机电一体化设备调试与程序设计课件02工件识别装置的调试与程序设计

工件识别装置的调试与程序设计项目二1234目录学习目标任务描述知识链接任务实施5知识拓展01章节PART知识目标能力目标学习目标工件识别装置的调试与程序设计一、学习目标知识目标能力目标1、掌握光电传感器、磁性传感器、光纤传感器、对射传感器的工作原理和安装调试方法。2、熟悉三菱3U系列PLC的I/O接线端子。3、掌握三菱3U系列PLC外部接线规则及方法。4、熟练掌握三菱PLC的编程指令和SFC的编程方法。5、熟练程序调试和故障排除。1、能够读懂各种传感器的使用说明书并正确安装调试不同种类的传感器，熟悉相关规范标准。2、会使用万用表、电工刀、剥线钳、压线钳、尖嘴钳等常用的安装、调试工具仪器。3、能够根据控制方案，编写程序流程图。4、熟悉三菱编程软件，能够正确设置语言、通信接口、PLC参数等。5、能够制定程序设计的工作计划和检查表。6、能够通过网络、期刊、专业书籍、技术手册等获取相应信息。02章节PART任务描述

某生产线加工金属、白色塑料和黑色塑料三种工件（如图1所示）。在该生产线的终端有一识别装置，用以识别这三种工件。

工件识别装置的调试与程序设计二、任务描述

工件识别装置的调试与程序设计二、任务描述若工件为金属：则HL2以亮1s,灭1s的周期频率闪烁；若工件为白色塑料：则HL2以2HZ的频率闪烁；AB若工件为黑色塑料：则HL2不亮。当按下停止按钮SB5后，识别完当前工件，并在工件取走后设备才停止工作C

当检测出工件材质时，指示灯HL2以不同的发光规律来指示，表示工件的识别已完成，可以将工件取走，工件取走后，指示灯HL2熄灭。HL2的发光规律是：03章节PART知识链接

安全须知

传感器的基本知识

指示灯以不同发光规律来指示不同材质的工件

三菱PLC的SFC编程方法FR-E700变频器的参数设置与调试三、知识链接（一）安全须知1、实验室的着装要求工件识别装置的调试与程序设计穿着学校规定的实习工作服进入教室，注意把衣扣扣好。（1）穿符号要求的平底鞋，不得穿拖鞋进入教室。（2）女生的长发最好能够扎好。（3）TextTextTextText三、知识链接2、实验室中的电闸、仪表、工具的使用规范和操作技巧（一）安全须知工件识别装置的调试与程序设计教室中的电闸是给学生实操课题通电运行用的，学生不得私自操作，一定要得到老师的允许，在监护人的监护下，严格遵守各种安全操作规程和规定。(1)教室中的仪表学生不得私自使用，必须严格服从老师的指挥安排，使用后必须检查并放入柜中，教师做好相应的使用登记。(2)教室中的工具的使用，学生不得私自使用，必须严格服从老师的指挥安排，必须严格遵守各种安全操作规程和规定，使用后必须检查并放入柜中，教师做好相应的使用登记。(3)工件识别装置的调试与程序设计3、操作时注意事项：三、知识链接（一）安全须知当通电或变频器正在运行时,请不要打开前盖板,否则会发生触电。(1)在前盖板拆下时请不要运行变频器,否则可能会接触到高电压端子和充电部分而造成触电事故。(2)即使电源处于断开时，除布线，定期检查外，请不要拆下前盖板。否则，由于接触变频器充电回路可能造成触电事故。(3)工件识别装置的调试与程序设计3、操作时注意事项：三、知识链接（一）安全须知布线或检查，请在断开电源，经过10分钟以后，用万用表等检测剩余电压消失以后进行。(4)

请不要用湿手操作开关，以防止触电。(5)对于电缆,请不要损伤它，对它加上过重的应力，使它承载重物或对它钳压。否则会导致触电。(6)工件识别装置的调试与程序设计3、操作时注意事项：三、知识链接（一）安全须知(7)请勿在通电中进行通风扇的更换,否则会发生危险。(8)实验期间严禁触摸旋转电机，带强电端子。(9)若实验过程中设备出现故障，请报告老师，检查前断开电源，10分钟以后，用万用表等检测剩余电压消失后方可进行。工件识别装置的调试与程序设计3、操作时注意事项：三、知识链接（一）安全须知(10)不要随便将物品放在实验仪器上。(11)不要频繁启/停变频器。(12)频率设置不要超过60Hz。工件识别装置的调试与程序设计1、传感器器的分类三、知识链接（二）传感器的基本知识按用途力敏传感器、位置传感器、液位传感器、速度传感器、加速度传感器、能耗传感器、射线辐射传感器、热敏传感器

按输出信号振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等按输出信号模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器按其制造工艺集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器按测量目的物理型传感器、化学型传感器、生物型传感器按其构成基本型传感器、组合型传感器、应用型传感器按作用形式按作用形式可分为主动型和被动型传感器教学视频传感器的原理及类型工件识别装置的调试与程序设计2、传感器的组成与符号三、知识链接（二）传感器的基本知识

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。工件识别装置的调试与程序设计2、传感器的组成与符号三、知识链接（二）传感器的基本知识工件识别装置的调试与程序设计3、工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法（1）电感传感器（二）传感器的基本知识三、知识链接工件识别装置的调试与程序设计3.工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法1槽型光电传感器

把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。（二）传感器的基本知识三、知识链接（2）光电传感器工件识别装置的调试与程序设计2对射型光电传感器

若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。3.工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法（二）传感器的基本知识三、知识链接（2）光电传感器工件识别装置的调试与程序设计3反光板型光电开关

把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用，称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到;一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。3.工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法（二）传感器的基本知识三、知识链接（2）光电传感器工件识别装置的调试与程序设计4扩散反射型光电开关

扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。3.工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法（二）传感器的基本知识三、知识链接（2）光电传感器工件识别装置的调试与程序设计（3）红外线光电开关3.工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法（二）传感器的基本知识三、知识链接教学视频传感器基本分类及使用场合工件识别装置的调试与程序设计（4）光纤传感器3.工件识别装置中所用到的传感器的调试及接线方法（二）传感器的基本知识三、知识链接教学视频光纤传感器教学视频光纤传感器工件识别装置的调试与程序设计1、1HZ闪烁（三）指示灯以不同发光规律来指示不同材质的工件三、知识链接工件识别装置的调试与程序设计2、2HZ闪烁（三）指示灯以不同发光规律来指示不同材质的工件三、知识链接教学视频PLC控制警示灯闪烁教学视频PLC控制警示灯闪烁教学视频PLC控制警示灯闪烁工件识别装置的调试与程序设计3、指示灯亮1S灭1S（三）指示灯以不同发光规律来指示不同材质的工件三、知识链接工件识别装置的调试与程序设计

顺序功能图（SequeentialFunctionChart）是一种新颖的、按工艺流程图进行编程的图形化编程语言，也是一种符合国际电工委员会（IEC）标准，被首选推荐地用于可编程控制器的通用编程语言，现在，在PLC的应用领域中得到广泛的推广和应用。三、知识链接（四）三菱PLC的SFC编程方法工件识别装置的调试与程序设计1、SFC编程的优点三、知识链接（四）三菱PLC的SFC编程方法1在程序中可以直观地看到设备的动作顺序。因为SFC程序是按照设备（或工艺）的动作顺序编写的，所以程序的规律性较强，容易读懂，具有一定的可视性。2在设备发生故障时能很容易的找出故障所在位置。3不需要复杂的互锁电路，更容易设计和维护系统。工件识别装置的调试与程序设计2、SFC的组成三、知识链接（四）三菱PLC的SFC编程方法SFC是用状态元件描述工步状态的工艺流程图，通常由步（初始步、活动步、一般步）、命令和动作、有向连线、转移方向、转移条件组成。

【步】SFC中步是指控制系统的一个工作状态。在三菱FXPLC中，把步称为“状态”，即一个步就是一个工作状态。

【有向连线】有向连线是状态与状态之间的连接线。它表示状态被激活的先后顺序。

【转移条件】转移条件是一个逻辑信号。如：按钮、开关、传感器、定时器、计数器等的逻辑开关变量。工件识别装置的调试与程序设计

3、SFC的设计方法三、知识链接（四）三菱PLC的SFC编程方法1在FX系列PLC中每一个状态或者步用一个状态元件表示。S0为初始步，也称为准备步，表示初始准备是否到位；其他为工作步。2状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程控制器的软元件之一。FX2N共有1000个状态元件。工件识别装置的调试与程序设计

3、SFC的设计方法三、知识链接（四）三菱PLC的SFC编程方法（1）单流程控制的SFC（2）选择分支的SFC（3）并行分支的SFC教学视频顺序功能图工件识别装置的调试与程序设计三、知识链接（1）单流程控制的SFC工件识别装置的调试与程序设计三、知识链接（2）选择分支的SFC工件识别装置的调试与程序设计三、知识链接（3）并行分支的SFC04章节PART任务实施

编程准备程序设计步骤检查评估工件识别装置的调试与程序设计1、技术资料（一）编程准备四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计1、技术资料（一）编程准备四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计1、技术资料（一）编程准备四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计2、工作现场（一）编程准备（1）列出IO分配表

根据任务分析，可得出输入原件有5个，分别为启动按钮、停止按钮、入料口检测光电传感器、槽一电感式传感器、槽二光纤传感器；输出原件有3个，分别为HL1、HL2指示灯及变频器（正转高速和正转低速）。所以选择PLC的输入点数应为5个，输出点数应为5个。四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计（2）画出外部接线图2、工作现场（一）编程准备四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计（3）根据电气控制原理图安装电路1将电源警示灯、传感器和三相异步交流电动机的连线连到接线排合适的位置。注意将动力线和信号线分开。2按照电气控制原理图先接PLC输出回路和电源警示灯的连线，再接PLC输入回路的连线。2、工作现场（一）编程准备四、任务实施

进行电气线路连接之前，首先确保电源开关处于断开位置，然后按下列顺序依次进行：工件识别装置的调试与程序设计（3）根据电气控制原理图安装电路2、工作现场（一）编程准备四、任务实施

进行电气线路连接之前，首先确保电源开关处于断开位置，然后按下列顺序依次进行：4按照电气控制原理图完成变频器和三相异步交流电动机的连线。5最后连接各模块电源线。6电路检查。请同学们按照项目一的电路检查方法进行通电前的检查和通电后的检查及调整。工件识别装置的调试与程序设计（4）设置变频器参数1将电源警示灯、传感器和三相异步交流电动机的连线连到接线排合适的位置。注意将动力线和信号线分开。2按照电气控制原理图先接PLC输出回路和电源警示灯的连线，再接PLC输入回路的连线。2、工作现场（一）编程准备四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计（4）设置变频器参数2、工作现场（一）编程准备四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计1、分析控制要求（二）程序设计步骤根据工作过程分析，主要有两部分要求：一部分是皮带输送机的运行要求另一部分是指示灯的控制要求。根据工作过程描述，皮带输送机的运行方式可由图29表示：入料有工件检测到工件取走工件四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计2、绘制主程序和SFC的程序流程图（二）程序设计步骤1主程序中必须包含SFC驱动条件，最好将启停程序放到主程序中。2SFC流程图需要注意每一步的转移条件和执行步。选择分支的条件和条件汇合需要按照要求给定。四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计3、编辑（二）程序设计步骤四、任务实施四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计检查电路正确无误后，将程序写入PLC。程序功能的调试要根据工作过程要求，一步一步的进行，逐项检查各项指标是否达标。1PLC达到RUN状态，按启动按钮，查看皮带输送机频率以及HL1灯指示信息。2从入料口放入一个工件，查看皮带输送机频率以及HL1灯指示信息；当检测出材质后，查看皮带输送机频率以及HL2灯指示信息。4、下载调试程序（二）程序设计步骤四、任务实施工件识别装置的调试与程序设计3取走工件后，查看皮带输送机频率以及HL1灯指示信息。4一种工件检测结束后，再试另外两种工件，重