一、供料单元

1、自动化生产线安装与调试,适用专业：机电一体化,课程目标,什么是自动化生产线,自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，以一定节拍，按工艺顺序自动地经过各工位，完成预定的工艺过程，最后成为合乎设计要求的制品。这种自动工作的机床系统就称为自动化生产线,图1-5电缆桥架自动生产线,图1-6 矿泉水包装生产线,图1-7面包生产线,自动化生产线的应用,图1-8汽车自动化生产线,观看视频,观看视频,4,项目一 供料单元安装与调试,1、供料单元的作用,按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台制定位置上，以便以输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。当少料（少于4个）或无料时，应及时报警提

2、示,2、供料单元的组成,检测机构：磁控开关、光电传感器 控制机构：plc 执行机构：气缸、电磁阀 辅助机构：底座、料仓、支架、按钮等,知识引伸： 作为plc控制系统，检测 机构和执行机构是输入部分还是输出部分,输入,输出,plc像大脑,光电传感器像眼睛,电机与皮带像人的腿,磁性开关像触觉,软件像大脑的中枢神经,人机界面就像肌肉,电磁阀就像肌肉,气缸像胳膊和手,通信网络像神经系统,作业1,1、什么是自动化生产线？ 2、供料单元的组成,传感器分类,1、磁控式接近开关 2、光电式接近开关 3、感应式接近开关 4、光电编码器,用于气缸位置检测,1,1,1,1,1、磁控开关应用,1)检验距离 (2)尺寸

3、控制 (3)检测物体存在 (4)转速与速度控制 (5)计数及控制 (6)检测异常 (7)计量控制 (8)识别对象 (9)信息传送,1,1,1,plc输入端,公共端,2,用于工件有无检测,2,2,2,2 光电开关特点,1）检测距离长 （2）对检测物体的限制少 （3）响应时间短 （4）分辨率高 （5）可实现非接触的检测 （6）可实现颜色判别 （7）便于调整,2,2,3、感应式传感器,电磁炉原理,作业2,1、请简述磁控式接近开关 、光电式接近开关、感应式接近开关、光电编码器的作用,任务二、气动控制单元,气动系统构成： 气源装置：将原动机输出的机械能转变为空气的压力能。 控制元件：控制压缩空气的压力、

4、流量和方向 执行元件：用于将空气的压力能转变成机械能 辅助元件：如过滤器、消声器、油雾器,1、气源装置,滤除空气中杂质和凝结水,低压：0.2mpa 中压：1mpa 高压：10mpa 超高压：100mpa,执行元件：是将压缩空气的压力转换为机械能的设备 1、气缸：直线运动 2、气马达：旋转运动,2、执行元件,2、执行元件,分类,典型气缸的介绍,1、普通气缸：是指缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆的气缸。有单作用和双作用两种 2、标准气缸 ：符合国际标准iso643（0-2）的普通气缸。标准主要内容是对气缸的缸径系列、活塞杆伸出部分的螺纹尺寸作了规定,3、摆动气缸：是出力轴被限制在某个角度内做往复摆动

5、的一种气缸，又称为旋转气缸。 摆动气缸目前在工业上应用广泛，多用于安装位置受到限制，或转动角度小于3600的回转工作部件，其动作原理也是将压缩空气的压力能转变为机械能。常用的摆动气缸的最大摆动角度分为900、1800、2700三种规格,典型气缸的介绍,4、气爪（手指气缸）：是现代气动机械手的关键部件。气爪的特点是： 所有的结构都是双作用的，能实现双向抓取，可自动对中，重复精度高； 抓取力矩恒定； 在气缸两侧可安装非接触式检测开关； 有多种安装、连接方式,典型气缸的介绍,典型气缸的介绍,5、气动马达也是气动执行元件的一种。它的作用相当于电动机或液压马达，即输出力矩，拖动机构作旋转运动。 速度范围

6、大,3、控制元件,安装时，注意气流方向与阀体上所示方向相同； 调压时，应由低到高，直到规定压力停止； 不用时，应把手柄放松，以免薄膜变形,3）顺序控制阀 通过改变气路压力进而是执行元件按顺序动作的压力控制阀。 常与单向阀配合使用,3、控制元件,观看视频,节流阀,观看视频,4、气动基本回路,1、换向回路 2、速度回路 3、压力回路 4、位置回路 5、逻辑回路,思考题与习题3,教材86页 2-5 常用的气动基本回路都有那些？ 2-8 电磁阀按原理可分为那几类,控制技术在自动化生产线中的应用,第三讲,工控机的功能,1、巡回检查和数据处理 2、顺序控制和数值控制 3、操作指导 4、直接数字控制 5、直

7、接数字控制 6、监督控制 8、工厂管理或调度,1987年2月，国际电工委员会（iec）plc的定义,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程,国际市场上流行的plc厂家,目前，世界上有200多个厂家生产plc，较有名的： （1）美国：ab通用电气、莫迪康公司； （2）德国：西门子公司; （3）日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工； （4）法国：te 施耐德公司； （5）韩国：三星、lg公司等,一、

8、plc结构示意图,1、 plc的结构,链接,2. 存储器,1. cpu,1) 从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。 (2) 将各种输入信号取入。 (3) 把运算结果送到输出端。 (4) 响应各种外部设备的请求,rom： 存放管理、监控、指令解释等系统管理程序。（用户不能访问和修改该部分内容） ram： 存放用户编制的控制程序,二、各组成部分的作用,3. 输入、输出接口： plc与被控对象间传递输入输出信号的接口部件；采用光电隔离，实现了plc的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰,输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的电信号，以便控制电磁阀、接触器、接触器

9、线圈等电器通断电；另外输出电路也使主机与外部强电隔离,输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机处理,输出三种形式： 继电器 交直流输出方式，低速大功率 晶体管 直流输出方式，高速小功率 晶闸管 交流输出方式，高速大功率,1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰,com,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,plc,继电器输出,2）输出接口电路：均采用模块式,以继电器形式为例,plc,stop：等待命令，自我诊断和通信服务2个阶段,run：循环扫描，除上述2个阶段，还要完成： 输入采样程序执行输出刷新,2、 plc的工作原理,即：cpu从第一条指令开

10、始执行，遇到结束符又返回第一条， 不断循环,plc从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转的情况下，按存储地址号递增的方向顺序执行用户程序，直到end指令结束。然后再从头开始执行，并周而复始，直到停机或切换到stop停止状态,plc扫描工作方式,图：plc扫描过程,plc扫描周期,扫描周期：完成一次扫描（run状态）所需的时间。 决定因素： 1、cpu速度 2、每条指令占用时间 3、程序长短 一般基本型plc一个扫描周期为10ms左右,西门子s7系列plc,s7-200针对低性能要求的小型plc； s7-300针对低性能要求的模块式中小型plc，最多可以扩展32个模块；

11、s7-400用于中高级性能要求的大型plc，可以扩展300多个模块,供料单元的plc,yl-335b中使用的plc,sl-200有6种cpu模块：221无扩展功能，适用于小数点的微型控制器； 222有扩展功能； 224具有较强控制功能； 224xp和226适用于复杂的中小型控制系统,s7-200设备的安装,s7-200既可安装在控制柜背板上，也可以安装在标准导轨上；可水平安装也可垂直安装。安装时应注意以下事项： 1、安装与拆卸前断开电源 2、与热源、高压和电子噪声隔离开 3、为接线和散热留出适当空间：上下25mm 前后75cm,师傅，让我们去练习使用编程软件吧,好吧，一起练习一下,第4讲,供料

12、单元的安装与调试,软件设计,任务1：供料单元的控制气动控制回路,控制要求： 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯hl1 常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1hz 频率闪烁。 若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯hl2 常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。 若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，hl2 指示灯熄灭。 若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指

13、示灯hl1以1hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯hl2 保持常亮。若料仓内没有工件，则hl1 指示灯和hl2 指示灯均以2hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动,任务2：供料单元的控制plc控制回路,供料单元任务分析,一、设备（气缸）动作 1、前提条件： 料仓内有料 物料台上无料 两气缸处于收缩位置 2、按启动顶料推料推料复位顶料复位准备下次循环 3、按停止完成本次工作周期任务后停止,供料单元任务分析,二、显示状态 hl1：常亮工件充足(4个以上) 1hz闪烁缺料（13个）or2个工作气缸未处于缩回位置 2hz闪烁无料（0个） hl2：常亮设备运

14、行（1个以上） 2hz闪烁设备停止（0个） 所以hl1灯为原料状态监视灯 hl2灯为设备状态监视灯,编程思路,1、程序结构：有两个子程序，一个是系统状态显示，另一个是供料控制。主程序在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状态已经建立才可能调用供料控制子程序。 2、plc 上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。例如，若两个气缸在上电和气源接入时不在初始位置，这是气路连接错误的缘故，显然在这种情况下不允许系统投入运行。通常的plc 控制系统往往有这种常规的要求。 3、供料单元运行的主要过程是供料控制，它是一个步进

15、顺序控制过程 4、如果没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环。常见的顺序控制系统正常停止要求是，接收到停止指令后，系统在完成本工作周期任务即返回到初始步后才停止下来。 5、当料仓中最后一个工件被推出后，将发生缺料报警。推料气缸复位到位，亦即完成本工作周期任务即返回到初始步后，也应停止下来,主 程 序,图3-11 供料控制子程序流程图,第6讲供料单元的安装与调试,供料单元的构成,气动回路：推料气缸、顶料气缸、电磁阀组、气管 电动回路：磁性开关、光电传感器、plc、按钮、导线 机械组成：工件装料管、 底板、支撑板、工件漏斗、端子排、走线槽,供料单元安装与调试,1、机械部分安装与调试,4,2、气动部分安装与调试,气路安装及注意事项,3、电动部分安装与调试,供料单元电路安装,供料单元电路安装,1,plc输入端,公共端,2,供料单元的调试总结,硬件调试,软件调试,1、机械部分调试,1、找正 相对位置校正、传感器位置精确； 2、设备调试 传感器灵敏度调试、及其动作的正确性,2、气路部分调试,1、位置调试 气缸活塞初始位置（推出或收缩）要合理； 2、设备调试 气缸路径合理、动作速度是否合理，各控制阀能否灵活，气压是否合理； 3、整体调试 在电磁阀手动模式下