1自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線知識準備任務1初識自動化生產(chǎn)線項目一自動化生產(chǎn)線知識準備任務1

初識自動化生產(chǎn)線氣動技術在裝置中的應用任務2

傳感技術在裝置中的應用

任務3PLC技術在裝置中的應用任務42知識目標：了解自動化生產(chǎn)線的基本知識；掌握自動化生產(chǎn)線的基本組成；能力目標：能夠掌握YL-335B型自動化生產(chǎn)線的結構組成思政元素：通過介紹我國制造業(yè)在國際上的地位，激發(fā)學生的愛國精神。

自動生產(chǎn)線的基本概述

一、4自動化生產(chǎn)線是在流水線的基礎上逐漸發(fā)展起來的，它不僅要求自動生產(chǎn)線上各種機械加工裝置能自動地完成預定的各道工序及工藝過程，使產(chǎn)品成為合格的制品，同時還要求各個自動控制站能夠按照工藝順序連接起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造的生產(chǎn)過程。

自動生產(chǎn)線在機械加工中應用廣泛，其主要功能是實施加工和裝配，其中涉及氣動控制、電氣控制、自動檢測、電機調速、PLC編程等。5

啤酒灌裝自動生產(chǎn)線可將灌裝后的啤酒進行包裝、噴號、貼標簽等，其中涉及氣動控制、電氣控制、自動檢測、電機調速、PLC編程等。6

自動生產(chǎn)線所涉及的技術領域非常廣泛，如機械加工技術、氣動液壓技術、機電裝配技術、電氣控制技術、計算機控制技術、信息檢測技術、通信網(wǎng)絡技術等。目前，隨著電氣自動化和機械自動化水平的不斷提高，新技術、新工藝的不斷出現(xiàn)，自動生產(chǎn)線的整體水平也在提高。隨著智能制造技術、嵌入式技術、物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，自動生產(chǎn)線的功能將會得到高度擴充。7

YL-335B自動化生產(chǎn)線實訓考核裝備由安裝在鋁合金導軌式實訓臺上的供料單元、加工單元、裝配單元、分揀單元和輸送單元組成其外觀結構如圖所示。

YL-335B自動生產(chǎn)線的基本組成

二、8

在YL-335B自動生產(chǎn)線中，每個工作站可以自成一個獨立系統(tǒng)（執(zhí)行單機操作），同時，各個站組合構成了整體的自動生產(chǎn)線。

YL-335B每個站的執(zhí)行機構以氣動執(zhí)行機構為主，但輸送站的機械手裝置的整體運動采用伺服電機驅動（位置控制），分揀站的傳送帶驅動采用了調速技術（通用變頻器驅動），位置控制技術和變頻技術是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應用最為廣泛的電氣控制技術。9

在YL-335B設備上還應用了多種類型的傳感器（磁性開關、電感式接近開關、光電傳感器、光纖傳感器），它們分別用于判斷物體的運動位置、物體的材質、物體的有無和物體的顏色等。傳感器技術是機電一體化技術中的關鍵技術之一。10

在控制方面，YL-335B的標準配置采用了基于以太網(wǎng)通信(PROFINET)的PLC網(wǎng)絡控制方案,即每一個工作單元都由一臺PLC承擔控制任務,各

PLC之間通過以太網(wǎng)通信實現(xiàn)互聯(lián)的分布式控制。

小型PLC網(wǎng)絡以其結構簡單、價格低廉的特點在小型自動生產(chǎn)線中仍然有著廣泛的應用。

掌握基于工業(yè)以太網(wǎng)的PLC網(wǎng)絡控制技術，將為進一步學習現(xiàn)場總線技術、工業(yè)以太網(wǎng)技術等奠定良好的基礎。11

供料單元是YL-335B中的起始工作單元，在整個系統(tǒng)中起著向系統(tǒng)中的其他站提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉中待加工的物料(工件)自動地推到物料臺上,以便輸送單元的抓取機械手將其抓取,并輸送到其他單元。

YL-335B的基本功能

三、供料單元1.12供料單元外觀結構圖13加工單元2.14

加工單元將其物料臺上的工件(由輸送單元的抓取機械手送來)送到?jīng)_壓機構下方,完成一次沖壓加工動作,然后再將工件送回物料臺,待輸送單元的抓取機械手將其取出。加工單元外觀結構圖15裝配單元3.16

裝配單元的功能是將料倉內的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已被加工的工件中。

裝配單元先將料倉內的小圓柱工件推出，然后通過旋轉裝置將其送到裝配工位，由裝配機械手抓取并送到裝配物料臺的加工工件上，裝配站物料臺上的工件，由輸送站從加工站處抓取后傳輸?shù)?/p>

裝配單元的物料臺上。裝配單元外觀結構圖17

分揀單元將上一站送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色、不同材質的工件被分配到不同的料槽。分揀單元先確認是否有完成加工和裝配的工件出現(xiàn)，如果有則起動變頻器使傳送帶運行。在工件行進過程中，還會被檢測是否為金屬及小圓柱工件的顏色（白色或黑色），根據(jù)檢測結果，分別被推向不同的分揀槽。分揀單元4.18分揀單元外觀結構圖19輸送單元5.

輸送單元通過直線運動傳動機構，驅動抓取機械手裝置到指定站的物料臺上（精確定位），并在該物料臺上抓取工件并輸送到指定位置放下，實現(xiàn)工件的輸送功能。輸送單元外觀結構圖20

YL-335B裝備中的各工作單元的結構特點是機械裝置和電氣控制裝置相對分離。每一個工作單元的機械裝置整體安裝在底板上,控制工作單元生產(chǎn)過程的PLC裝置則安裝在工作臺兩側的抽屜板上。YL-335B機械裝置上的各電磁換向閥和傳感器的引出線均連接到裝置側的接線端口上,PLC裝置的I/O引出線則連接到PLC側的接線端口上。兩個接線端口之間通過多芯信號電纜相連。

YL-335B的電氣控制四、YL-335B工作單元的結構特點1.211）裝置側接線端子的結構組成

YL-335B裝置側接線端子采用三層端子結構，上層端子用以連接DC24V電源的+24V端，底層端子用以連接DC24V電源的0V端，中間層端子用以連接各信號線。裝置側接線端子222）PLC側接線端子的結構組成

YL-335B裝置側接線端子采用三層端子結構，上層端子用以連接DC24V電源的+24V端，底層端子用以連接DC24V電源的0V端，中間層端子用以連接各信號線。裝置側接線端子23

YL-335B的每一個工作單元都可以自成一個獨立系統(tǒng),同時也可以通過網(wǎng)絡互連構成一個分布式的控制系統(tǒng)。當每一個工作單元自成獨立系統(tǒng)時,其設備運行的主令信號和運行過程中的狀態(tài)顯示信號,均來自該工作單元按鈕/指示燈模塊。按鈕/指示燈模塊如圖所示。模塊上指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。YL-335B的控制系統(tǒng)2.241）YL-335B按鈕指示燈模塊結構組成25YL-335BPLC網(wǎng)絡結構262）PLC網(wǎng)絡結構

YL-335B系統(tǒng)運行的主令信號(復位、啟動、停止等)通過觸摸屏人機界面(HMI)給出。同時,人機界面上也顯示系統(tǒng)運行的各種狀態(tài)信息。人機界面的操作界面如圖所示YL-335B的人機界面操作畫面273）人機界面

YL-335B的外部供電電源為三相五線制AC380/220V，總電源開關選用三相四線漏電開關。系統(tǒng)各主要負載通過自動開關單獨供電。其中，變頻器電源通過三相自動開關供電，各工作站PLC均采用單相自動開關供電。此外，系統(tǒng)配置4臺DC24V/6A開關穩(wěn)壓電源，分別用作供料、加工、分揀及輸送站的直流電源。

YL-335B的供電電源

五、YL-335B各站的PLC配置與組網(wǎng)1.28YL-335B供電電源模塊一次回路原理圖29配電箱元件位置布局圖30YL-335B配電箱元件位置布局圖２.31自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線知識準備任務2氣動技術在裝置中的應用321氣動系統(tǒng)概述2氣源裝置3氣動執(zhí)行元件4氣動控制元件5輔助元件知識目標：了解氣動系統(tǒng)的組成；掌握氣動系統(tǒng)的工作原理；能力目標：能夠完成氣動系統(tǒng)的搭建，了解氣動系統(tǒng)的特點；思政元素：辯證思維能力，工匠精神，軍工精神。

氣體的壓縮性

一、34

氣壓傳動是以壓縮空氣為工作介質傳遞運動和動力的一門技術。氣動系統(tǒng)概述

氣體的壓縮性

一、35氣動系統(tǒng)概述

壓強發(fā)生變化導致一定質量的靜止氣體所占容積發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱為氣體的壓縮。壓縮空氣就是利用專用設備將空氣壓縮成具有一定壓強的氣體。在封閉容器中或流動的氣體,其壓強、容積和溫度三者的關系遵循特定的物理規(guī)律,并且氣體的能量是保持不變的。

氣體的壓縮性

一、36氣動系統(tǒng)概述

波意耳定律闡述的是,當活塞受到外力作用向下移動時,氣體的容積減小而其壓強增大(等溫狀態(tài)下),并且氣體的壓強與容積之間成反比例關系,如圖所示波意耳定律1.

氣體的壓縮性

一、37氣動系統(tǒng)概述

查理定律闡述的是,在質量不變且壓強恒定時,如果氣體的溫度升高,則其容積隨之增大,并且氣體的溫度與容積之間成正比例關系,如圖所示查理定律2.

氣體的壓縮性

一、38氣動系統(tǒng)概述

基路沙定律闡述的是,對于一定質量的氣體,在壓強保持不變時,如果氣體的溫度升高，則其容積隨之增大,并且氣體的溫度與容積之間成正比例關系;在容積保持不變時,如果氣體的溫度升高,則其壓強隨之增大,并且氣體的溫度與壓強之間成正比例關系,如圖所示?；飞扯?.39氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動系統(tǒng)的組成1.空氣壓縮機（1）氣源裝置儲氣罐油水過濾器

氣動系統(tǒng)的組成及工作原理二、氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動系統(tǒng)的組成1.方向閥（2）控制元件壓力閥流量閥41氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動系統(tǒng)的組成1.氣缸（3）執(zhí)行元件氣壓馬達42氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動系統(tǒng)的組成1.消聲器（4）輔助元件空氣過濾器油霧器43氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動系統(tǒng)的組成1.（5）工作介質

氣壓傳動的工作介質為壓縮空氣。氣動系統(tǒng)的組成及工作原理二、44氣動系統(tǒng)概述氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理2.

利用空氣壓縮機將電動機或其他原動機輸出的機械能變?yōu)榭諝獾膲毫δ?，然后在控制元件的控制和輔助元件的配合下，通過執(zhí)行元件把控制的壓力能轉變?yōu)闄C械能，從而完成直線或回轉運動并對外做功。45氣動系統(tǒng)認識剪切機氣壓傳動系統(tǒng)的結構、工作原理與圖形符號

氣動技術的特點

三、46氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的應用1.啤酒灌裝自動生產(chǎn)線

氣壓傳動的特點及應用

二、47氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的應用1.濃縮丸包裝自動化生產(chǎn)線48氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的應用1.自動點膜儀自動生產(chǎn)線

氣動技術的特點

三、49氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的應用1.新能源汽車焊裝自動化生產(chǎn)線

氣動技術的特點

三、50氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的應用1.裝配車間內自動化生產(chǎn)線

氣動技術的特點

三、51氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的應用1.裝配車間內自動化生產(chǎn)線

氣動技術的特點

三、52氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的特點2.優(yōu)點：隨處可取便于集中供應和遠距離傳輸動作迅速工作適應性好能實現(xiàn)過載自動保護適于標準化、系列化、通用化

氣動技術的特點

三、

氣壓傳動的特點及應用

二、53氣動系統(tǒng)認識氣壓傳動的特點2.缺點：不易實現(xiàn)準確的速度控制和很高的定位精度

噪聲大壓力較低無潤滑性能541氣動系統(tǒng)認識2氣源裝置3氣動執(zhí)行元件4氣動控制元件5輔助元件知識目標：了解氣源的結構組成；掌握空氣壓縮機的工作原理；能力目標：能夠完成氣源的選型及操作；思政元素：工匠精神，軍工精神。

氣源裝置的作用

一、56

氣源裝置一般由空氣壓縮機、后冷卻器、油水分離器、儲氣罐、干燥器和過濾器等組成。氣源裝置氣源裝置的組成及工作過程1.

氣源裝置的作用

一、57氣源裝置氣源裝置的組成和布置示意圖氣源裝置的組成及工作過程1.58氣源裝置

自動化生產(chǎn)線使用氣泵作為氣源裝置。YL-335B自動化生產(chǎn)線配置的是小型氣泵,其主要結構如圖所示。YL-335B的氣源裝置2.591氣動系統(tǒng)認識2氣源裝置3氣源處理裝置4氣動執(zhí)行元件5氣動控制元件知識目標：了解氣動處理裝置的結構組成；了解氣動輔助元件的功能；能力目標：能夠完成氣動輔助元件的選擇與安裝；思政元素：辯證思維能力，工匠精神，軍工精神。61氣源處理裝置及輔助元件氣源處理器1.62氣源處理裝置及輔助元件YL-335B的氣源處理組件2.631氣動系統(tǒng)認識2氣源裝置3氣動執(zhí)行元件4氣動控制元件5輔助元件知識目標：了解氣動執(zhí)行原件元件的結構組成；掌握氣動執(zhí)行元件的工作原理；能力目標：能夠完成氣動執(zhí)行元件的選擇與調試；思政元素：辯證思維能力，工匠精神，軍工精神。

標準氣缸

一、65氣動執(zhí)行元件

氣動執(zhí)行元件的作用是將壓縮空氣的壓力能轉換成機械能的裝置。66氣動執(zhí)行元件單作用氣缸1.67氣動執(zhí)行元件雙作用氣缸2.

薄型氣缸

二、68氣動執(zhí)行元件外形及剖視圖

氣動手指

三、69氣動執(zhí)行元件

導向氣缸

四、70氣動執(zhí)行元件一體化的帶導桿氣缸

導向氣缸

四、71氣動執(zhí)行元件用標準氣缸和導向裝置構成導向氣缸

擺動氣缸

四、72氣動執(zhí)行元件外形圖工作原理圖形符號

擺動氣缸

五、73氣動執(zhí)行元件齒輪齒條式擺動氣缸

擺動氣缸

五、74氣動執(zhí)行元件磁性開關位置調整示意圖調整擺動角度示意圖751氣動系統(tǒng)認識2氣源裝置3氣動執(zhí)行元件4氣動控制元件5輔助元件知識目標：了解氣動控制原件元件的結構組成；掌握氣動控制元件的工作原理；能力目標：能夠完成氣動控制元件的選擇與調試；思政元素：辯證思維能力，工匠精神，軍工精神。

單向節(jié)流閥

一、77氣動控制元件排氣節(jié)流式的單向節(jié)流閥工作原理

單電控電磁換向閥

二、78氣動控制元件單電控電磁換向閥的結構分為二通閥（常斷型、常通型）、三通閥（常斷型、常通型）、四通閥、五通閥，氣口包括P（壓力進氣口）；A、B（壓力工作口）；R、S（壓力排氣口）。單電控的二通電磁換向閥、三通電磁換向閥常用來控制單作用氣缸的運動；四通電磁換向閥、五通電磁換向閥常用來控制雙作用氣缸的運動。

單電控電磁換向閥

二、79氣動控制元件名稱二通閥三通閥四通閥五通閥常斷常通常斷常通職能符號

單電控電磁換向閥

二、80氣動控制元件單電控二位五通換向閥的內部結構

雙電控電磁換向閥

三、81氣動控制元件先導式二位五通雙電控換向閥

雙電控電磁換向閥

三、82氣動控制元件先導式二位五通雙電控換向閥左位接通時的結構示意圖(a)結構示意圖（b）實物圖(c)符號(a)結構示意圖（b）實物圖(c)符號

雙電控電磁換向閥

三、83氣動控制元件先導式二位五通雙電控換向閥右位接通時的結構示意圖(a)結構示意圖（b）實物圖(a)結構示意圖（b）實物圖

雙電控電磁換向閥

三、84氣動控制元件

雙電控電磁換向閥與單電控電磁換向閥的區(qū)別在于，對于單電控電磁換向閥，在無電控信號時，閥芯在彈簧力的作用下會復位；而對于雙電控電磁換向閥，在兩端都無電控信號時，閥芯的位置取決于前一個電控信號。851氣動系統(tǒng)認識2氣源裝置3氣動執(zhí)行元件4氣動控制元件5輔助元件86氣源裝置

閥座又稱氣動匯流板,是將多個氣動控制元件(主要是氣動閥)集成在一起的公共閥板。電磁換向閥組是指將多個閥與消聲器、氣動匯流板等集中起來構成的控制閥的集合,而每個控制閥的功能是彼此獨立的,其結構如圖所示。

閥座

一、87氣源裝置

為了降低噪聲,可以在排氣口安裝消聲器,起到降低噪聲的作用。消聲器的外觀、結構及圖形符號如圖所示。

消聲器

二、88氣源裝置

氣管可分為硬管和軟管兩種氣管，對于連接運動部件、臨時使用、便于裝拆的管路,應使用軟管。硬管有鐵管、銅管、黃銅管、紫銅管和硬塑料管等。軟管有塑料管(如圖所示)、尼龍管、橡膠管、金屬紡織塑料管及撓性金屬管等。常用的硬管是紫銅管,常用的軟管是尼龍管。

管道連接件

三、氣管1.89氣源裝置

氣動系統(tǒng)中使用的管接頭(如圖所示)可分為卡套式、擴口螺紋式、卡箍式和插入快換式等。

管道連接件

三、管接頭2.9090自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線知識準備任務3傳感技術在裝置中的應用知識目標：了解傳感器的結構組成；掌握傳感器的工作原理；能力目標：能夠完成傳感器的選擇與安裝；思政元素：辯證思維能力，工匠精神，軍工精神。傳感器是一種能感受被測量特性并按照一定規(guī)律轉換成電量的器件和裝置。隨著科學技術不斷發(fā)展，現(xiàn)在的傳感器已經(jīng)形成了智能化，這更便于實現(xiàn)自動化控制。

傳感器基本概述一、傳感器的組成1.傳感器組成框圖傳感器組成轉換元件轉換元件具有非電量向電量轉換的功能，它是將敏感元件輸出的物理量轉換成適合于傳輸或測量的電信號的元件。輔助電源輔助電源可為轉換元件和測量電路提供工作電源，使其輸出電信號的能源具有一定的功率。敏感元件敏感元件是指能直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件，它是傳感器的核心。測量電路測量電路將轉換元件輸出的電信號進行標準化處理，如放大、濾波、補償、線性化等，測量電路也稱為變送器。傳感器的分類2.

（1）按被測量劃分傳感器的被測量可以是物理量、化學量、生物量等非電量。

（2）按能量傳遞方式分類有源傳感器無源傳感器（3）按輸出信號分類模擬量傳感器數(shù)字量（開關量）傳感器開關量傳感器的輸出3.

除了磁性開關的輸出為二線式外（棕+、藍-），電感式接近開關、光電開關均為三線式（NO型輸出：棕+、藍-、黑；NC型輸出：棕+、藍-、白）。圖中的傳感器輸出連接均為NPN型，若采用PNP型，則應在電源負極和輸出之間接負載。開關量傳感器的輸出方式

YL-335B中使用的傳感器二、磁性開關1.

磁性開關是一種非接觸式位置檢測開關，這種非接觸式位置檢測不會磨損和損傷檢測對象，響應速度快。磁性開關用于檢測磁性物質的存在，安裝方式有導線引出型、接插件型、接插件中繼型。YL-335B中使用的磁性開關全部安裝在雙作用氣缸上，這種氣缸的活塞（或活塞桿）上安裝有磁性物質，在氣缸缸筒外面的兩端位置各安裝一個磁性開關，就可以用這兩個磁性開關標識氣缸運動的兩個極限位置。帶磁性開關的雙作用氣缸的結構

磁性開關上設置了LED，用于顯示其信號狀態(tài)，供調試時使用。YL-335B中使用的磁性開關為兩線輸出（棕色線和藍色線），與負載連接時，棕色引出線連接PLC的輸入端，藍色引出線連接PLC的公共端。磁性開關的內部電路電感式接近開關2.

電感式接近開關是利用電渦流效應制成的有開關量輸出的位置傳感器。接通電源后，以高頻振蕩器（LC振蕩器）中的電感線圈作為檢測元件的電感式接近開關，向外界發(fā)出交變的磁場。當沒有金屬接近時，此磁場不發(fā)生變化，即沒有輸出信號；當有金屬接近時，磁場會在金屬上形成電渦流效應（此時金屬就像多個層疊的線圈），由此感應出新的磁場，兩個磁場相互作用，使合成磁場的幅值和頻率都發(fā)生變化，這一變化被電感式接近開關的內部電路所識別，經(jīng)過整形和放大對外輸出開關量信號，從而達到檢測的目的。電感式接近開關的工作原理框圖光電開關3.

光電開關即光電式傳感器，是利用光的各種性質，檢測物體的有無和表面狀態(tài)變化等的傳感器。其中，輸出形式為開關量的光電開關主要由光發(fā)射器和光接收器構成。如果光發(fā)射器發(fā)射的光線因檢測物體不同而被遮擋或反射時，到達光接收器的光量將會發(fā)生變化。光接收器的敏感元件將檢測出這種變化，并轉換為電氣信號后進行輸出。光電開關大多使用紅外光。光電開關工作原理示意圖歐姆龍公司的CX-441（E3Z-L61）型放大器內置型光電開關歐姆龍公司的CX-441（E3Z-L61）型光電開關的電路原理光纖傳感器4.光纖傳感器也稱光纖式接近開關，是光電傳感器的一種。光纖傳感器具有抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境、傳輸距離遠、使用壽命長等特點。此外，由于光纖檢測頭具有較小的體積，所以可以安裝在空間很小的地方，且光纖可以實現(xiàn)多空間位置的光線檢測，所以在自動生產(chǎn)線中得到了廣泛應用。光纖傳感器的組成光纖傳感器放大器E3X-NA11型光纖傳感器電路編碼器5.旋轉編碼器又稱光電編碼器，它主要是通過角位移產(chǎn)生的光電編碼實現(xiàn)光電信號轉換的。旋轉編碼器可將輸出至軸上的機械、幾何位移量轉換成脈沖或數(shù)字信號，主要用于速度或位置（角度）的檢測。一般來說，根據(jù)旋轉編碼器產(chǎn)生脈沖的方式不同，可以分為增量式、絕對式及復合式三大類。自動生產(chǎn)線上采用的是增量式旋轉編碼器。

絕對式光電編碼器的碼盤如圖1-67所示。碼盤上沿徑向刻有若干條同心碼道,每條碼道由透光和不透光的扇區(qū)相間組成。在碼盤的一側有光源,另一側有對應的光敏元件。當碼盤因旋轉而處于不同位置時,各光敏元件根據(jù)受光或不受光狀態(tài)轉換成相應的電平信號,最終形成二進制代碼。這種編碼器的特點是,用不同的二進制代碼表示不同的轉軸位置,且具有斷電記憶功能,斷電后位置信息也不會丟失。絕對式光電編碼器的碼盤

增量式旋轉編碼器的碼盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期。檢測光柵上刻有A、B兩組與碼盤相對應的透光縫隙，用以通過或阻擋光源和光電檢測器件之間的光線。它們的節(jié)距和碼盤上的節(jié)距相等，并且兩組透光縫隙錯開1/4節(jié)距，使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差90°電角度。當碼盤隨著被測轉軸轉動時，檢測光柵不動，光線透過碼盤和檢測光柵上的透光縫隙照射到光電檢測器件上，光電檢測器件就輸出兩組相位相差90°電角度的近似于正弦波的電信號。電信號經(jīng)過轉換電路的信號處理，可以得到被測軸的轉角或速度信息。增量式旋轉編碼器的結構增量式光電編碼器的工作原理增量式旋轉編碼器的輸出信號波形

在YL-335B生產(chǎn)線上,選用了具有A、B兩相,相位差90°的

通

用

型

旋

轉

編

碼

器,如圖所示。在引出線中,屏蔽線接地;紅色、黑色引出線為電源線;黃色、綠色、白色引出線為信號輸出線。通用型旋轉編碼器

當傳送帶主運動軸由電機驅動旋轉時,旋轉編碼器也一起旋轉,旋轉編碼器向PLC輸出表示電機軸角位移的脈沖信號,由PLC高速計數(shù)器實現(xiàn)計數(shù)功能。如果傳送帶不發(fā)生打滑,則工件在傳送帶上的位移與脈沖數(shù)就具有一一對應的關系,因此傳送帶上任一點與進料口中心點的距離可直接用脈沖數(shù)來表示。按照如圖所示的分揀單元安裝尺寸,如果工件從進料口中心點到第一個推料氣缸中心點移動的距離是168mm,則旋轉編碼器相應發(fā)出約622個脈沖。分揀單元安裝尺寸111111111自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線知識準備任務4PLC在裝置中的應用知識目標：了解PLC的結構組成及工作原理；掌握PLC基本指令的用法及程序設計方法；能力目標：能夠完成PLC控制系統(tǒng)的搭建及程序設計；思政元素：辯證思維能力，工匠精神，軍工精神。任務4PLC在裝置中的應用

PLC基本概述一、PLC的基本定義1.

可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入與輸出，控制各種類型的機械或自動化設備及生產(chǎn)過程。任務4PLC在裝置中的應用2.PLC的基本組成PLC硬件系統(tǒng)的基本組成框圖任務4PLC在裝置中的應用

S7-1200的硬件與硬件組態(tài)

二、S7-1200的硬件1.

西門子S7-1200是西門子公司的小型PLC,它具有集成的PROFINET接口、強大的集成工藝功能和靈活的可擴展性等特點,能完全滿足不同的自動化需求。S7-1200(如圖)主要由CPU模塊、信號板、信號模塊、通信模塊和編程軟件組成。任務4PLC在裝置中的應用S7-1200CPU模塊及其接線2.S7-1200CPU模塊如圖所示任務4PLC在裝置中的應用S7-1200CPU的技術規(guī)范3.任務4PLC在裝置中的應用CPU的外部接線圖4.任務4PLC在裝置中的應用

TIA博途編程軟件

三、編程軟件概述1.（1）安裝編程軟件操作系統(tǒng)可以是32位和64位的Windows7和64位的Windows10。雙擊setup.exe，開始安裝，使用默認的安裝語言簡體中文?？梢栽O置軟件安裝的目標文件夾。

（2）項目的基本組件

1）程序塊包括主程序（OB1）、子程序和中斷程序，統(tǒng)稱為POU（程序組織單元）。

2）數(shù)據(jù)塊用于給V存儲器賦初值。

3）系統(tǒng)塊用于硬件組態(tài)和設置參數(shù)。

4）符號表用符號來代替存儲器的地址，使程序更容易理解。

5）狀態(tài)圖表用來監(jiān)視、修改和強制程序執(zhí)行時指定的變量的狀態(tài)。1）編程軟件的界面任務4PLC在裝置中的應用

（3）快速訪問工具欄，可自定義工具欄上的命令按鈕。

（4）菜單帶狀式菜單功能區(qū)的最小化、打開和關閉。

（5）項目樹與導航欄項目樹文件夾的打開和關閉，右鍵功能的使用，單擊打開導航欄上的對象。項目樹寬度的調節(jié)。

（6）狀態(tài)欄插入（INS）、覆蓋（OVR）模式的切換，梯形圖縮放工具的使用。任務4PLC在裝置中的應用

CPU對用戶程序的掃描是周而復始的，始終處于循環(huán)過程。當PLC接通投入運行后，在系統(tǒng)程序的控制下，CPU對用戶程序逐條解讀并加以執(zhí)行，直到用戶程序結束，然后返回程序的起始，又開始新一輪的執(zhí)行過程。CPU的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成內部處理、通信服務等工作。任務4PLC在裝置中的應用（1）打開和關閉窗口（2）窗口的浮動與?？?，定位器的作用（3）窗口的合并（4）窗口高度的調整（5）窗口的隱藏與停靠（6）幫助功能的使用1）在線幫助：單擊選中的對象后按〈F1〉鍵。2）用幫助菜單獲得幫助單擊“幫助”菜單功能區(qū)的“幫助”按鈕，打開在線幫助窗口。用目錄瀏覽器尋找?guī)椭黝}。雙擊索引中的某一關鍵詞，可以獲得有關的幫助。在“搜索”選項卡輸入要查找的名詞，單擊“列出主題”按鈕，將列出所有查找到的主題。計算機聯(lián)網(wǎng)時單擊“幫助”菜單功能區(qū)的“支持”按鈕，打開西門子的全球技術支持網(wǎng)站。2）窗口操作與幫助功能任務4PLC在裝置中的應用S7-1200程序設計基礎2.

梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的指令框組成,如圖所示。可以為程序段添加標題和注釋,用按鈕關閉注釋。利用能流這一概念,可以借用繼電器電路的術語和分析方法,幫助我們更好地理解和分析梯形圖。能流只能從左往右流動。任務4PLC在裝置中的應用3.函數(shù)塊圖

函數(shù)塊圖(FBD)使用類似于數(shù)字電路的圖形邏輯符號來表示控制邏輯,國內很少有人使用。用鼠標右鍵單擊項目樹中的某個代碼塊,選中快捷菜單中的“切換編程語言”,LAD和FDB語言可以相互切換。4.結構化控制語言

結構化控制語言SCL是一種基于PASCAL的高級編程語言。SCL特別適用于數(shù)據(jù)管理、過程優(yōu)化、配

方

管

理

和

數(shù)

學

計

算、統(tǒng)

計

任

務。只

能

在“添

加

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塊”對

話

框

中

選

擇SCL語言。任務4PLC在裝置中的應用用戶程序結構簡介3.1.模塊化編程

模塊化編程將復雜的自動化任務劃分為對應于生產(chǎn)過程的技術功能的子任務,每個子項目任務對應于一個稱為“塊”的子程序,通過塊與塊之間的相互調用來組織程序。這樣的程序易于修改、查錯和調試。塊結構顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護性。2.組織塊組織塊OB是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口,由操作系統(tǒng)調用，如表所示。任務4PLC在裝置中的應用PLC的工作過程4.1.操作系統(tǒng)與用戶程序

PLC的操作系統(tǒng)使PLC具有基本的智能,能夠完成PLC設計者規(guī)定的各種工作。用戶程序由用戶設計,它使PLC能完成用戶要求的特定功能。2.CPU的工作模式CPU有3種工作模式:RUN、STOP與STARTUP?？梢杂镁幊誊浖淖僀PU的工作模式。如圖所示。任務4PLC在裝置中的應用3.工作模式的切換4.冷啟動與暖啟動

只能用STEP7在線工具中的CPU操作員面板,或工具欄上的按鈕,來切換STOP或RUN工作模式?？梢栽谟脩舫绦蛑杏肧TP指令使CPU進入STOP模式。

下載了用戶程序的塊和硬件組態(tài)后,下一次切換到RUN模式時,CPU執(zhí)行冷啟動。冷啟動時復位輸入,初始化輸出;復位存儲器,即清除工作存儲器、非保持性存儲區(qū)和保持性存儲區(qū),并將裝載存儲器的內容復制到工作存儲器。5.RUN模式CPU的操作

操作系統(tǒng)將過程映像輸出中的值寫到輸出模塊并鎖存起來。梯形圖中某輸出位的線圈“通電”時,對應的過程映像輸出位中的二進制數(shù)為1。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后,繼電器型輸出模塊中對應的硬件繼電器的線圈通電,其常開觸點閉合,使外部負載通電工作?？梢杂弥噶盍⒓锤膶懲庠O輸出點的值,同時將刷新過程映像輸出。任務4PLC在裝置中的應用梯形圖程序設計方法51.經(jīng)驗設計法

如圖所示,起保停電路(起動-保持-停止電路)最主要的特點是具有“記憶”功能。這種記憶功能也可以用置位復位電路來實現(xiàn)。任務4PLC在裝置中的應用梯形圖程序設計方法51.經(jīng)驗設計法

如圖所示為三相異步電動機正反轉控制的主電路和控制電路圖,控制電路由兩個起保停電路組成,用KM1和KM2的主觸點改變電動機的旋轉方向,FR是熱繼電器,用按鈕控制電機的起動、停止和旋轉方向。為了方便操作和保證KM1和KM2不會同時動作,設置了“按鈕聯(lián)鎖”。為了防止KM1和KM2的主觸點同時閉合,造成三相電源相間短路的故障,KM1、KM2的線圈和輔助常閉觸點組成了硬件互鎖電路。任務4PLC在裝置中的應用梯形圖程序設計方法51.經(jīng)驗設計法

為了防止出現(xiàn)三相電源瞬間短路的事故,除了梯形圖中Q0.0和Q0.1的常閉觸點組成的軟件互鎖電路,還應在PLC的輸出回路設置由KM1和KM2的輔助常閉觸點組成的硬件互鎖電路。任務4PLC在裝置中的應用梯形圖程序設計方法52.順序控制設計法與順序功能圖

所謂順序控制,就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據(jù)內部狀態(tài)和時間的順序,在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有秩序地進行操作。順序功能圖(SequentialFunctionChart,SFC)是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形,也是設計PLC的順序控制程序的有力工具。

順序控制設計法將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段,這些階段稱為步(Step),用編程元件(例如M)來代表各步。如圖所示,小車開始時停在最左邊,限位開關I0.2為1狀態(tài)。按下起動按鈕,Q0.0變?yōu)?狀態(tài),小車右行。碰到右限位開關I0.1時,Q0.0變?yōu)?狀態(tài),Q0.1變?yōu)?狀態(tài),小車改為左行。返回起始位置時,Q0.1變?yōu)?狀態(tài),小車停止運行,同時Q0.2變?yōu)?狀態(tài),使制動電磁鐵線圈通電,接通延時定時器T1開始定時。定時時間到,制動電磁鐵線圈斷電,系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。任務4PLC在裝置中的應用梯形圖程序設計方法52.順序控制設計法與順序功能圖

初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待啟動命令的相對靜止的狀態(tài)。與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始步,初始步用雙線方框來表示。

在畫順序功能圖時,將代表各步的方框按它們成為活動步的先后次序順序排列,并用有向連線將它們連接起來。步的活動狀態(tài)默認的進展方向是從上到下或從左至右,在這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。任務4PLC在裝置中的應用133133謝謝！133自動化生產(chǎn)線安裝與調試134自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目二供料單元安裝與調試教學目標理解供料單元控制原理；了解供料單元的機械結構及機械結構的拆裝過程；熟悉供料單元工作過程；理解供料單元氣動控制回路原理圖，能完成氣動線路的安

裝及調試；熟悉電氣控制線路，能夠完成供料單元電氣線路的安裝及

調試；熟悉PLC編程軟件的使用，能夠依據(jù)控制要求完成相應程

序的編制，并能進行程序調試。項目二

供料單元安裝與調試任務設計初識供料單元任務1任務2任務3任務4供料單元機械結構安裝與調試供料單元氣動回路安裝與調試供料單元電氣線路安裝與調試任務5供料單元程序編制與調試項目二、供料單元安裝與調試137自動化生產(chǎn)線安裝與調試任務1初識供料單元知識目標：了解供料單元控制原理；掌握供料單元的組成；能力目標：能夠進行供料單元的操作，掌握其動作順序；思政元素：供料單元為生產(chǎn)線的起始站點，讓大家形成全局意識。

按照需要將放置在料倉中待加工工件自動地推出到物料臺上，以便輸送單元的機械手將其抓取，輸送到其他單元上。

功能

一、

供料單元的主要結構組成為：工件裝料管，工件推出裝置，支撐架，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和啟動/停止按鈕，走線槽、底板等。其中，管形料倉和工件推出裝置用于儲存工件原料，并在需要時將料倉中最下層的工件推出到出料臺上。它主要由管形料倉、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應接近開關、漫射式光電傳感器組成。

結構

二、該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當活塞桿在退回位置時，它與最下層工件處于同一水平位置，而夾緊氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺上時，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動向下移動一個工件，為下一次推出工件做好準備。

動作過程

三、在底座和管形料倉第4層工件位置，分別安裝一個漫射式光電開關。它們的功能是檢測料倉中有無儲料或儲料是否足夠。若該部分機構內沒有工件，則處于底層和第4層位置的兩個漫射式光電接近開關均處于常態(tài)；若僅在底層起有3個工件，則底層處光電接近開關動作而第4層處光電接近開關常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了。這樣，料倉中有無儲料或儲料是否足夠，就可用這兩個光電接近開關的信號狀態(tài)反映出來。漫射式光電開關推料缸把工件推出到出料臺上。出料臺面開有小孔，出料臺下面設有一個圓柱形漫射式光電接近開關，工作時向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺有無工件的信號。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號狀態(tài)來判斷是否需要驅動機械手裝置來抓取此工件。漫射式光電接近開關任務設計初識供料單元任務1任務2任務3任務4供料單元機械結構安裝與調試供料單元氣動回路安裝與調試供料單元電氣線路安裝與調試任務5供料單元程序編制與調試項目二

供料單元安裝與調試145自動化生產(chǎn)線安裝與調試任務2供料單元機械結構安裝與調試知識目標：了解供料機械組成；掌握供料單元安裝順序；能力目標：能夠進行供料單元的機械結構安裝；思政元素：分工協(xié)作，工匠精神。任務2供料單元機械結構安裝與調試首先把供料站各零件組合成整體安裝時的組件，然后把組件進行組裝。所組合成的組件包括：①鋁合金型材支撐架組件②出料臺及料倉底座組件③推料機構組件任務2供料單元機械結構安裝與調試

機械結構安裝

一、

1、鋁合金型材支撐架注意：調整好各條邊的平行及垂直度，鎖緊螺栓。任務2供料單元機械結構安裝與調試

機械結構安裝

一、2、料倉底座及出料臺任務2供料單元機械結構安裝與調試

機械結構安裝

一、3、推料機構任務2供料單元機械結構安裝與調試

機械結構安裝

一、

4、組件裝配注意：氣缸安裝板和鋁合金型材支撐架的連接，是靠預先在特定位置的鋁型材“T”型槽中放置預留與之想配對的螺母。任務2供料單元機械結構安裝與調試

機械結構安裝

一、裝配鋁合金型材支撐架時，注意調整好各條邊的平行及垂直度，鎖緊螺栓。氣缸安裝板和鋁合金型材支撐架的連接，是靠預先在特定位置的鋁型材“T”型槽中放置預留與之相配的螺母，因此在對該部分的鋁合金型材進行連接時，一定要在相應的位置放置相應的螺母。如果沒有放置螺母或沒有放置足夠多的螺母，將造成無法安裝或安裝不可靠。安裝時,需要注意出料口的方向朝前且與擋料板方向一致,否則工作時物料無法被推出甚至可能會破壞氣缸;須滿足出料臺及料倉底座的垂直度要求;注意連接螺栓的安裝順序安裝時,需要保證推料氣缸正對最下層物料,頂料氣缸正對次下層物料。機械機構固定在底板上的時候，需要將底板移動到操作臺的邊緣，螺栓從底板的反面擰入，將底板和機械機構部分的支撐型材連接起來。任務2供料單元機械結構安裝與調試

安裝注意事項

二、任務設計初識供料單元任務1任務2任務3任務4供料單元機械結構安裝與調試供料單元氣動回路安裝與調試供料單元電氣線路安裝與調試任務5供料單元程序編制與調試項目二、供料單元安裝與調試154自動化生產(chǎn)線安裝與調試任務3供料單元氣動回路安裝與調試知識目標：了解氣動系統(tǒng)組成；掌握氣動單元工作原理；能力目標：能夠識讀氣動控制回路原理圖；思政元素：辯證思維能力，工匠精神。任務3供料單元氣動回路安裝與調試供料單元的氣動系統(tǒng)主要包括氣源、氣動匯流板、氣缸、單電控5/2電磁閥、單向節(jié)流閥、消聲器、快插接頭、氣管等，它們的主要作用是完成頂料和推料。電磁閥組氣缸氣缸電磁閥消聲器帶快速接頭的單向節(jié)流閥氣管任務3供料單元氣動回路安裝與調試

供料單元氣動系統(tǒng)的組成

一、筆形氣缸磁性開關任務3供料單元氣動回路安裝與調試氣動元件1.電磁閥組1-氣動元件電磁A口電磁B口任務3供料單元氣動回路安裝與調試氣動元件1.

單向節(jié)流閥實物

實物剖面圖1-氣動元件快速接頭解卸圈調節(jié)手輪節(jié)流閥桿單向密封圈任務3供料單元氣動回路安裝與調試氣動元件1.

圖1-回氣節(jié)流圖2-進氣節(jié)流

實驗室采用的是回氣節(jié)流型的單向節(jié)流閥任務3供料單元氣動回路安裝與調試節(jié)流閥類型1.

氣動回路的控制原理

二、供料單元氣動控制回路圖當接通氣源，電磁閥線圈均未得電，兩個氣缸動作過程一樣，以頂料氣缸為例，壓力氣體經(jīng)匯流板到電磁閥P口，由于電磁閥線圈未得電，所以壓力氣體是經(jīng)過如圖彈簧側的靜止位置，P口和A工作口相連，由于采用的是排所型單向節(jié)流閥，所以單向閥和節(jié)流閥均接通，經(jīng)單向節(jié)流閥不受任何限制地流入氣缸有桿側氣室，在壓力作用下，推動活塞向無桿側運動，無桿側氣室氣體經(jīng)單向節(jié)流閥，此時單向閥截止，氣體只能通過節(jié)流閥到電磁閥B工作口，經(jīng)S排氣口排出。此時，氣缸活塞桿處于縮回狀態(tài)。任務3供料單元氣動回路安裝與調試氣動控制回路分析2.供料單元氣動控制回路圖當頂料氣缸控制電磁閥線圈1YA得電，閥芯在電磁力作用下動作，此時壓力氣體是經(jīng)過線圈側的動作位置，即壓力進氣口P和壓力工作口B相連，經(jīng)單向節(jié)流閥不受任何限制地流入氣缸無桿側氣室，在壓力作用下，推動活塞向有桿側運動，有桿側氣室氣體經(jīng)節(jié)流閥到電磁閥A工作口，經(jīng)R排氣口排出。此時，氣缸活塞桿處于伸出狀態(tài)。在供料過程中，兩個氣缸的動作過程是，頂料氣缸先動作，活塞桿伸出，伸出到位后，推料氣缸動作，把物料推出；推出到位后，推料氣缸先復位，即活塞桿縮回，縮回到位后，頂料氣缸復位。兩個氣缸配合，完成供料過程。2-氣動控制回路分析任務3供料單元氣動回路安裝與調試氣動控制回路分析2.三、氣動回路安裝與調試安裝連接方法：（1）單向節(jié)流閥應分別安裝在氣缸的工作口上，并纏繞好密封帶，以免運行時漏氣。（2）單電控二位五通電磁閥的進氣口和工作口應安裝好快插接頭，并纏繞好密封帶，以免運行時漏氣。（3）氣動匯流板的排氣口應安裝好消聲器，并纏繞好密封帶，以免運行時漏氣。（4）氣動元件對應氣口之間用塑料氣管進行連接，做到安裝美觀，氣管不交叉并保持氣路暢通。安裝步驟：用直徑6mm規(guī)格的氣管從氣源引入?yún)R流板。從頂料電磁閥的A口用直徑4mm規(guī)格的氣管引入頂料氣缸的1A的有桿側；從頂料電磁閥的B口用直徑4mm規(guī)格的氣管引入頂料氣缸的1A的無桿側；從推料電磁閥的A口用直徑4mm規(guī)格的氣管引入:推料氣缸的2A的有桿側；從推料氣缸的B口用直徑4mm規(guī)格的氣管引入推料氣缸的2A的無桿側；氣路連接的專業(yè)規(guī)范要求：（1）連接時注意氣管走向應按序排布，均勻美觀，不能交叉、打折，無氣管纏繞，綁扎變形現(xiàn)象。（2）氣管要在快速接頭中插緊，不能夠有漏氣現(xiàn)象。（3）氣路連接完畢后，應用扎帶綁扎，第一根綁扎帶離電磁閥組氣管接頭連接處60mm+/-5mm，綁扎帶切割不能留余太長，必須小于1mm且不割手，兩個綁扎帶之間的距離不超過50mm。電纜和氣管應分開綁扎，但當它們都來自同一個移動模塊上時，允許綁扎在一起。任務3供料單元氣動回路安裝與調試三、氣動回路安裝與調試氣路的調試：

⑴用電磁閥上的手動換向按鈕驗證頂料氣缸和推料氣缸的初始和動作位置是否正確，如果有誤，則對調電磁閥工作口氣管或者氣缸前后工作口氣管。(2)氣缸運行過程中檢查各管路的連接處是否有漏氣現(xiàn)象，是否存在氣管不暢通現(xiàn)象。(3)調整氣缸節(jié)流閥以控制活塞桿的往復運動速度，使得氣缸動作時無沖擊同時無卡滯現(xiàn)象。調節(jié)原理：當壓縮空氣從A端進氣、從B端排氣時，單向節(jié)流閥A的單向閥開啟，向氣缸無桿側快速充氣；由于單向節(jié)流閥B的單向閥關閉，有桿側的氣體只能經(jīng)節(jié)流閥排氣，調節(jié)節(jié)流閥B的開度，便可改變氣缸伸出時的運動速度。反之，調節(jié)節(jié)流閥A的開度則可改變氣缸縮回時的運動速度。這種控制方式，活塞運行穩(wěn)定，是最常用的方式。氣動元件測試：

電磁閥功能測試在電氣線路安裝完成后進行。（1）電磁閥Y1A功能測試。供料單元通電（接通氣源），進入編程軟件，利用強制功能，強制PLCQ0.0，使其接通/斷開一次，觀察PLCQ0.0的LED是否亮，外部頂料氣缸是否執(zhí)行伸出/縮回動作，若不執(zhí)行應檢查頂料氣缸1A、頂料電磁閥Y1A的氣路連接部分及頂料電磁閥Y1A的接線。。（2）電磁閥Y2A功能測試。供料單元通電（接通氣源），進入編程軟件，利用強制功能，強制PLCQ0.1，使其接通/斷開一次，觀察PLCQ0.1的LED是否亮，外部推料氣缸是否執(zhí)行伸出/縮回動作，若不執(zhí)行應檢查推料氣缸2A、推料電磁閥Y2A的氣路連接部分及推料電磁閥Y2A的接線。任務3供料單元氣動回路安裝與調試任務設計初識供料單元任務1任務2任務3任務4供料單元機械結構安裝與調試供料單元氣動回路安裝與調試供料單元電氣線路安裝與調試任務5供料單元程序編制與調試項目二

供料單元安裝與調試166自動化生產(chǎn)線安裝與調試任務4供料單元電氣線路安裝與調試知識目標：了解電氣控制系統(tǒng)組成；掌握電氣線路安裝方法和安裝步驟；能力目標：能夠識讀電氣控制原理圖，能夠完成供料單元電氣線路的安裝

及調試；思政元素：具有良好的職業(yè)素養(yǎng)，具體問題總體分析。任務4供料單元電氣線路安裝與調試任務4供料單元電氣線路安裝與調試

供料單元的電氣控制系統(tǒng)主要由PLC、按鈕、指示燈、選擇開關、開關電源、傳感器、電磁換向閥、接線端子排、電纜、導線、線槽等組成。它們主要用于控制氣動回路完成工件推出任務。

電氣控制系統(tǒng)的組成

一、

PLC內部資源任務4供料單元電氣線路安裝與調試

電氣控制系統(tǒng)的組成

一、

輸入單元任務4供料單元電氣線路安裝與調試

繼電器輸出單元1-電氣控制系統(tǒng)的組成任務4供料單元電氣線路安裝與調試

任務4供料單元電氣線路安裝與調試

裝置側接線端子排分配

電氣控制系統(tǒng)的組成

一、

任務4供料單元電氣線路安裝與調試

PLC側接線端子排分配

電氣控制系統(tǒng)的組成

一、

任務4供料單元電氣線路安裝與調試

按鈕/指示燈模塊

電氣控制系統(tǒng)的組成

一、I：傳感器輸入（4個傳感器+磁性開關）占用8 個輸入端； 操作按鈕（啟動+停止+急停+方式切換各1個） 占4個輸入點。Q: 輸出有2個電磁閥+3個指示燈，則需要5個輸出點?？刂破饕缶哂蠭/O點數(shù)為12/5。選用西門子S7-12001214CAC/DC/RLYPLC,共14點輸入和10點輸出。讀西門子S7-1200PLC手冊。任務4供料單元電氣線路安裝與調試

電氣控制原理

二、任務4供料單元電氣線路安裝與調試任務4供料單元電氣線路安裝與調試

電氣原理圖

三、磁性開關的安裝與接線1.

1）磁性開關的安裝供料單元中頂料氣缸和推料氣缸的非磁性體活塞上安裝了一個永久磁鐵的磁環(huán)，隨著氣缸的移動，在氣缸的外殼上就提供了一個能反映氣缸位置的磁場，安裝在氣缸外側極限位置上的磁性開關可在氣缸活塞移動時檢測出其位置（磁性開關受到磁場的影響而輸出觸點閉合信號）。磁性開關安裝時，先將其套接在氣缸上并定位在極限位置，然后再旋緊緊固螺釘。2）磁性開關的接線磁性開關的輸出為2線（棕色+，藍色-），連接時藍色線與直流電源的“-”相連，棕色線與PLC的輸入點相連。任務4供料單元電氣線路安裝與調試

裝置側電氣線路的安裝

四、光電開關的安裝與接線2.

1）光電開關的安裝供料單元中的光電開關主要用在出料檢測、物料不足或沒有物料時。安裝時應注意其機械位置，特別是出料檢測傳感器安裝時，應注意與工件中心透孔的位置錯開，避免因光的穿透無反射信號而導致信號錯誤。2）光電開關的接線光電開關的輸出為3線（棕色+，藍色-，黑色NO輸出），棕色線與直流電源的“+”連接，藍色線與直流電源的“-”連接，黑色線與PLC的輸入點連接。任務4供料單元電氣線路安裝與調試電感式接近開關的安裝3.供料單元中配有金屬接近開關，安裝在物料臺上，當有金屬工件推出時，便發(fā)出感應信號，安裝時應注意傳感器與工件的位置。金屬接近開關的接線與光電開關的接線相同。1）金屬接近開關的安裝2）金屬接近開關的接線任務4供料單元電氣線路安裝與調試電磁換向閥的安裝4.1）裝置側接線裝置側接線，一是把供料單元各傳感器信號線、電源線、0V線按規(guī)定接至裝置側左邊較寬的接線端子排，二是把供料單元電磁閥的信號線接至裝置側右邊較窄的接線端子排。1—9針通信端口；2—25針通信端口；3—傳感器24V電源端子；4—傳感器信號端子；5—傳感器0V端子；6—電磁閥0V端子；7—電磁閥信號端子；8—電磁閥24V電源端子任務4供料單元電氣線路安裝與調試2）PLC側接線

PLC側接線包括電源接線、PLC輸入/輸出端子的接線，以及按鈕模塊的接線3個部分。PLC側接線端子排為雙層兩列端子，左邊較窄的一列主要接PLC的輸出端口，右邊較寬的一列接PLC的輸入端口。兩列中的下層分別接24V電源端子和0V端子。左列上層為PLC的輸出信號端子，右列上層為PLC的輸入信號端子。供料單元PLC側接線端子排1—25針通信端口；2—9針通信端口；3—PLC輸出信號端子；4—24V電源端子；5—0V端子；6—24V端子；7—0V電源端子；8—PLC輸入信號端子

PLC的按鈕/指示燈模塊中的按鈕接線端子連接至PLC的輸入口，信號指示燈信號端接至PLC的輸出口。供料單元PLC側接線端子排（二）任務4供料單元電氣線路安裝與調試傳感器的功能測試1.

（1）磁性開關功能測試。供料單元通電（接通氣源），用手拉動頂料氣缸（伸出/縮回）和推料氣缸（伸出/縮回），觀察PLCI0.0、I0.1、I0.2、I0.3的LED是否亮，若不亮應檢查磁性開關及連接線。（2）光電開關功能測試。供料單元通電（接通氣源），模擬出料檢測、物料不足、沒有物料等現(xiàn)象，觀察PLCI04、I05、I06的LED是否亮，若不亮應檢查光電開關及連接線。（3）金屬接近開關功能測試。供料單元通電（接通氣源），用金屬工件接近金屬接近開關，觀察PLCI07的LED是否亮，若不亮應檢查金屬接近開關及連接線。任務4供料單元電氣線路安裝與調試

電氣線路的調試

五、（1）按鈕功能測試。供料單元通電（接通氣源），用手按動停止按鈕、起動按鈕、單機/聯(lián)機開關，觀察PLCI1.2、I1.3、I1.5的LED是否亮，若不亮應檢查對應按鈕及連接線。（2）指示燈功能測試。供料單元通電（接通氣源），進入編程軟件，利用強制功能，分別強制PLCQ0.7、Q1.0、Q1.1，觀察PLCQ0.7、Q1.0、Q1.1的LED是否亮，外部指示燈黃色、綠色、紅色是否亮，若不亮應檢查指示燈及連接線。按鈕/指示燈的功能測試2.任務4供料單元電氣線路安裝與調試6-調試

（1）磁性開關功能調試。磁性開關安裝位置要合適，斷開氣源，用手動實現(xiàn)頂料氣缸伸出到位、頂料氣缸縮回到位、推料氣缸伸出到位、推料氣缸縮回到位，調整相應磁性開關位置，使磁性開關動作，然后鎖緊堅定螺釘。（2）光電開關功能調試。將料倉放入物料，用螺絲刀調整光電開關旋鈕，保證不管是黑色工件、白色工件還是金屬工件，傳感器都準確動作。按同樣方法將物料臺放工件調試。任務4供料單元電氣線路安裝與調試7-注意事項1）傳感器的安裝注意事項（1）磁性開關安裝時應注意位置和緊固牢靠。（2）光電開關安裝時應注意安裝位置。（3）光電開關的靈敏度要調整適度。任務4供料單元電氣線路安裝與調試2）PLC的安裝注意事項（1）PLC接線應使用合適的導線及接線護套。（2）PLC的I/O線路要與動力線可靠隔離。（3）PLC的每個電氣連接點上的接線應不超過2根。（4）PLC的I/O點與外部器件連接時要使用接線端子過渡。（5）PLC輸出點連接感性負載時要配備浪涌保護電路。7-注意事項任務4供料單元電氣線路安裝與調試7-注意事項3）電氣接線的安裝注意事項（1）電氣接線要嚴格按照圖紙連接。（2）做好線號標記和線束綁扎。（3）根據(jù)不同電壓等級，應使用相應顏色的導線。（4）接線端子上的螺釘旋緊時用力要適度，以免易扣。（5）注意不同電壓等級的導線不要混槽布線。（6）合理分配接線端子的連接線數(shù)量。任務4供料單元電氣線路安裝與調試任務設計初識供料單元任務1任務2任務3任務4供料單元機械結構安裝與調試供料單元氣動回路安裝與調試供料單元電氣線路安裝與調試任務5供料單元程序編制與調試項目二、供料單元安裝與調試190自動化生產(chǎn)線安裝與調試任務5供料單元程序編制與調試知識目標：了解本單元工作原理；掌握程序設計的方法；能力目標：能夠根據(jù)控制要求，完成PLC程序的設計與調試；思政元素：職業(yè)素養(yǎng)，具體問題總體分析，軍工精神。任務5供料單元程序編制與調試設備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個氣缸均處于縮回位置，且料倉內有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。若設備準備好，按下啟動按鈕，工作單元啟動，“設備運行”指示燈HL2常亮。啟動后，若出料臺上沒有工件，則應把工件推到出料臺上。出料臺上的工件被人工取出后，若沒有停止信號，則進行下一次推出工件操作。任務5供料單元程序編制與調試

供料單元程序設計思路

一、若在運行中按下停止按鈕，則在完成本工作周期任務后，各工作單元停止工作，HL2指示燈熄滅。若在運行中料倉內工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1以1Hz的頻率閃爍，“設備運行”指示燈HL2保持常亮。若料倉內沒有工件，則HL1指示燈和HL2指示燈均以2Hz頻率閃爍。工作站在完成本周期任務后停止。除非向料倉補充足夠的工件，工作站不能再啟動。任務5供料單元程序編制與調試

供料單元程序設計思路

一、任務5供料單元程序編制與調試

I/O分配

二、程序結構：有兩個子程序，一個是系統(tǒng)狀態(tài)顯示，另一個是供料控制。主程序在每一掃描周期都調用系統(tǒng)狀態(tài)顯示子程序，僅當在運行狀態(tài)已經(jīng)建立才可能調用供料控制子程序。編程要求：PLC上電后應首先進入初始狀態(tài)檢查階段，確認系統(tǒng)已經(jīng)準備就緒后，才允許投入運行，這樣可及時發(fā)現(xiàn)存在問題，避免出現(xiàn)事故。例如，若兩個氣缸在上電和氣源接入時不在初始位置，這是氣路連接錯誤的緣故，顯然在這種情況下不允許系統(tǒng)投入運行。通常的PLC控制系統(tǒng)往往有這種常規(guī)的要求。任務