智能生产线调试与维护 课件 学习情境一 供料站编程调试

智能生产线调试与维护

教材介绍

莱茵科斯特公众号智能生产线实物图课程说明-智能生产线课程说明-智能设备框架图课程说明-订单描述课程说明-订单流程智能制造

生产线视频视频1视频2课程说明-演示视频1.站点工艺2.机械结构3.气动结构4.电气结构5.哪些是学过的,哪些没接触过，需要知识补充。6.设备安全①人身安全②设备安全③用电安全课程说明设备物件名称图片物料瓶智能制造设备共有种三种颜色的物料瓶，分别为：白色、蓝色、红色。托盘智能制造设备托盘，用来承载物料瓶，内部安装了西门子的电子标签。

RFID电子标签电子标签用于储存物料瓶的产品信息。例如：颜色、生产日期、编号等。瓶盖物料瓶的瓶盖，瓶盖贴有产品二维码信息。分为：白色瓶盖、蓝色瓶盖。站点占位组件每个站点的占位处有一个RFID读写器、电感式占位检测开关、站点阻挡气缸。智能制造生产线用到的

托盘、物料瓶及占位系

统。课程说明-物料瓶、托盘、电子标签、占位系统除了专业，我们还需要熟练应用以下工具。课程说明-软技能应用画流程图工具----亿图

课程说明-软技能应用电气制图工具--EPLAN

课程说明-软技能应用气动原理图----FESTO

课程说明-软技能应用PLC编程/HMI组态----TIA

课程说明-软技能应用思维导图----XMIND

课程说明-软技能应用表格制定、文档编写、内容演示-MICROSOFT软件课程说明-软技能应用完整行动模型----六步法关键词：积极主动、独立、动手、配合、方法。课程说明-课程实施方法好方法勤动手知识获取课程说明-学习方法（一）信息收集专业书籍资料教材网络视频演示产品的400免费电话咨询咨询老师同学之间相互学习信息收集–获取方式1.技术指标2.安装方式3.如何使用信息收集–目标①1#供料站占位②皮带输送③抓取系统④料仓⑤操作面板⑥供料站电控柜1.认识供料站（1）识别图片中标记的结构名称1.认识供料站（2）根据资料也描述，叙述1#供料站的工艺流程1.认识供料站（3）根据学过的课程，统计1#供料站有哪些关键的电气元件？其中哪些是以前没有学到，需要补充的新的知识点？关键的电气元件：PLC、HMI、变频器、接近开关、电机、行程开关、RFID、Wlan应用需要补充的新的知识点：RFID射频识别技术应用、Wlan应用1.认识供料站BCDA1.认识供料站（5）下图是每个占位点标准的占位系统，请识别占位系统有哪些元件组成，并描述各自的功能和作用：序号名称型号功能1RFID射频读写器RF240R对RFID电子标签读写2方形电感式接近传感器1069856检测托盘到位3止动气缸DFSP-16-10-PS-PA阻挡和放行托盘1.认识供料站（6）操作面板根据面板定义的功能，把方框内的功能与面板中的元器件用连线的形式连接起来。1.认识供料站（7）供料站工艺安全分析在对设备进行调试之前需要结合实际设备及其工艺，分析可能出现的安全隐患。并在调试过程中规避这些安全隐患，避免造成人员及设备的安全事故。出仓出料工艺分析：1.认识供料站物料瓶抓取工艺分析：根据设备结构和工艺特点，请思考设备在调试过程中可能出现的安全隐患，并提供解决方案。1.认识供料站根据设备结构和工艺特点，请思考设备在调试过程中可能出现的安全隐患，并提供解决方案。序号设备安全隐患点隐患描述解决方法1料仓电机电机丝杠的旋转利用上下限位限制电机行程2出料一直出料利用料仓口有料检测保证一次处一个物料瓶3物料搬运碰撞输送导轨移动物料时需要垂直气缸提升到位4

5

2.气动及电气系统图纸完善根据气动回路原理图、设备工艺演示列举出供料站气缸位置及功能。并区分气缸的控制方式。双电控作用气缸有：序号名称工作位置功能描述

1

无杆气缸

物料抓取

前后移动

2

垂直气缸

物料抓取

垂直移动

3

水平气缸

物料抓取

水平移动

4

单电控作用气缸有：序号名称工作位置功能描述

1

吸盘

物料抓取

吸取物料瓶

2

阻挡气缸

站点到位检测点

托盘到位阻挡

3

4

（2）气动原理图根据电气图纸统计1#供料站所用的气动元件，并按照控制方式的不同填写在下列表格中。2.气动及电气系统图纸完善（1）补充气动图纸：利用FESTO画图工具，补充完善1#供料站的气动原理图。2.气动及电气系统图纸完善（1）根据电气设备图纸，在灰色方框内把图纸补充完整。2.气动及电气系统图纸完善2.气动及电气系统图纸完善2.气动及电气系统图纸完善3.相关知识应用（1）无杆气缸应用1）请根据设备中无杆气缸的标签，通过官网，查找相关资料完成下列表格序号参数数据1订货号532446L8582型号DGC-18-450-G-PPV-A3行程4504工作模式双作用5工作压力2-8bar3.相关知识应用（1）无杆气缸应用2）根据下面气缸的型号标识，写出无杆气缸完整的型号。并解释每个指标的具体含义无杆气缸型号：DGC-18-450-G-PPV-A完整型号表述：无杆气缸-缸径18-行程450mm-两端带弹性缓冲垫-通过接近开关检测位置。3.相关知识应用1.这是什么？2.干什么用？3.如何使用？（2）色标传感器应用3.相关知识应用（2）色标传感器应用1）根据设备色标传感器说明书，找出下列表格中关于传感器的数据并记录：序号参数数值1供应商PEPPERLFUCHS2型号DF12-11-3K/145/1513供电电源直流24V4输出信号3通道3.相关知识应用（2）色标传感器应用2）下图为色标触感器使用过程中，检测距离与灵敏度的对应表格，安装距离（约10

）mm，是色标传感器检测最可靠的。3.相关知识应用（2）色标传感器应用3）色标传感器共8根线，如下图所示：检测蓝色盒接（绿色）颜色的线，在PLC中的接线端子为（I13.5）。

检测白色盒接（黄色）颜色的线，在PLC中的接线端子为（I13.6）。24+电源接（棕）颜色的线，24-电源接（蓝色）颜色的线。3.相关知识应用（2）色标传感器应用4）色标传感器的调试请根据色标传感器的说明书简述Teach_In学习的步骤：序号物料瓶识别颜色颜色通道信号输出1蓝色物料瓶蓝色A绿色信号线2白色物料瓶白色B黄色先号线3红色物料瓶未识别未识别未识别操作步骤：1.设置通道旋钮至T位置。1.5秒后，绿色和黄色LED开始闪烁（频率2.5Hz）；2.将光电开关放在物体的前方，使光斑落在蓝色瓶上面；3.通过公差旋钮，设置公差等级为：位置I极佳。4.通过通道旋钮选择位置A。1.5秒后，颜色teach-in成功。光电开关改变值开关模式。5.设置两个调节旋钮均为S状态。3.相关知识应用（3）西门子V20变频器应用1）智能产线的主输送系统是通过西门子V20变频器驱动的，主要用于实现输送带的启动、停止及速度控制，请通过查阅V20变频器的说明书，完成图纸识别内容：A供电电源AC220VB启动信号C模拟量调速信号D速度反馈信号E变频器驱动输出ADECB3.相关知识应用（3）西门子V20变频器应用2）请查阅相关资料，回答：供料站中V20变频器用来驱动（

皮带机

）的运行。变频器的供电电源为（AC220V

）。控制电机电源为（三相AC220V

）。变频器控制方式选用的是（端子控制），启动停止通过变频器的（DI1

）端子连接到S7-1500PLC的（Q7.1）端子。速度通过变频器端子的（

AI1

）和（0V

）端子，接入PLC的模拟量通道（QW0

），采用（0-10V）的电压信号，对变频器进行调速控制。变频器采用宏参数设置，选用宏为（Cn005）。3.相关知识应用（4）西门子工业Wlan应用在智能制造生产线中，为了便于调试，增加了西门子无线WLAN设备。利用Wlan可以实现笔记本电脑与产线设备（PLC、HMI、视觉传感器等支持PROFINET通讯的设备）之间的无线连接。1）WLAN基本参数名称参数型号：SCALANCEW774-1订货号：6GK5774-1FX00-0AA0以太网速率：10/100Mbps无线网速率：1……300Mbps24V功耗:6w外部连接器数量：2个3.相关知识应用（4）西门子工业Wlan应用2)根据教材P22-P29页，完成WLAN的WEB设置，及与PLC的联网应用，并实现笔记本电脑通过无线网络访问站点。WLAN无线路由器参数设置计算机IP地址设置连接WLAN网络PLC组态网络连接测试利用WLAN网络连接PLC3.相关知识应用通过WLAN建立网络连接3.相关知识应用4.统计关键元器件清单（二）计划编制输入/输出端地址分配表---30分钟编制工艺流程图---60分钟PLC编程方案制定---30分钟PLC编程---90分钟HMI触摸屏组态方案制定---60分钟HMI画面组态

填写安全指导证明检查测量

设备调试---240分钟检查---60分钟（三）决策小组讨论最优的计划！（四）实施实施任务1.编制PLC的输入/输出端子符号表2.编制工艺流程图3.PLC编程方案及编程4.HMI触摸屏组态方案及组态5.填写安全指导6.检查7.调试1.编制输入/输出端地址分配表根据电路图和气动回路图的内容编制输入端与输出端地址分配表。输入端：1.编制输入/输出端地址分配表根据电路图和气动回路图的内容编制输入端与输出端地址分配表。输出端：2.编制工艺流程图根据1#供料站的视频演示及案例程序的动作执行，请把自动操作的动作描述出来，并进行详细的步骤分解，以指导PLC的编程工作。自动循环描述：初始位置初始位置指示灯=1启动命令Start=1延时2秒站点占位磁性传感器=1，料仓出料料仓出料检测信号=1，吸盘气缸伸出，吸盘吸气。吸盘延时2秒，吸盘气缸缩回。无杆气缸移动至殊荣带侧。吸盘气缸伸出，吸盘停止吸气。吸盘气缸缩回无杆气缸回到初始位置。一个循环结束2.编制工艺流程图根据上面的自动操作的循环步骤，请画出工艺流程图。3.PLC编程方案及程序编写要设计出满足设备工艺控制、安全运行要求的控制程序，首先要了解设备的结构；其次要分析清楚各运动执行机构之间的准确动作关系，也就是分析清楚生产工艺，同时考虑安全、效率等因素；最后通过编程实现准确的控制功能。针对供料站的结构特点，下面给出一种典型的设备运行控制要求与操作运行流程。（1）系统具有手动/自动两种模式，通过模式切换开关选择不同的模式；各个执行机构能实现手动操作控制。（2）系统上电供料站应处于初始状态，即复位灯闪烁，无杆气缸滑块应在出料系统侧。水平气缸处于缩回位置，垂直气缸处于缩回位置，吸盘无吸气动作。两个料仓无出料动作。（3）手动控制利用设备操作面板S1-S9，实现关键执行元件的手动控制功能。手动操作时，系统需要在手动模式下才能操作。（4）自动控制自动控制需要在自动控制模式下才能运行，系统在初始位置按下启动按钮后系统才能自动运行。（5）安全控制急停按下后，所有的执行系统停止动作。当急停复位后，需要按下复位按钮才能执行动作。根据生产工艺，为了人身安全及设备安全，保证生产的稳定性，产线的重要执行系统需要具有联锁控制信号，以保证设备、人身及生产的安全。3.PLC编程方案及程序编写序号执行机构运动方式前提条件1出料系统直流电机正转料仓检测有料，无出料信号2搬运系统气缸动作有出料信号，无占位信号3送料变频电机正转无占位信号4皮带机输送变频电机正转搬运完毕，气缸缩回到位请在下列表格中列举1#供料站调试过程中用到的联锁控制：请编写PLC程序！4.HMI触摸屏组态方案及组态HMI触摸屏作为远程控制系统，需要有本地按钮及指示灯的模拟操作与显示，同样也要有手动控制、自动控制、报警、参数设置及设备动态化的显示。请根据视频演示、样例程序示范和你自己的思考，你认为HMI触摸屏需要组态哪些内容？HMI触摸屏组态技术点：（1）手动操作界面，能控制各个执行机构点动作；在触摸屏上按下相应的触发按钮，执行机构运行；当松开触摸屏相应的的出发按钮，执行机构立即停止运行；（2）生产参数界面，能选择产品种类、数量，在自动模式下，只有选择了产品种类和数量，才能运行；当完成了对应数量的产品生产任务时，种类和数量参数均自动清零；（3）报警界面，当出发报警流程时，触摸屏上弹出报警界面，并提示相应的报警信息，报警列表如下：1）料仓缺物料瓶报警；2）气缸动作超时报警；3）变频器故障报警；4）吸盘真空压力报警。

HMI触摸屏组态7.设备调试设备调试：将所编制好的程序下载到PLC和HMI中，进行运行调试。在调试程序时，首先通过监控与强制表监视输入/输出点的状态，并结合观察到的执行机构的动作特征，来确定各个信号点的动作是否正常。运行程序时，应时刻注意设备的运行情况，一旦发生执行机构相互冲突等涉及人身和设备安全的事件，应及时操作保护设施，如切断设备执行机构的控制信号回路、切断气源等，以避免造成人身和设备的伤害。经过调试，程序能够实现预期的控制功能，则还应多运行几次，以检查运行的可靠性，查找程序的缺陷，最终完善控制程序。记录调试过程中遇到的问题及解决方法。（五）检查（六）评分①2#翻转站翻转系统占位②翻转系统③操作面板④电脑-WinCC上位机监控系统⑤剔除输送系统⑥2#翻转站剔除系统占位⑦电控柜①3#灌装站进水电磁阀②水箱③灌装系统④3#灌装站占位⑤操作面板⑥3#灌装站电控柜①ABB机器人②机器人夹具③输送带④瓶盖输送系统⑤机器人吸盘⑥称重系统⑦机器人站占位⑧电控柜⑨操作面板①两轴机械手②立体库摆放架③电控柜④操作面板⑤立体库站占位智能生产线调试与维护

供料站调试

莱茵科斯特公众号1#供料站1.课程介绍2.任务订单任务识别4.任务实施根据计划，完成任务。利用六步法指导工作过程。1.站点工艺2.机械结构3.气动结构4.电气结构5.哪些是学过的,哪些没接触过，需要知识补充。6.设备安全①人身安全②设备安全③用电安全①1#供料站占位②皮带输送③抓取系统④料仓⑤操作面板⑥供料站电控柜供料站是智能制造生产线设备的第一个站点，也是起始站。其功能是为整条产线提供物料瓶。供料站按照系统功能又可以分为：出瓶系统、抓取系统、颜色识别系统和RFID射频识别系统。出仓1#供料站的物料瓶存放在两个井式料仓里面。井式料仓采用滚珠丝杠式结构，在电机的带动下丝杠上面的丝母带动料仓托盘上下移动，以达到出瓶和补充瓶子的目的。物料瓶是反着放在供料站的井式料仓里面的，方便抓取系统上面的吸盘吸取物料瓶。当料仓出料时，料仓内的电机正转运行，井式料仓底板在丝母的带动下，向上移动，带动物料瓶出仓。当物料瓶碰到安装在井式料仓口上方的槽型传感器后，料仓电机停止运行。此时物料瓶出仓成功。物料瓶出仓后，抓取系统开始执行。首先抓取系统需要寻找原始位置。当抓取系统运行到原始位置后。如果出料系统的料是从左边的井式料仓出料，则水平气缸不动作，垂直气缸伸出，真空吸盘开始抽取真空吸取物料瓶。吸取物料瓶后垂直气缸收回，垂直气缸收回到位后，无杆气缸开始向前移动，当移动当无杆气缸的前限位无杆气缸停止垂直气缸伸出，把物料瓶放置在托盘上面。托盘停在输送带1#站的占位出。1#站占位出有RFID读写器，阻挡气缸，用来检测托盘到位的传感器。智能制造生产线的系统采用了好多的FESTO气动元器件，例如：过滤减压阀、气动、单向电控气阀、双向电控气阀、气缸、汇流排等。在1#供料站的气动系统执行元件有无杆气缸一个（抓取系统前后动作），双作用气缸两个(抓取系统水平和垂直方向各一个)，真空发生器一个（抓取系统吸盘），阻挡气缸两个（站前阻挡和占位阻挡）；电磁阀采用模块化组件；气动系统的气源经过过滤减压阀后，给气动系统供气（气源压力P≥0.4Mpa）。：急停按钮：Start启动按钮（带绿色指示灯）：Stop程序运行停止按钮（带红色指示灯）：Quit程序复位按钮（带蓝色指示灯）：Reset安全继电器复位按钮（带黄色指示灯）：Hand/Auto手自动切换按钮（两位旋钮）：S1-S9功能按钮（带白色指示灯）色标传感器

应用

莱茵科斯特公众号色标传感器1.课程介绍2.任务订单任务识别4.任务实施根据计划，完成任务。利用六步法指导工作过程。色标传感器又叫光电检测传感器（俗称光电头，光电眼）。基本工作原理是采用光发射接收原理，发出调制光，接收被测物体的反射光，并根据接收光信号的强弱来区分不同的颜色，或判别物体的存在与否。

色标是指某种颜色的标本或标准。

色标传感器是一种能够识别色彩的传感器。

色标传感器的种类有多种。可按光源和测量模式进行分类。但基本工作原理都是采用光发射接收原理，发出调制光，接收被测物体的反射光，并根据接收光信号的强弱来区分不同的颜色，或判别物体的存在与否。色标传感器是一款识别检测对象颜色的传感器，通过RGB(红色,绿色,和蓝色)LED光源和运算检测物体反射光中R，G，B波长比率，来判断检测到的颜色是否和设定的一致色标传感器DF12-11-3K/145/151漫反射型光电传感器，用于记录不同颜色背景上的色标通过有效的三量程方法进行颜色检测自动阈值设置的示教程序3个独立通道每个通道3个公差等级3路推挽输出做一做请按照上面的操作实现MV440视觉传感器在PLC中的组态，并在PLC中编写应用程序，读取瓶盖的二维码信息。智能生产线调试与维护

订单程序编写

莱茵科斯特公众号1.课程介绍2.任务订单任务识别4.任务实施根据计划，完成任务。利用六步法指导工作过程。订单——自定义PLC数据类型建立订单的数量和订单颜色订单——自定义PLC数据类型建立一个堆栈DB数据块数据块DB新订单：建立新订单的数据接口。栈顶：暂时存储当前要存储位号的数据信息。堆栈：位号信息存放区域站内数量：总共建立的位号数量出栈1.栈内数量不为0，2.栈顶=栈【0】.（把栈【0】的数据保存到栈顶中）3.从栈【1】开始一直到最后一个栈【最后】，依次数据前移一个数。4.栈内数量减一。入栈1.入栈命令=1，2.新丁单数据=栈【栈内数量】（因为栈内存储从0开始，所以【栈内数量】刚好就是新订单存储的地址。）3.栈内数量加一。栈内订单删除1.选择的栈内订单需要从栈【0】-栈【栈内数量】2.当删除命令=13.用栈【#i+1】覆盖要删除的栈订单-栈【#i】4.删除完毕栈内订单数量减一。仓储程序红盒通过触摸屏下订单蓝盒通过触摸屏下订单栈顶清零栈【0】=0将从“MCT料仓堆栈_DB”.栈顶.订单数量，开始的两个数据填充0。做一做请按照上面的示例程序讲解。并在PLC中编写应用程序，实现产线的订单功能。RFID射频识别技术应用莱茵科斯特公众号在智能制造转型趋势下，RFID作为一种非接触式的自动识别技术，可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，由于RFID实施和部署成本较低，数据采集和传输方式十分便捷，因此受到企业越来越多的关注。相对于条形码、磁卡、IC卡等技术，RFID的应用优势是可以实现批量处理、远距离非接触读写，数据容量大，可重复使用，对污染不敏感，适应各种复杂的工况。RFID技术是一种无线通讯技术，可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据。而无需再识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。RFID是构建物联网的关键技术。无线电的信号是通过电磁场，把数据通过附着在物品上的标签传送出去，供自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从读写器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有些标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储信息，数米之内都可以被识别。与条形码不同的是，射频标签不需要在读写器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。RFID