 欧姆龙变频器操作

...........................................................................................................................46

3.3.5 欧姆龙变频器参数设置

.................................................................................................................48

3.4

西门子PLC主机、变频器...................................................................................................49

3.4.1 端子接线图

.........................................................................................................................................50

3.4.2 西门子PLC控制原理图

.................................................................................................................51

3.4.3 西门子I/O分配图

...........................................................................................................................52

3.4.4 西门子变频器操作

...........................................................................................................................53

3.4.5 西门子变频器参数设置

.................................................................................................................56

3.5

松下PLC主机、变频器.......................................................................................................57

3.5.1 端子接线图

.........................................................................................................................................58

3.5.2 松下PLC控制原理图

......................................................................................................................59

3.5.3 松下I/O分配图

................................................................................................................................60

3.5.4 松下变频器操作

................................................................................................................................61

3.5.5 松下变频器参数设置

......................................................................................................................64

附录A 装配图..................................................................................................................................65

附录B 进线接线图..........................................................................................................................71

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第1章 亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置

1.1 外观

该产品已申请多项外观与实用新型专利

专利产品，仿制必究

专利号：2.6 2.1

2.7 2.2

1.2 概述

亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体

化设备的机械部件、PLC模块单元、触摸屏模块单元、变频器模块单元、按钮模块单元、电

源模块单元、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。整体结构采用开

放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产设备，也可

添加机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或者竞赛要求组装成具有

模拟生产功能的机电一体化设备。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按

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照具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需

要的模块。

该系统包含了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动、触摸

屏控制、可编程控制器、传感器，变频调速等多项技术，为学生提供了一个典型的综合实

训环境，使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识，在这里能得到全面的认识、综

合的训练和实际运用。

1.3 实训项目

1. 自动检测技术使用实训

2. 气动技术应用实训

3. 可编程控制器编程实训

4. 电气控制电路实训

5. 变频器应用实训

6. 触摸屏应用实训

7. 自动控制技术教学与实训

8. 机械系统安装和调试实训

9. 系统维护与故障检测实训

1.4 配置

该装置配置了触摸屏模块、可编程控制器（PLC）、变频器装置、气动装置、传感器、

气动机械手装置、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。整个系统为模块化结构提供

开放式实训平台，实训模块可根据不同的实训要求进行组合；同时学校还可以根据教学需

要，配置不同品牌的（PLC）模块和变频器模块以及触摸屏模块，也可以增加其它实训模块。

系统的控制部分采用触摸屏模块和可编程控制器（PLC），执行机构由气动电磁阀-气缸

构成的气压驱动装置，实现了整个系统自动运行，并完成物料的分拣。整个实训考核装置

的模块之间连接方式采用安全导线连接，以确保实训和考核的安全。

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1.5 配置清单

序号

1

2

3

4

5

实训桌

触摸屏模块单元

PLC模块单元

变频器模块单元

电源模块单元

名称 型号及规格

1190×800×840 mm

三相电源总开关（带漏电和短路保

护）1个，熔断器3只，单相电源插

座2个，安全插座5个；

24 V/6 A、12 V/2 A各一组；急停按

钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，

复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按

钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、

绿、红各2只；

直流减速电机（24 V，输出转速6

r/min）1台，送料盘1个，光电开关

1只，送料盘支架1组；

单出双杆气缸1只，单出杆气缸1只，

气手爪1只，旋转气缸1只，电感式

接近开关2只，磁性开关5只，缓冲

阀2只，非标螺丝2只，双控电磁换

向阀4只；

三相减速电机（380 V，输出转速

40r/min）1台，平皮带1355×49×2

mm 1条，输送机构1套；

单出杆气缸3只，金属传感器1只，

光纤传感器2只，光电传感器1只，

磁性开关6只，物件导槽3个，单控

电磁换向阀3只

接线端子和安全插座

金属5个，尼龙黑白各5个

Φ4Φ6

亚龙

程序及相关资料

数量

1

1

1

1

1

单位

张

块

台

台

块

备注

用户可在清单内选

择，详见附表一

6 按钮模块单元

1 套

7 物料传送机部件 1 套

8 气动机械手部件

1 套

9 皮带输送机部件 1 套

10 物件分拣部件

1 套

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

接线端子模块

物料

安全插线

气管

PLC编程线缆

PLC编程软件

触摸屏与计算机通信线

触摸屏与PLC通信线

配套工具

产品配套光盘

线架

实训指导书

1

15

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

块

个

套

套

条

套

条

条

套

套

个

套

拷贝版

3

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23

24

25

26

电脑推车

计算机

空气压缩机

塑料泡沫盒

亚龙

品牌机

1

1

1

1

台

台

台

套

可选

可选

1.5.1 PLC及变频器选配表

序号

1

三菱变频器

西门子PLC主机

2

西门子变频器

欧姆龙PLC主机

3

欧姆龙变频器

松下PLC主机

4

松下变频器

5 其它品牌

BFV00074，0.75kw

台

1

3G3JV-A4007，0.75kw

FPX-L60

台

台

1

1

MM420，0.75kw，（三相输入）

CPM2AH-40CDR+CPM1A-8ER

台

台

1

1

E540，0.75kw

CPU226CN+EM222CN，AC/DC/RLY

台

台

1

1

名称

三菱PLC主机

型号及规格

FX2N-48MR

单位

台

数量

1

1.6 技术参数

1、 交流电源：三相 AC 380V±10% 50 Hz；

2、 温度：-10℃~40℃；环境湿度：≤90%（25℃）；

3、 实训桌外形尺寸：长×宽×高=1200mm×800mm×840mm；

4、 整机消耗：≤1.5kVA；

5、 安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。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。

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第2章 亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置机构说明

2.1 整机工作流程

2.2 工作原理

在触摸屏上按启动按扭后，装置进行复位过程，当装置复位到位后，由PLC启动送料

电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检测位置，物料检测光电传感器检测；如果

送料电机运行若干秒钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说明送料机构已经无

物料或故障，这时要停机并报警；当物料检测光电传感器检测到有物料，将给PLC发出信

号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，

手臂伸出，手爪下降将物料放到传送带上，落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传

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送带输送物料，同时机械手按原来位置返回进行下一个流程；传感器则根据物料的材料特

性、颜色特性进行辨别，分别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。

2.3 送料机构

1－转盘 2－调节支架 3－直流电机 4－物料 5－出料口传感器 6－物料检测支架

放料转盘： 转盘中共放三种物料：金属物料、白色非金属物料、黑色非金属物料。

驱动电机： 电机采用24V 直流减速电机，转速6r/min；用于驱动放料转盘旋转。

物料支架： 将物料有效定位，并确保每次只上一个物料。

出料口传感器： 物料检测为光电漫反射型传感器，主要为PLC提供一个输入信号，如果

运行中，光电传感器没有检测到物料并保持若干秒钟，则应让系统停机然后

报警。

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2.4 机械手搬运机构

1－旋转气缸 2－非标螺丝 3－气动手爪 4－手爪磁性开关Y59BLS 5－提升气缸

6－磁性开关D-C73 7－节流阀 8－伸缩气缸 9－磁性开关D-Z73 10－左右限位传感器

11－缓冲阀 12－安装支架

整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。

手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制。

磁性传感器：用于气缸的位置检测。检测气缸伸出和缩回是否到位，为此在前点和后点上

各一个，当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个信号；（在应用过程中棕

色接PLC主机输入端，蓝色接输入的公共端）

手爪: 抓取和松开物料由双电控气阀控制，手爪夹紧磁性传感器有信号输出，指示灯亮，

在控制过程中不允许两个线圈同时得电。

旋转气缸：机械手臂的正反转，由双电控气阀控制。

接近传感器：机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出。（在应用过程中 棕色线

接直流24V电源“+”、蓝色线接直流24V电源“-”、黑色线接PLC主机

的输入端）

双杆气缸：机械手臂伸出、缩回，由电控气阀控制。气缸上装有两个磁性传感器，检测气

缸伸出或缩回位置。

缓冲器： 旋转气缸高速正转和反转时，起缓冲减速作用。

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2.5 物料传送和分拣机构

1－磁性开关D-C73 2－传送分拣机构 3－落料口传感器 4－落料口 5－料槽

6－电感式传感器 7－光纤传感器 8－过滤调压阀 9－节流阀 10－三相异步电机

11－光纤放大器 12－推料气缸

落料口传感器：检测是否有物料到传送带上，并给PLC一个输入信号。

落料孔：物料落料位置定位。

料槽：放置物料。

电感式传感器：检测金属材料，检测距离为3~5mm。

光纤传感器：用于检测不同颜色的物料，可通过调节光纤放大器来区分不同颜色的灵敏度。

三相异步电机：驱动传送带转动，由变频器控制。

推料气缸：将物料推入料槽，由电控气阀控制。

2.6 气动原理

本装置气动主要分为两部分：1、气动执行元件部分有单出杆气缸、单出双杆气缸、

旋转气缸、气动手爪。2、气动控制元件部分有单控电磁换向阀、双控电磁换向阀、节流阀、

磁性限位传感器。

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气 路 原 理 图

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2.7 气缸电控阀使用

气缸示意图

注：气缸的正确运动使物料分到相应的位置，只要交换进出气的方向就能改变气缸的伸出

（缩回）运动，气缸两侧的磁性开关可以识别气缸是否已经运动到位。

双向电磁阀示意图

注：双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动。电控阀内装

的红色指示灯有正负极性，如果极性接反了也能正常工作，但指示灯不会亮。

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单相电磁阀示意图

注： 单向电控阀用来控制气缸单个方向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。与双向电控阀

区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置，而单控阀初始位置是固

定的只能控制一个方向。

气动手爪控制图：

手爪控制示意图

当手爪由单向电控气阀控制时，如上图所示，当电控气阀得电，手爪夹紧。当电控气

阀断电后手爪张开。当手爪由双向电控气阀控制时，手爪抓紧和松开分别由一个线圈控制，

在控制过程中不允许两个线圈同时得电。

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2.8传感器应用说明

2.8.1 常用传感器的使用说明

电感式接近传感器由高频震荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。震荡器在传感器

检测面产生一个交变电磁场，当金属物料接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了

震荡器的能量。使震荡减弱以至停滞。震荡器的震荡及停振这两种状态，转换为电信号通

过整形放大器转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。

光电传感器是一种红外调制型无损检测光电传感器。采用高效果红外发光二极管光敏

三极管作为光电转换元件。工作方式有同轴反射和对射型。在本实训装置中均采用同轴反

射型光电传感器，它们具有体积小，使用简单，性能稳定，寿命长，响应速度快，抗冲击，

耐震动，接受不受外界干扰等特点。

2.8.2 磁性开关的使用说明

磁性开关是用来检测气缸活塞位置的，即检测活塞的运动行程的。它可分为有触点式

和无触点式两种。本装置上用的磁性开关均为有触点式的。它是通过机械触点的动作进行

开关的通（ON）断（OFF）。

用磁性开关来检测活塞的位置，从设计、加工、安装、调试等方面，都比使用其他限

位开关方式简单、省时。触点电阻小，一般为50～200mΩ，吸合功率小，过载能力较差，

只适合低压电路。

响应快，动作时间为1.2ms。耐冲击，冲击加速度可达300

m/s

2

,无漏电流存在。

使用注意事项：

1）安装时，不得让开关受过大的冲击力，如将开关打入、抛扔等；

2）不要把连接导线与动力线（如电动机等）、高压线并在一起；

3）磁性开关的配线不能直接接到电源上，必须串接负载。且负载绝不能短路，以免开

关烧坏；

4）带指示灯的有触点磁性开关，当电流超过最大电流时，发光二极管会损坏；若电流

在规定范围以下，发光二极管会变暗或不亮。

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2.9 触摸屏说明

2.9.1 软件的安装