物联网设备装调与维护 课件 项目三 基于控制技术的生产线自动控制系统调试与执行

项目三基于控制技术的生产线自动控制系统调试与执行任务1生产线自动控制系统的控制器检测与配置在当今数字化、智能化高速发展的时代，智能制造已成为推动产业升级和经济发展的关键力量。党的二十大明确提出，要建设现代化产业体系，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。这为我们的智慧工厂建设提供了坚实的政策指引和方向。如图所示，生产线自动控制系统是智能生产的“指挥官”，致力于实现对生产线的高效自动控制。在新质生产力的驱动下，制造业正经历着深刻的变革。生产线自动控制系统以其精准、高效的特点，极大地提高了生产效率和产品质量。如图所示，在生产线自动控制系统中，控制命令由物联网中心网关发出，通过网络传送给串口服务器，串口服务器通过串口将命令传送给ADAM4150数字采集控制器，数字采集控制器再控制继电器等执行器动作，完成生产任务。本项目的控制逻辑清晰且符合实际工作场景。当限位开关没有检测到工件到位时，三色灯亮绿灯，电动推杆收缩，这表明生产线处于等待工件的状态，系统处于节能模式，为下一个工件的到来做好准备。当限位开关检测到工件到位时，电动推杆伸出，对工件进行加工等操作。当因传送带堵塞等问题而导致限位开关长时间未检测到物料时，三色灯亮黄灯。当出现设备故障等问题时，三色灯亮红灯。通过串口服务器、数字采集控制器、中间继电器、三色灯、电推杆、限位开关等设备的协同工作，我们打造了一个稳定、可靠的生产线自动控制系统。这些设备的合理配置与安装，以及中心网关的精准调试，将为智慧工厂的高效运行提供有力保障。在项目实施过程中，我们不仅要注重技术的应用，更要具备创新精神和实践能力，为推动制造业的变革和发展贡献力量。素养目标通过本项目的学习，树立严谨认真、规范操作的意识，在系统装调与设备检测时注重细节，确保数据准确与操作精准；强化团队协作精神，主动与成员交流探讨、分工配合，通过协同作业提升项目推进效率；激发创新思维与探索精神，勇于尝试优化设备配置、应用新检测技术，持续提升系统运行效率与质量；深化对智能制造的认知，以精益求精、品质至上的态度推动技术改进，为行业发展贡献力量。目录CONTENTS任务描述与要求02职业目标01任务学习与实践03任务小结0401职业目标职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践知识目标：

能力目标：01能用工具检测串口服务器、数字采集器、限位开关是否完好02能正确配置串口服务器串口和网络地址理解串口服务器、数字采集器、限位开关的基本概念、检测方法理解串口服务器、数字采集器在生产线自动控制系统中的作用掌握串口服务器、数字采集器的配置方法能正确配置数字采集器ADAM4150的通信方式02任务描述与要求职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践任务描述：

任务要求：在工厂车间中，生产线扮演着至关重要的角色，作为核心生产设备，其高效运作直接关乎生产效率与产品质量。根据生产线自动控制系统设计方案，执行设备控制器作为该系统中不可或缺的关键组件，其性能与配置直接影响着自动化控制的精准度与效率。因此，对执行设备控制器进行合理装调和配置，是确保整个自动控制系统稳定运行、实现高效生产目标的重要环节01完成串口服务器设备的检测与配置02完成数据采集控制器设备的检测与配置03任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践串口服务器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置21职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践1.设备简介串口服务器作为现代工业自动化架构中的桥梁，其重要性日益凸显。它巧妙地实现了传统RS-232、RS-422或RS-485等串口设备与现代以太网网络的无缝对接，使得分散在生产线各处的设备能够轻松接入网络，实现远程监控、数据收集与集中管理。通过串口服务器，我们不仅能提高生产线的灵活性与可扩展性，还能显著降低布线复杂度与成本，为构建高效、智能的自动化生产线奠定坚实基础。串口服务器是一种实现串口与网络连接的设备。它能将串口数据和网络数据进行中间转换，实现不同接口类型的数据互联通信，在生产线自动控制系统中起着关键作用。目前广泛应用于工业自动化、智能交通等领域，可实现远程监控与管理。数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践2.工作原理串口服务器提供了RS232/RS485转以太网功能，能够将串口信号转化为TCP/IP网络接口，实现RS232/RS485信号与TCP/IP网络接口数据的双向透明传输。数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践2.工作原理串口信号转换系统主要由以太网连接模块、主控模块及4路RS232及2路RS485串口模块构成。工作时串口服务器先初始化系统参数和串口，再初始化以太网，待初始化完成后，用户在客户端上通过以太网模块登录串口服务器，配置RS232/485串口等通信参数，包括端口号、波特率、检验位、停止位等。工作过程如图所示，信息经由以太网模块接收传送至主控模块，主控模块根据端口号信息将信息转发至该串口对应的从属设备，待从属设备应答后，应答信息原路返回给客户端，这样就实现了数据的双向透明传输。数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践3.设备检测数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践串口服务器接口检测包含电源、RJ45接口、RS232/485接口、重置按钮检测，检测准备工具及结果评估可参照表中所示。序号检测点主要工具及环境准备结果评估方法1电源电源线、工位判断设备电源指示灯是否常亮2RJ45接口网线、信息插座、计算机判断计算机通过ping命令是否可成功测试连通3RS232/485接口信号线、计算机、网络调试助手判断网络调试助手是否可与设备端口实现通信4重置按钮顶针判断设备经过重置后地址是否为出厂地址5系统配置界面计算机、网线判断设备Web配置界面是否可正常登录3.设备检测数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践参照下图完成串口服务器检测连接，根据后面步骤完成设备检测：3.设备检测数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践步骤一：连接完成后检查电源指示灯是否常亮，常亮说明电源正常。步骤二：使用顶针长按Reset键5～8秒，放开Reset键后查看到设备网口指示灯绿灯亮起，等待指示灯显示正常说明设备还原成功，如下图所示。步骤三：参照路由器检测过程将操作计算机的IP地址设置为192.168.14.201，如右图所示。3.设备检测数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践步骤四：按击快捷键“Win+R”，在窗口输入“cmd”命令，点击“确定”，等待CMD命令窗口弹出，如右图所示。步骤五：在命令窗口中输入命令“ping192.168.14.200”，敲击回车，若命令结果收到回复且显示TTL值，说明串口服务器LAN口通信正常，如右图所示。3.设备检测数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践步骤六：打开浏览器，输入设备访问地址“192.168.14.200:8400”，敲击回车，等待进入设备Web界面，若成功访问界面则说明设备工作正常，如右图所示。步骤七：打开网络调试助手，协议类型选择“TCPClient”，远程主机地址填写“192.168.14.200”，远程主机端口填写“6001”，点击“打开”，无错误提示说明网络助手已连接上设备，如右图所示。3.设备检测数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践步骤八：参照步骤七，打开新的网络调试助手连接上设备6002口，如下图所示。步骤九：在任意网络调试助手发送区输入“ThisisCOM1”，点击“发送”，若在另一个网络助手接收区显示“ThisisCOM1”，说明串口通信正常，如下图所示。步骤十：遍历设备其他端口进行通信测试。注：检测完成后，请将串口服务器的检测结果填写至《任务工单3-1》相应位置。1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）设备简介数字采集控制器在生产线自动控制系统中的应用对于提高生产效率、优化产品质量、降低生产成本、提升生产安全性和推动智能制造发展具有重要意义。ADAM4150是一款数字量的数据采集、输出设备，设备对外提供了7口数字量输入及8口的数字量输出口，最大设备连接数量可达15个。用户可根据ADAM4150上RS485A、B接口实现对设备的通信配置。1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备配置ADAM4150通信配置主要由地址、波特率、通信模式及传输参数构成，主要配置项如表中所示：序号配置项配置说明备注1地址设备节点地址，范围为00-FF软件配置界面中进制数为十进制2波特率波特率可根据环境进行调节，一般选用9600

3工作模式模式分为Modbus、Advantech，一般采用Modbus作为通信协议Advantech可支持ASCII码通信1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备配置--搭建设备配置环境根据图完成ADAM4150设备环境搭建。ADAM4150设备配置参数如表中所示序号配置项配置参数1地址012波特率96003工作模式Modbus1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备配置--配置ADAM4150步骤一：将设备拨码拨至“Init”模式，并将设备断电重启，如图所示。步骤二：双击打开ADAM4150测试软件，右击“Serial”，点击“Refresh

Subnode”，搜索设备所在COM口，如图所示。1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备配置--配置ADAM4150步骤三：在Serial下拉选项中右击设备连接的COM口，点击“Search”，搜索设备，如右图所示。步骤四：点击“4150”设备，在“ModuleSetting”中设置设备地址为01，波特率为9600，如右图所示。1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备配置--配置ADAM4150步骤五：确认设备Protocol配置项为“Modbus”，如右图所示。步骤六：点击“ApplyChage”，下载参数，如右图所示。步骤七：将设备拨码拨至“Normal”，重启设备，如右图所示。1.数字采集控制器检测与配置数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备配置--ADAM4150通信测试步骤一：点击“DataArea”进入界面，任意点击DO口按钮，如右图所示。步骤二：检查设备上对应DO指示灯是否常亮，是则说明设备通信正常，如右图所示。注：配置完成后，请将ADAM4150通信测试结果填写至《任务工单3-1》相应位置记录结果。2.限位开关数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）设备简介限位开关，是一种常用的电气设备，主要用于控制机械运动的位置和行程。它广泛应用于各类机械设备中，以实现对设备运行状态的精确控制和安全保护。2.限位开关数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）工作原理限位开关主要由操作头、触点系统和外壳组成。当机械运动部件撞击到限位开关的操作头时，操作头会产生位移，触发内部的触点系统，使触点状态发生改变，从而实现电路的通断切换。根据不同的应用需求，限位开关可以设计为常开型、常闭型或转换型等多种触点形式。2.限位开关数据采集控制器设备检测与配置串口服务器检测与配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（3）设备检测如图所示是限位开关实物图，限位开关共有三个端子，分别是COM端、常开端和常闭端。方法状态检测结果将万用表调整到蜂鸣器档，用表笔测量常开端子和COM端子不按开关万用表蜂鸣器不发出声音，显示无穷大电阻值（OL）

按下开关万用表蜂鸣器发出声音，电阻值显示为0ADAM4150参数配置表注：请将限位开关的检测结果填写至《任务工单3-1》相应位置。04任务小结职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践任务小结思维导图职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践感谢聆听物联网设备安装与调试项目三基于控制技术的生产线自动控制系统调试与执行任务2生产线自动控制系统的执行器设备检测目录CONTENTS任务描述与要求02职业目标01任务学习与实践03任务小结0401职业目标职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践知识目标：

能力目标：01能对三色灯、电推杆和中间继电器进行好坏检测02了解三色灯、电推杆和中间继电器的基本概念掌握三色灯、电推杆和中间继电器的工作原理熟悉检测三色灯、电推杆和中间继电器的检测方法02任务描述与要求职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践任务描述：

任务要求：生产线自动控制系统的核心控制目标聚焦于执行设备，其中三色灯、推杆以及中间继电器等关键组件构成了执行设备的重要组成部分。这些执行设备的配置合理性以及安装调试的准确性，对于生产线能否正常、稳定地运行具有决定性的影响。01学会中间继电器、三色灯、电动推杆的性能检测02完成继电器互锁的线路连接完成生产线自动控制系统执行设备的安装与调试03任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践执行器设备检测双向控制执行器设备装调21职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践1.中间继电器继电器作为控制电路中的重要器件，具有断态高绝缘电阻与通态低导通电阻的独特优势，广泛应用于工业自动化控制、电力系统、通信设备、交通运输等领域。继电器

按工作原理和结构特性可分为电磁继电器、固体继电器、温度继电器等多种类型，在物

联网系统中常见的是中间继电器。在生产线自动控制系统中，中间继电器起着至关重要的作用。它是一种小型电磁

继电器装置，外观如图3-2-1所示。在控制电路中，中间继电器通常安装在中间位置，

连接控制器与执行机构，如同一座桥梁确保控制指令的准确传递与执行。中间继电器作为控制开关，能够根据控制信号的输入，间接控制其他电路或设备

的通断。它不仅简化了电路设计，提高了系统的灵活性和可靠性，还能在一定程度上保护控制器，避免其在直接控制大电流设备时遭受冲击。双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）设备简介1.中间继电器双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）工作原理

中间继电器为典型的电磁继电器，连接图丝印在继电器的外壳上，如图所示。从连接图可知，该继电器带有2组开关，5和6是公共端子，1和2是常闭触点，3和4是常开触点，7和8为控制线圈，当线圈两端加上一定的电压时，线圈中就会流过电流，从而产生电磁效应，电磁力会使铁芯产生磁场，吸引衔铁运动，常开触点（3和4）与公共端子闭合，从而达到开关的作用。1.中间继电器双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（3）设备检测步骤一：将红表笔接万用表VΩ孔座，黑表笔接万用表COM孔座，万用表挡位拨至蜂鸣档位，如右图所示。步骤二：将表笔探头接1，5引脚及3，5引脚，结果显示继电器在不通电的情况下1，5引脚导通，3，5引脚断开，如右图所示。1.中间继电器双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（3）设备检测步骤三：将继电器8引脚接+24V,7引脚接GND，通上电源，再次测量继电器1，5引脚，结果显示1，5引脚断开，3，5引脚导通，如右图所示。步骤四：参照步骤二及步骤三测量中间继电器2、6引脚及4、6引脚导通情况。设备状态测量引脚万用表结果未通电状态

1，5（2，6）响声或数值在0.7以下3，5（4，6）不响或显示OL（无穷大）通电状态

1，5（2，6）不响或显示OL（无穷大）3，5（4，6）响声或数值在0.7以下如果测得的结果符合该现象，表明该继电器性能良好。2.三色报警灯双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）设备简介三色报警灯是一种在工业及其他领域广泛应用的设备。它通常由红、黄、绿三种颜色的LED灯组成。红色灯一般表示危险或故障状态，如设备出现严重故障、安全隐患等情况时亮起；黄色灯常代表预警或注意状态，提醒工作人员可能存在潜在问题；绿色灯则表示正常运行状态。三色报警灯具有亮度高、可视性强的特点，能够在远距离清晰可见。其安装方便，可适应不同的工作环境，为设备运行状态提供直观的指示，提高工作安全性和效率。2.三色报警灯双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备检测步骤一：将设备按照右图进行硬件连接，若红灯亮则说明红色灯正常。步骤二：将设备按照右图进行硬件连接，若绿灯亮则说明绿色灯正常。2.三色报警灯双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备检测步骤三：将设备按照右图进行硬件连接，若黄灯亮则说明黄色灯正常。步骤四：将设备按照右图进行硬件连接，若报警则说明报警器正常。3.电动推杆双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）设备简介电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。它主要由电机、推杆、控制装置等组成，电机通过减速装置带动丝杆旋转，丝杆上的螺母带动推杆做直线运动。通过控制电机的正反转，可以实现推杆的伸出和缩回。电动推杆结构紧凑、安装方便，被广泛应用于工业自动化、医疗器械、智能家居等领域。3.电动推杆双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备检测步骤一：将红线接+24V，黑线接GND，若电动推杆伸长，则说明电动推杆正常。步骤二：将红线接GND，黑线接+24V，若电动推杆收缩，则说明电动推杆正常。报警接线图1.继电器互锁双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）概述在生产线自动控制系统中，多个设备或执行机构往往需要按照一定的顺序或条件进行工作，以避免相互之间的冲突或干扰。继电器互锁功能能够确保当一个设备或执行机构处于工作状态时，另一个与之相关的设备或执行机构无法同时启动或工作，从而防止因误操作或设备故障导致的安全事故。例如，在电动机正反转控制中，通过继电器的互锁功能，可以确保当电动机正转时，反转电路被自动切断，防止电动机同时处于正反两个方向的工作状态，从而保护电动机和传动机构不受损坏。1.继电器互锁双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）工作原理

中间继电器通常有线圈和多个触点。当一个中间继电器的线圈通电时，产生电磁力，使继电器的动铁芯被吸引，从而带动触点动作。在互锁电路中，将两个中间继电器的常闭触点分别串联在对方的线圈回路中。

如图所示，假设存在两个中间继电器A和B。当继电器A的线圈通电时，继电器A的常开触点闭合，常闭触点断开。此时，由于继电器A的常闭触点断开，切断了继电器B的线圈回路，即使有触发信号，继电器B也不能通电动作。同理，当继电器B的线圈通电时，继电器B的常闭触点断开，切断继电器A的线圈回路，防止继电器A动作。2.执行器设备装调双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（1）设备安装与连接2.执行设备装调双向控制执行器设备装调执行器设备检测职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践（2）设备安装效果检查步骤一：确认ADAM-4150的设备拨码拨至“Normal”模式状态。步骤二：双击打开ADAM4150测试软件，右击“Serial”，点击“RefreshSubnode”，搜索设备所在COM口。步骤三：在Serial下拉选项中右击设备连接的COM口，点击“Search”，搜索设备。步骤四：点击“DataArea”进入界面，任意点击DO口按钮。步骤五：检查DO口对应的执行器设备（三色灯、电动推杆）是否能够正常工作。04任务小结职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践任务小结思维导图职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践感谢聆听物联网设备安装与调试项目三基于控制技术的生产线自动控制系统调试与执行任务3生产线自动控制系统的安装与配置目录CONTENTS任务描述与要求02职业目标01任务学习与实践03任务小结0401职业目标职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践知识目标：

能力目标：01能够正确配置生产线自动控制系统的网关，使其能监测到设备数据并控制设备02了解生产线自动控制系统中网关的调试和配置方法掌握串口服务器使用知识。能在网关中正确添加串口服务器。02任务描述与要求职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践任务描述：

任务要求：在生产线自动控制系统中，系统数据最终需通过物联网中心网关连接至云平台，因此需对该网关进行配置。在配置完成后，物联网中心网关的数据监控界面能成功获取设备数据，也能实现对执行器的有效控制。0102完成物联网中心网关配置，使其能与设备及云平台进行有效数据交互完成生产线自动控制系统设备的安装和连接，确保设备连接正确且符合系统设计要求03任务学习与实践职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践生产线自动控制系统设备安装和连线系统中心网关配置21职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践1.生产线自动控制系统设备安装和连线系统中心网关配置生产线自动控制系统设备安装和连线职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践根据图中所示完成生产线自动控制系统设备的安装和连接。1.网段配置职业目标任务描述与要求任务小结任务学习与实践网段配置的目标是将计算机本机、路由器、物联网中心网关、串口服务器配置为192.168.14网段(先配置计算机本机、物联网中心网关、路由器，最后配置串口服务器)。步骤一：保持计算机本机、物联网中心网关、串口服务器均连接至路由器的状态，

将计算机本机的IP地址设置为192.168.1.101,登录网关192.168.1.100,输入账号、密码，单击左侧的“配置”→“设置网关IP地址”,将IP地址修改为“192.168.14.100”,默认网关修改为“192.168.14.1”,如图3-3-2所示。步骤二：在浏览器中输入192.168.1.1,打开路由器Web页，输入账号、密码后，登录路由器Web配置界面。单击“路由设置”,再单击“LAN口设置”,将LAN口IP设置配置为“手动”,IP地址修改为“192.168.14.1”,单击“保存”按钮，如图3-3-3所示。步骤三：将计算机本机IP地址设置为自动获取IP或192.168.14.101。步骤四：由于串口服务器的默认IP地址为