自动化生产线安装与调试 课件 项目6、7 输送单元安装与调试、生产线整机调试

1自动化生产线安装与调试项目六输送单元安装与调试初识输送单元任务1任务2任务3任务4输送单元机械结构安装与调试输送单元气动回路安装与调试输送单元电气线路安装与调试任务5输送单元程序编制与调试项目六输送单元安装与调试

步进电机和伺服系统知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统3自动化生产线安装与调试知识准备1

步进电机和伺服系统知识目标：了解步进电机及驱动器的工作原理；掌握伺服驱动器的使用方法；能力目标：能够根据控制要求，完成伺服驱动程序的设计与调试；思政元素：由国产伺服驱动市场占有率不高，能过介绍驱动器主要品牌，激发学生爱国精神、工匠精神。知识准备1步进电机和伺服系统1-步进电动机简介步进电动机是将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移的一种特殊执行电动机。每输入一个电脉冲信号,电机就转动一个角度,它的运动形式是步进式的,所以称为步进电动机。知识准备1步进电机和伺服系统2-步进电动机的工作原理下面以一台最简单的三相反应式步进电动机为例,简介步进电机的工作原理。知识准备1步进电机和伺服系统3-步进电动机的驱动装置步进电动机需要专门的驱动装置(驱动器)供电,驱动器和步进电动机是一个有机的整体,步进电动机的运行性能是电动机及其驱动器二者配合所反映的综合效果。一般来说,每一台步进电机大都有其对应的驱动器,例如,Kinco三相步进电机3S57Q-04056与之配套的驱动器是Kinco3M458三相步进电机驱动器。知识准备1步进电机和伺服系统3-步进电动机的驱动装置驱动器可采用直流24~40V电源供电。YL-335B中,该电源由输送单元专用的开关稳压电源(DC24V8A)供给。知识准备1步进电机和伺服系统初识输送单元任务1任务2任务3任务4机械结构安装与调试气动回路安装与调试电气线路安装与调试任务5单站程序编制与调试项目六输送单元安装与调试伺服系统介绍与配置知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统10自动化生产线安装与调试知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统知识目标：了解MINASA6系列AC伺服电机；掌握运动控制程序设计的方法；能力目标：能够根据控制要求，完成PLC程序的设计与调试；思政元素：职业素养，具体问题总体分析，军工精神。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统1-伺服系统介绍伺服系统（Servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统织布机（中原工学院）插齿滚齿机（河南工业大学）伺服系统举例知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统伺服系统举例2018年新松公司推出的轻量机械臂（工业机器人）知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服系统介绍1、更快速、更智能、使用更简单的升级；2、提升了功率的小型化驱动器，采用新的2自由度控制；3、速度响应频率高达3.2kHz，搭载各种滤波器调整功能，支持Modbus-RTU协议；4、脉冲输入频率最高达到8Mpps；5、编码器分辨率提高到23bit（8388608），实现增量式与绝对式共用化；6、体积更小、质量更轻（MSMF除外）；7、HHMF类型电机（50W~750W）的最大转矩提高到350%8、HHMF类型电机（50W~400W）最高转速提高到6500r/min；A6系列伺服电机、驱动器特点（相对于A5系列）：知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服电机型号介绍知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器型号介绍知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器接口介绍X1口是通过MINI-B线缆与电脑连接，电脑通过Panaterm调试软件对驱动器进行调试。MINI-B转USB线缆如下图所示。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器接口介绍X2口为串行通信连接口，支持RS232和RS485两种通信功能，可连接上位机或电脑。X3口用于连接安全设备，在不使用安全设备时，需要将附带的安全连接器安装好，否则Sto功能会生效，此时前面板显示为St，如下图所示。（N型无该接口）知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器接口介绍X4口为最复杂的插口，共有50个引脚，用于连接上位控制器的IO、输出或输入、AD或DA模块等。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器接口介绍X4口为最复杂的插口，共有50个引脚，用于连接上位控制器的IO、输出或输入、AD或DA模块等。例：位置模式基本接线（NPN型上位机接口）引脚编号引脚名称引脚功能1OPC1指令脉冲输入4PULS22OPC2指令符号输人6SIGN27COM+电源正极8NOT负方向驱动禁止输入9POT正方向驱动禁止输人29SRV-ON伺服使能开启输入41COM-电源负极知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器接口介绍X5口、X6口为反馈接口：X5口用于外接光栅尺，实现全闭环控制。X6口连接伺服电机自带的编码器。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统松下A6伺服驱动器接口介绍XA口为电源接口。XB口为电机动力接口。松下A6伺服驱动器接线说明知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置BOP面板及初始状态介绍知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置BOP面板及初始状态介绍知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置BOP面板操作功能介绍知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置参数初始化（1）按“MODE”键选择到辅助功能模式，出现选择显示"AF_Acl”（2）然后按▲键选择辅助功能，当出现"AF-ini"时按"SET"键确认，进入参数初始化功能，出现执行显示"ini-”。（3）持续按▲键（约5秒）出现"StArt"时参数初始化开始，再出现"FiniSh”时初始化结束。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置JOG试运行（1）按“MODE”键选择到辅助功能模式，出现选择显示"AF_Acl”（2）然后按▲键选择辅助功能，当出现“AF-JOG”时按“SET”键确认，进入JOG试运行功能，出现执行显示“JOG-”。（3）持续按▲键（约5秒）出现“ready”时准备阶段1开始，再按◁键（约5秒）出现“srv-on”时准备阶段2开始即可。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置EEPROM写入（1）按“MODE”键选择到EEPROM写入模式，出现选择显示“EE-SET”时按“SET”键确认（2）持续按▲键（约5秒）出现“start”时开始写入，再出现“FiniSh”或者“reset”时写入结束。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置序号参数设置数值功能与含义参数编号参数名称1Pr5.28LED初始状态1显示电机转速2Pr0.00指定伺服电机旋转的正方向0设定值为0，则正向指令时，电机旋转方向为CW方向（从轴侧看电机为顺时针方向）3Pr0.01指定伺服系统的运行模式0该参数设定范围0~6，缺省值为0，指定位置控制模式4Pr5.04运行中发生越程故障时的保护策略21：POT、NOT驱动禁止无效。2：POT/NOT任一方向的输入，将发生Err38.0（驱动禁止输入保护）出错报警。5Pr0.02实时自动增益设置1实时自动调整为标准模式，运行时负载惯量的变化情况很小。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2-伺服驱动器参数配置序号参数设置数值功能与含义参数编号参数名称6Pr0.03实时自动增益的机械刚性选择13此参数值设得越大，响应越快。7Pr0.06指令脉冲旋转方向设置00：正逻辑1：负逻辑8Pr0.07指令脉冲输入方式33：脉冲+指令方向9Pr0.08电机每旋转一转的脉冲数600010EE-SETEEPROM写入参数保存（需要断电再上电方可生效）注：Pr0.00和Pr0.06成对出现，同时设定为0或者同时设定为1皆可知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统3-使用Panaterm在线配置参数松下A6伺服驱动器Panaterm调试软件下载方法/ac/c/motor/fa-motor/ac-servo/panaterm/64bit_setup.jsp知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统3-使用Panaterm在线配置参数Panaterm调试软件桌面图标PANATERM本体参数文件变换软件模拟用软件知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统3-使用Panaterm在线配置参数Panaterm调试软件与伺服连接3-使用Panaterm在线配置参数Panaterm调试软件修改伺服参数说明知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统4-S7-1200PLC的运动控制功能1.使用工艺对象编程的步骤如下:(1)点击插入新对象,选择“运动控制”,将名称改为“机械手运动控制工艺配置”知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统测量单位选择mm知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统选择硬件接口知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统扩展参数中机械设置知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统（5）设置硬件限位开关知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统(6)动态,常规选项设置知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统(7)动态,急停设置知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统(8)主动回原点设置知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统2、运动控制指令运动控制的子程序可以在程序中调用知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统它们的功能分述如下(1)MC_Power子程序:在程序里一直调用,并且在其他运动控制指令之前调用并使能知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统(2)MC_Home子程序:使轴归位,设置参考点,用来将轴坐标与实际的物理驱动器位置进行匹配。知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统(3)MC_MoveAbsolute指令:使轴以某一速度进行绝对位置定位,在使能绝对位置指令之前,轴必须回原点知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统(4)MC_ReadParam指令:可在用户程序中读取轴工艺对象和命令表对象中的变量知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统初识输送单元任务1任务2任务3任务4输送单元机械结构安装与调试输送单元气动回路安装与调试输送单元电气线路安装与调试任务5输送单元程序编制与调试项目六输送单元安装与调试步进电机和伺服系统知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统51自动化生产线安装与调试任务1初识输送单元知识目标：了解输送单元控制原理；掌握输送单元的组成；能力目标：能够进行输送单元的操作，掌握其动作顺序；思政元素：输送单元为生产线各站的转接站点，让大家有分工协作的意识。

装置侧部分输送单元由抓取机械手装置、直线运动传动组件、拖链装置、PLC模块和接线端口以及按钮/指示灯模块等部件组成。左图是安装在工作台面上的输送单元装置侧部分。

结构组成一、

抓取机械手装置1）抓取机械手装置抓取机械手装置是一个能实现三自由度运动（即升降、伸缩、气动手指夹紧/松开和沿垂直轴旋转的四维运动）的工作单元，该装置整体安装在直线运动传动组件的滑动溜板上，在传动组件带动下整体作直线往复运动，定位到其他各工作单元的物料台，然后完成抓取和放下工件的功能。具体构成如下：⑴气动手爪：用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。⑵伸缩气缸：用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。⑶回转气缸：用于驱动手臂正反向90度旋转，由一个二位五通单向电控阀控制。⑷提升气缸：用于驱动整个机械手提升与下降。由一个二位五通单向电控阀控制。

结构组成一、

直线运动传动组件2）直线运动传动组件直线运动传动组件用以拖动抓取机械手装置作往复直线运动，完成精确定位的功能。组件由直线导轨及底板、承载抓取机械手的滑动溜板、由伺服电机和主动同步轮构成的动力头构件、同步带和从动同步轮构件等机械构件，以及原点接近开关、左、右极限开关组成。

结构组成一、2）直线运动传动组件直线运动传动组件和抓取机械手装置组装起来的示意图

结构组成一、2）直线运动传动组件

伺服电机由伺服电机放大器驱动，通过同步轮和同步带带动滑动溜板沿直线导轨作往复直线运动。从而带动固定在滑动溜板上的抓取机械手装置作往复直线运动。同步轮齿距为5mm，共12个齿，即旋转一周搬运机械手位移60mm。主动同步轮

结构组成一、

原点开关和右极限开关2）直线运动传动组件抓取机械手装置上所有气管和导线沿拖链敷设，进入线槽后分别连接到电磁阀组和接线端口上。原点接近开关和左、右极限开关安装在直线导轨底板上。原点接近开关是一个无触点的电感式接近传感器，用来提供直线运动的起始点信号。左、右极限开关均是有触点的微动开关，用来提供越程故障时的保护信号：当滑动溜板在运动中越过左或右极限位置时，极限开关会动作，从而向系统发出越程故障信号。

结构组成一、功能：驱动其抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。

动作过程二、功能：输送单元在网络系统中担任着主站的角色，它接收来自触摸屏的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合处理后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。

动作过程二、输送单元将工件从一个单元输送到另外一个单元，在供料、加工、装配单元的动作是将工件抓取，在加工、装配、分拣单元的动作是将工件放下，而抓取、放下是由抓取机械手装置完成。抓取机械手由直线运动传动组件组件拖动，在各个工作单元之间精确地来回运动。

动作过程二、初识输送单元任务1任务2任务3任务4输送单元机械结构安装与调试输送单元气动回路安装与调试输送单元电气线路安装与调试任务5输送单元程序编制与调试项目六输送单元安装与调试步进电机和伺服系统知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统63自动化生产线安装与调试任务2输送单元机械结构安装与调整知识目标：了解输送机械组成；掌握输送单元安装顺序；能力目标：能够进行输送单元的机械结构安装；思政元素：分工协作，工匠精神。任务2输送单元机械结构安装与调试

输送单元是整个YL—335B中所包结构比较复杂的站点，在装配前，分析该结构组成，遵循先前的思路，先成组件，再进行总装。输送单元各零件安装时的次序包括：①直线运动组件的组装；②抓取机械手装置的装配；③抓取机械手装置的固定；④拖链装置的安装

任务2输送单元机械结构安装与调试

组件安装步骤一、（1）直线运动组件的组装步骤1在底板上装配直线导轨。

输送单元直线导轨是一对较长的精密机械运动部件，安装时应首先调整好两导轨的相互位置（间距和平行度），然后紧定其固定螺栓。由于每导轨固定螺栓达18个，紧定时必须按一定的顺序逐步进行，使其运动平稳、受力均匀、运动噪音小。任务2输送单元机械结构安装与调试（1）直线运动组件的组装步骤2大溜板与四个滑块和同步带组件的连接

首先应调整四个滑块与大溜板的平衡连接，方法是将大溜板与两直线导轨上的四个滑块的位置找准并进行固定，在拧紧固定螺栓的时候，应一边推动大溜板左右运动一边拧紧螺栓。直到滑动顺畅。然后将连接了四个滑块的大溜板从导轨的一端取出，将同步带两端固定座安装在大溜板的反面，再重新将滑块套在柱形导轨上。注意：用于滚动的钢球嵌在滑块的橡胶套内，滑块取出和套入导轨时必须避免橡胶套受到破坏或用力太大致使钢球掉落。任务2输送单元机械结构安装与调试（1）直线运动组件的组装步骤4伺服电机安装支架装配步骤5伺服电机安装步骤3主动同步轮及其支座装配准备好动力头构件的零部件①安装主动同步轮支座，请注意其安装方向。②在支座上装入同步轮前，先把同步带套入同步轮。③伺服电机安装：将电机安装板固定在电机侧同步轮支架组件的相应位置，将电机与电机安装活动连接，并在主动轴、电机轴上分别套接同步轮，安装好同步带，调整电机位置，锁紧连接螺栓。注意：伺服电机是一精密装置，安装时注意不要敲打它的轴端，更千万不要拆卸电机。任务2输送单元机械结构安装与调试（1）直线运动组件的组装步骤6从动同步轮构件装配及调整①安装从动同步轮支座，请注意其安装方向。②在支座上装入同步轮前，先把同步带套入同步轮。③调整好同步带的张紧度，锁紧从动同步轮支座螺栓。任务2输送单元机械结构安装与调试（1）直线运动组件的组装步骤7完成组装的直线运动组件

注意：在以上各构成零件中，轴承以及轴承座均为精密机械零部件，拆卸以及组装需要较熟练的技能和专用工具，因此，不可轻易对其进行拆卸或修配工作。任务2输送单元机械结构安装与调试（2）抓取机械手装置的装配步骤1装配机械手支撑架任务2输送单元机械结构安装与调试（2）抓取机械手装置的装配步骤2装配提升机构步骤3提升机构组件装配任务2输送单元机械结构安装与调试（2）抓取机械手装置的装配步骤4装配摆动气缸、伸缩气缸及气动手指①把气动摆台固定在组装好的提升机构上。②在气动摆台上固定导杆气缸安装板。③连接气动手指和导杆气缸，然后把导杆气缸固定到导杆气缸安装板上。注意：安装气动摆台上导向气缸时，要先找好导杆气缸安装板与气动摆台连接的原始位置，以便有足够的回转角度。任务2输送单元机械结构安装与调试（3）抓取机械手装置的固定抓取机械手装置固定到大溜板上，完成组装任务2输送单元机械结构安装与调试（4）拖链装置的安装拖链装置由塑料拖链和拖链托盘组成。安装时首先确定拖链托盘相对于直线运动组件的安装位置，将紧定螺母置入相应的T形槽中；接着固定拖链托盘，然后将塑料拖链铺放在托盘上，再固定拖链的左端。任务2输送单元机械结构安装与调试(1)组装直线运动组件，要快速准确的调整好两导轨的相互位置，使其运动平稳、受力均匀、运动噪音小。(2)装配大溜板、四个滑块组件，在拧紧固定螺栓的时候，应一边推动大溜板左右运动一边拧紧螺栓。直到滑动顺畅为止。(3)连接同步带，将连接了四个滑块的大溜板从导轨的一端取出。由于用于滚动的钢球嵌在滑块的橡胶套内，一定要避免橡胶套受到破坏或用力太大致使钢球掉落。将两个同步带固定座安装在大溜板的反面，用于固定同步带的两端。(4)调整端同步轮安装支架组件、电机侧同步轮安装支架组件上的同步轮，套入同步带的两端，应注意电机侧同步轮安装支架组件的安装方向、两组件的相对位置，并将同步带两端分别固定在各自的同步带固定座内，同时也要注意保持连接安装好后的同步带平顺一致。再将滑块套在柱形导轨上，套入时，一定不能损坏滑块内的滑动滚珠以及滚珠的保持架。任务2输送单元机械结构安装与调试

安装注意事项二、(5)同步轮安装支架组件装配，先将电机侧同步轮安装支架组件用螺栓固定在导轨安装底板上，再将调整端同步轮安装支架组件与底板连接，然后调整好同步带的张紧度，锁紧螺栓。(6)伺服电机安装，将电机安装板固定在电机侧同步轮支架组件的相应位置，将电机与电机安装活动连接，并在主动轴、电机轴上分别套接同步轮，安装好同步带，调整电机位置，锁紧连接螺栓。(7)把气动摆台固定在组装好的提升机构上，然后在气动摆台上固定导杆气缸安装板，安装时注意要先找好导杆气缸安装板与气动摆台连接的原始位置，以便有足够的回转角度。(8)最后，检查摆台上的导杆气缸、气动手指组件的回转位置是否满足在其余各工作站上抓取和放下工件的要求，进行适当的调整。任务2输送单元机械结构安装与调试

安装注意事项二、初识输送单元任务1任务2任务3任务4输送单元机械结构安装与调试输送单元气动回路安装与调试输送单元电气线路安装与调试任务5输送单元程序编制与调试项目六输送单元安装与调试步进电机和伺服系统知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统79自动化生产线安装与调试任务3输送单元气动回路安装与调试知识目标：了解气动系统组成；掌握气动单元工作原理；能力目标：能够识读气动控制回路原理图；思政元素：辩证思维能力，工匠精神。任务3输送单元气动回路安装与调试

输送单元的气动系统主要包括气源、气动汇流板、摆动气缸、气动手指、导向气缸、薄型气缸、单电控5/2电磁阀、双电控5/2电磁阀单向节流阀、消声器、快插接头、气管等，它们的主要作用是完成机械手的伸缩、抓取、升降、旋转等操作。任务3输送单元气动回路安装与调试

气动系统的组成一、气缸任务3输送单元气动回路安装与调试气缸1.电磁阀组任务3输送单元气动回路安装与调试电磁阀组2.双电控气阀示意图

在气动控制回路中，驱动摆动气缸和气动手指气缸的电磁阀采用的是双电控二位五通电磁阀。对于单电控电磁阀，在无电控信号时，阀芯在弹簧力的作用下会被复位。对于双电控电磁阀，在两端都无电控信号时，阀芯的位置是取决于前一个电控信号。任务3输送单元气动回路安装与调试双电控电磁阀3.任务3输送单元气动回路安装与调试

气动回路控制原理二、1、安装连接方法：（1）单向节流阀应分别安装在气缸的工作口上，并缠绕好密封带，以免运行时漏气。（2）单电控二位五通电磁阀、双电控二位五通电磁阀的进气口和工作口应安装好快插接头，并缠绕好密封带，以免运行时漏气。（3）气动汇流板的排气口应安装好消声器，并缠绕好密封带，以免运行时漏气。（4）气动元件对应气口之间用塑料气管进行连接，做到安装美观，气管不交叉并保持气路畅通。所有外露气管用尼龙扎带进行绑扎，松紧程度以不使气管变形为宜。2、安装步骤：用直径6mm规格的气管从气源引入汇流板。采用直径6mm规格的气管，从电磁阀的输出口接入薄型气缸的气口。采用直径4mm规格的气管，从电磁阀的输出口接入摆动气缸、导向气缸、气动手指相应所口。A口连接到薄型气缸、导向气缸、气动手指的有杆侧快接插头。连接到机械手装置上的管线首先绑扎在拖链带安装支架上，然后沿拖链带敷设，进入管线线槽中。绑扎管线时要注意管线引出端到绑扎处保持足够长度，以免机构运动时被拉紧造成脱落。沿拖链敷设时注意管线间不要相互交叉。3、气路连接的专业规范要求：（1）连接时注意气管走向应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折，无气管缠绕，绑扎变形现象。（2）气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。（3）气路连接完毕后，应用扎带绑扎，第一根绑扎带离电磁阀组气管接头连接处60mm+/-5mm，绑扎带切割不能留余太长，必须小于1mm且不割手，两个绑扎带之间的距离不超过50mm。电缆和气管应分开绑扎，但当它们都来自同一个移动模块上时，允许绑扎在一起。任务3输送单元气动回路安装与调试

气动元件的安装调试三、

电磁阀功能测试（在电气线路安装完成后进行）。

输送单元通电（接通气源），进入编程软件，利用强制功能，强制PLCQ0.4，使其接通/断开一次，观察PLCQ0.4的LED是否亮，外部推料气缸1是否执行推料动作，若不执行应检查推料气缸1A、推料电磁阀1Y的气路连接部分及推料电磁阀1Y的接线。用同样方法测试另外两个电磁阀。任务3输送单元气动回路安装与调试

气动元件的测试四、调试对象：执行元件的运行情况调试方法：（1）通过手动控制单向换向阀、双向换向阀，观察各气动执行元件的动作情况；气动执行元件运行过程中检查各管路的连接处是否有漏气现象，是否存在气管不畅通现象。（2）调节单向节流阀，获得稳定的气动执行元件运行速度。任务3输送单元气动回路安装与调试

气路系统调试方法五、初识输送单元任务1任务2任务3任务4输送单元机械结构安装与调整输送单元气动回路安装与调试输送单元电气线路安装与调试任务5输送单元程序编制与调试项目六输送单元安装与调试步进电机和伺服系统知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统90自动化生产线安装与调试任务4输送单元电气线路安装与调试知识目标：了解电气控制系统组成；掌握电气线路安装方法和安装步骤；能力目标：能够识读电气控制原理图，能够完成供料单元电气线路的安装

及调试；思政元素：具有良好的职业素养，具体问题总体分析。任务4输送单元电气线路安装与调试1-控制原理电磁阀线圈控制器PLC触摸屏传感器信号/操作按钮/开关信号状态指示灯驱动器控制电机机械手装置移动传感器信号任务4输送单元电气线路安装与调试2-PLC选择I： 传感器输入（1个电涡流式光电开关+2个限位开关+7个磁性开关）占用10个输入端； 报警输入：1个伺服报警 操作按钮：（启动+停止+急停+转换开关各1个）占4个输入点。Q: 输出有6个电磁阀+3个指示灯+2个伺服控制输出端（方向+脉冲），则需要11个输出点。输出形式：采用晶体管输出型。选用西门子S7-1200CPU1214CDC/DC/DCPLC主单元,SM1223为数字量输入输出扩展单元任务4输送单元电气线路安装与调试3-I/O分配任务4输送单元电气线路安装与调试4-电气原理图任务4输送单元电气线路安装与调试5-线路安装必须注意:限位开关均提供一对转换触点，它们的静触点应连接到公共点COM，而动断触点必须连接到伺服驱动器的控制端口CNX5的CCWL（9脚）和CWL（8脚）作为硬联锁保护，目的是防范由于程序错误引起冲极限故障而造成设备损坏。接线时请注意:晶体管输出的S7-1200系列PLC，供电电源采用DC24V的直流电源，与前面各工作单元的继电器输出的PLC不同。任务4输送单元电气线路安装与调试磁性开关的安装与接线1.

1）磁性开关的安装

输送单元中涉及2个双作用气缸、1个摆动气缸、1个气动手指气缸，由7个磁性开关作为气缸的极限位置检测元件。磁性开关的安装方法与供料单元中磁性开关的安装方法相同。2）磁性开关的接线

磁性开关的输出为2线（棕色+；蓝色-），连接时，1B1、1B2、2B1、2B2、3B1、3B2、4B的棕色线分别与装置侧端子排对应的PLC的输入点（I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1）相连，蓝色线与直流电源的“-”相连。5-线路安装任务4输送单元电气线路安装与调试输送单元电气端子排接线2.5-线路安装1）装置侧接线一是把装配单元各传感器信号线、电源线、0V线按规定接至装置侧部分左边较宽的接线端子排；二是把装配单元电磁阀的信号线接至装置侧部分右边较窄的接线端子排。1—9针通信端口；2—25针通信端口；3—传感器24V电源端子；4—传感器信号端子；5—传感器0V端子；6—电磁阀0V端子；7—电磁阀信号端子；8—电磁阀24V电源端子任务4输送单元电气线路安装与调试输送单元电气端子排接线2.4-线路安装2）PLC侧接线

PLC侧接线包括电源接线和PLC输入/输出端子的接线，以及按钮模块的接线三个部分。PLC侧接线端子排为双层两列端子，左边较窄的一列主要接PLC的输出口端子，右边较宽的一列接PLC的输入口端子。两列中的下层分别接24V电源和0V。左列上层接PLC的输出口信号，右列上层接PLC的输入口信号。PLC的按钮接线端子连接至PLC的输入口，信号指示灯信号端接至PLC的输出口。

PLC的按钮/指示灯模块中的按钮接线端子连接至PLC的输入口，信号指示灯信号端接至PLC的输出口。输送单元PLC侧接线端子排传感器的功能测试1.5-线路测试

（1）磁性开关功能测试。输送单元通电（接通气源），用手动控制电磁阀1Y1、2Y1、2Y2、3Y、4Y1、4Y2工作，实现升降气缸、摆动气缸、伸缩气缸、气动手指的动作，观察PLCI0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1的LED是否亮，若不亮应检查磁性开关及连接线。

（2）原点接近开关功能测试。输送单元通电（接通气源），将机械手返回到原始点，观察PLCI0.0的LED是否亮，若不亮应检查金属接近开关及连接线。

（3）限位开关功能测试。输送单元通电（接通气源），将机械手返回到右限位、左限位位置，观察PLCI0.1和I0.2的LED是否亮，若不亮应检查行程开关及连接线。任务4输送单元电气线路安装与调试按钮/指示灯的功能测试2.5-线路测试

（1）按钮功能测试。分拣单元通电，用手按动停止/起动按钮、单机/联机转换开关，观察PLCI2.4、I2.5、I2.7的LED是否亮（灭），若不亮（灭）应检查对应按钮及连接线。（2）指示灯功能测试。分拣单元通电，进入编程软件，利用强制功能，分别强制PLCQ1.5、Q1.6、Q1.7，观察PLCQ1.5、Q1.6、Q1.7的LED是否亮，外部指示灯黄色、绿色、红色是否亮，若不亮应检查指示灯及连接线。

任务4输送单元电气线路安装与调试6-调试

磁性开关功能调试。磁性开关安装位置要合适，用螺丝刀按下电磁阀相应的手动按钮并锁死，调整相应磁性开关位置，使磁性开关动作，然后锁紧磁性开关紧定螺钉。

任务4输送单元电气线路安装与调试7-注意事项1）传感器的安装注意事项磁性开关安装时应注意位置和紧固牢靠。2）PLC的安装注意事项（1）PLC接线应使用合适的导线及接线护套。（2）PLC的I/O线路要与动力线可靠隔离。（3）PLC的每个电气连接点上的接线应不超过2根。（4）PLC的I/O点与外部器件连接时要使用接线端子过渡。（5）PLC输出点连接感性负载时要配备浪涌保护电路。任务4输送单元电气线路安装与调试7-注意事项3）电气接线的安装注意事项（1）电气接线要严格按照图纸连接。（2）做好线号标记和线束绑扎。（3）根据不同电压等级，应使用相应颜色的导线。（4）接线端子上的螺钉旋紧时用力要适度，以免易扣。（5）注意不同电压等级的导线不要混槽布线。（6）合理分配接线端子的连接线数量。任务4输送单元电气线路安装与调试任务4输送单元电气线路安装与调试初识输送单元任务1任务2任务3任务4输送单元机械结构安装与调整输送单元气动回路安装与调试输送单元电气线路安装与调试任务5输送单元程序编制与调试项目六输送单元安装与调试步进电机和伺服系统知识准备1知识准备2松下MINASA6系列AC伺服驱动系统107自动化生产线安装与调试任务5输送单元程序编制与调试知识目标：了解本单元工作原理；掌握程序设计的方法；能力目标：能够根据控制要求，完成PLC程序的设计与调试；思政元素：职业素养，具体问题总体分析，军工精神。任务5输送单元程序编制与调试

输送单元单站运行的目标是测试设备传送工件的功能。进行测试时，要求其他各工作单元已经就位。设备加电前，需将机械手装置手动移动到直线导轨约中间位置，并在供料单元的出料台上放置一个工件。任务5输送单元程序编制与调试一、脉冲输出功能S7-1200有3个内置PTO/PWM发生器，用以建立高速脉冲串（PTO）或脉宽调节（PWM）信号波形。当组态一个输出为PTO操作时，生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。内置PTO功能提供了脉冲串输出，脉冲周期和数量可由用户控制。但应用程序必须通过PLC内置I/O提供方向和限位控制。为了简化用户应用程序中位控功能的使用，STEP7--Micro/WIN提供的位控向导可以帮助用户在很短的时间内全部完成PWM、PTO或位控模块的组态。向导可以生成位置指令，用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。任务5输送单元程序编制与调试一、脉冲输出功能在装置中，Q0.0输出脉冲作为伺服驱动器的位置指令，Q0.2输出脉冲作为伺服驱动器的方向指令。Q0.0输出脉冲的数量决定伺服电机的旋转角度，即机械手的直线位移。Q0.0输出脉冲的频率决定了伺服电机的旋转速度，即机械手的运动速度。任务5输送单元程序编制与调试二、控制要求输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。任务5输送单元程序编制与调试二、控制要求抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：手臂伸出→手爪夹紧抓取工件→提升台上升→手臂缩回。抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，即把工件放到加工站物料台上。抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出→提升台下降→手爪松开放下工件→手臂缩回。任务5输送单元程序编制与调试放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。然后把工件放到装配站物料台上。其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。二、控制要求任务5输送单元程序编制与调试机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90°，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。伺服电机驱动机械手装置以400mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90°，然后以100mm/s的速度低速返回原点停止。二、控制要求任务5输送单元程序编制与调试若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行。在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。但是若急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。在急停状态，绿色指示灯HL2以1Hz的频率闪烁，直到急停复位后恢复正常运行时，HL2恢复常亮。二、控制要求任务5输送单元程序编制与调试非正常运行的功能要求

若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行。在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。但是若急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。在急停状态，绿色指示灯HL2以1Hz的频率闪烁，直到急停复位后恢复正常运行时，HL2恢复常亮。二、控制要求任务5输送单元程序编制与调试三、I/O分配表任务5输送单元程序编制与调试四、伺服参数设置任务5输送单元程序编制与调试五、用位控向导编程整个功能过程应包括上电后复位、输送单站功能程序、紧急停止处理和状态指示等部分，输送单站功能程序是一个步进顺序控制过程。在子程序中可采用步进指令驱动实现。输送单元程序控制的关键点是伺服电机的定位控制，在编写程序时，应预先规划好各段的位置，然后借助位置控制向导组态轴输出。根据按工作任务的要求和各站位置，确定各工作单元的运动曲线。任务5输送单元程序编制与调试运动控制程序可以由向导来生成，在菜单栏点“工具”，选择“运动”向导，组态“轴0”，并命名“YL-335B输送站伺服控制”。然后按下列步骤逐步生成。任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试六、PLC程序设计1、主程序输送单元主程序是一个周期循环扫描的程序。通电短暂延时后进行初态检查，即调用初态检查子程序。如果初态检查不成功，则说明设备未就绪，也就是不能起动输送单元使之运行。如果初态检查成功，则会调用回原点子程序，返回原点成功，这样设备进入准备就绪状态，允许起动。起动后，系统进入运行状态，此时主程序每个扫描周期调用运行控制子程序。如果在运行状态下发出停止指令，则系统运行一个周期后转入停止状态，等待系统下一次起动。输送单元主程序顺序控制功能图任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试使用MC_Power指令，使能伺服轴。任务5输送单元程序编制与调试进行初始化操作，将主站就绪标志位、系统就绪标志位、运行状态标志位、归零完成标志位复位，将初态检查标志位置位。任务5输送单元程序编制与调试当检测到下限位开关信号为1或者上限位开关信号为1时，发出越程故障信号。发生越程故障时，将运行状态标志位复位，使伺服轴停止。在PLC运行的每一个扫描周期，调用“通信”函数。任务5输送单元程序编制与调试当本站处于运行状态，并且全线联机标志位为1时，将HMI联机标志位置位。当运行状态标志位为0并且方式切换信号为1时，选择联机方式。当运行状态标志位为0、方式切换信号为0、HMI联机信号为0时，选择单站方式。任务5输送单元程序编制与调试当联机方式标志位为1、另外四站的联机信号为1、HMI联机标志位为1时，使全线联机标志位通电。按下复位按钮时，将初态检查标志位置位。初态检查标志位为1之后，每一个扫描周期会调用“初态检查复位”函数，进行输送站的初态检查和复位操作。任务5输送单元程序编制与调试如果急停按钮未被按下、归零完成标志位和初始位置标志位都为1，则将主站就绪标志位置位。如果急停按钮被按下或者归零完成标志位为0，则将主站就绪标志位复位。

当主站就绪标志位为1，并且另外四站的准备就绪信号都为1时，使系统就绪标志位通电。在联机模式下，当系统就绪标志位为1时，将初态检查标志位复位。在单站模式下，当主站就绪标志位为1时，将初态检查标志位复位。任务5输送单元程序编制与调试主站就绪之后，按下启动按钮，将运行状态标志位置位，将初始步置位，系统启动。任务5输送单元程序编制与调试当系统处于运行状态并且全线联机标志位为1时，使全线运行标志位通电，向另外四站发送全线运行信号。任务5输送单元程序编制与调试在联机运行时，如果出现以下情况会发出停止指令：按下触摸屏中的停止按钮；供料站的料仓中没有工件、供料完成信号为0、输送站的顺控控制过程返回初始步；装配站的料仓中没有芯件、输送站的顺控控制过程返回初始步；当系统处于运行状态时，每一个扫描周期会调用“运行控制”函数。任务5输送单元程序编制与调试

停止指令发出后，将运行状态标志位复位，将顺序控制的所有步复位，将归零完成标志位复位，将所有电磁阀的电控信号复位，系统停止。任务5输送单元程序编制与调试当输送站未处于准备就绪状态时，HL1灯会以0.5Hz的频率闪烁。当输送站处于准备就绪状态时，HL1灯常亮。当HMI联机标志位为1时，向另外四站发送HMI联机信号。任务5输送单元程序编制与调试当按下急停按钮时，使急停标志位通电，向另外四站发送全线急停信号。任务5输送单元程序编制与调试在PLC运行的每一个扫描周期，通过MC_ReadParam指令读取伺服轴的实际位置。当按下急停按钮或者按下触摸屏中的停止按钮时，执行MC_Halt指令，使伺服轴停止。2）初态检查复位程序该子程序主要完成机械手初始状态复位和返回原点操作。当机械手手爪松开、右旋、下降、缩回4个状态条件满足时，表示机械手处于初始状态，延时500ms后执行回原点操作。当机械手刚好位于原点位置时，则绝对位移30mm，执行Home模块(绝对位移30mm—装载参考点位置—返回原点成功标志）。当机械手位于原点左侧位置时（不可能位于原点右侧），则直接执行Home模块(绝对位移30mm—装载参考点位置—返回原点成功标志）。六、PLC程序设计输送单元初态检查复位子程序顺序控制功能图任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试通过控制气动手指的双电控电磁阀，使气动手指松开。通过控制摆动气缸的双电控电磁阀，使摆动气缸处于右旋状态。任务5输送单元程序编制与调试如果手臂伸缩气缸处于缩回状态、摆动气缸处于右旋状态、提升气缸处于缩回状态、气动手指处于松开状态，则使初始位置标志位通电。当初始位置标志位为1时，调用“回原点”函数，进行直线运动组件的回原点操作。六、PLC程序设计3）回原点程序任务5输送单元程序编制与调试按下输送站的复位按钮时，延时0.5秒使home指令触发标志位通电。任务5输送单元程序编制与调试在home指令触发标志位的上升沿，执行MC_Home指令，进行直线运动组件的回原点操作。回原点的模式为模式3。回原点完成之后，会将伺服轴的实际位置设为0，并且使寻零完成标志位通电。当寻零完成标志位为1时，将函数的done参数置位。六、PLC程序设计4）运行控制程序任务5输送单元程序编制与调试

“运行控制”函数的程序采用顺序控制设计法进行设计，运行控制的顺序功能图如图所示。任务5输送单元程序编制与调试在初始步，转换到M30.1步。在M30.1步，调用“抓取工件”函数，从供料站的出料台抓取外壳工件，抓取完成后，转换到M30.2步。任务5输送单元程序编制与调试在M30.2步，执行MC_MoveAbsolute指令，使抓取机械手装置以300mm/s的速度移动到加工站加工台的正前方。当抓取机械手装置到达加工站加工台的正前方后，转换到M30.3步。任务5输送单元程序编制与调试在M30.3步，调用“放下工件”函数，将外壳工件放到加工站加工台上。延时2秒转换到M30.4步。任务5输送单元程序编制与调试在M30.4步，调用“抓取工件”函数，从加工站加工台中抓取工件，抓取完成后，转换到M30.5步。任务5输送单元程序编制与调试在M30.5步，执行MC_MoveAbsolute指令，使抓取机械手装置以300mm/s的速度移动到装配站装配台的正前方。当抓取机械手装置到达装配站装配台的正前方后，转换到M30.6步。任务5输送单元程序编制与调试在M30.6步，调用“放下工件”函数，将外壳工件放到装配站装配台上。延时2秒转换到M30.7步。任务5输送单元程序编制与调试在M30.7步，调用“抓取工件”函数，从装配站装配台中抓取工件，抓取完成后，使摆动气缸左旋，摆动气缸左旋到位后，转换到M31.0步。任务5输送单元程序编制与调试在M31.0步，执行MC_MoveAbsolute指令，使抓取机械手装置以300mm/s的速度向分拣站移动。当抓取机械手装置到达分拣站后，转换到M31.1步。任务5输送单元程序编制与调试在M31.1步，调用“放下工件”函数，将外壳工件放到分拣站进料口。延时2秒转换到M31.2步。任务5输送单元程序编制与调试在M31.2步，执行MC_MoveAbsolute指令，使抓取机械手装置以400mm/s的速度移动到绝对位置为100mm处。当抓取机械手装置到达绝对位置为100mm处，让摆动气缸右旋，当摆动气缸右旋到位后，转换到M31.3步。任务5输送单元程序编制与调试在M31.3步，执行MC_MoveAbsolute指令，使抓取机械手装置以100mm/s的速度移动到原点。当抓取机械手装置到达原点后，转换到M31.4步。任务5输送单元程序编制与调试在M31.4步，将测试完成标志位置位，返回初始步。六、PLC程序设计5）抓取工件程序输送单元抓料子程序也是一个步进程序，可以采用置位复位方法来编程，也可以用西门子特有的顺序继电器指令（SCR指令）来编程。其工艺控制过程为：手爪伸出，延时300ms，手爪夹紧，延时300ms控制机械手提升，手爪缩回，夹紧电磁阀复位，返回子程序入口。输送单元抓料子程序顺序控制功能图任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试六、PLC程序设计6）放料程序输送单元放料子程序也是一个步进程序，可以采用置位复位方法来编程，也可以用西门子特有的顺序继电器指令（SCR指令）来编程。其工艺控制过程为：手爪伸出，延时300ms，机械手下降，延时300ms，手爪松开，手爪缩回，放松电磁阀复位，返回子程序入口。输送单元放料子程序顺序控制功能图任务5输送单元程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试

先让手臂伸缩气缸伸出，当手臂伸缩气缸伸出到位后，延时0.3秒让提升气缸下降，当提升气缸下降到位后，延时0.3秒让气动手指松开，当气动手指松开后，让手臂伸缩气缸缩回，当手臂伸缩气缸缩回到位后，发出放料完成信号。把编写好的程序下载到单元的PLC，设备上电，接通气源。（1）应按下复位按钮SB1执行复位操作，使各个气缸满足初始位置的要求，且机械手装置回到原点位置。复位完成，指示灯HL1常亮，表示设备准备好。（注：气缸初始位置是指：提升气缸在下限位，摆动气缸在右限位，伸缩气缸在缩回状态，气动手指在松开状态。）（2）当设备准备好，若按钮/指示灯模块的方式选择开关SA置于“单站方式”位置，按下启动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。（3）正常功能测试①抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件。②抓取动作完成后，机械手装置向装配站移动，移动速度不小于300mm/s。到达装配站物料台的正前方后，把工件放到装配站物料台上。③放下工件动作完成2秒后，机械手装置执行抓取装配站工件的操作。④抓取动作完成后，机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。到达加工站物料台的正前方后，把工件放到加工站物料台上。⑤放下工件动作完成2秒后，机械手装置执行抓取加工站工件的操作。七、单站程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试⑥抓取动作完成后，摆台逆时针旋转90°，然后机械手装置向分拣站移动，移动速度不小于300mm/s。到达后在分拣站进料口把工件放下。⑦放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，摆台顺时针旋转90°，然后以400mm/s的速度返回近原点，以100mm/s的速度返回原点。⑧当机械手装置返回原点后，一个测试周期结束，系统停止运行。当供料单元的出料台上放置了工件时，可再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。（4）系统运行的紧急停车测试若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行。急停按钮复位后系统从急停前的断点开始继续运行。七、单站程序编制与调试任务5输送单元程序编制与调试谢谢！169自动化生产线安装与调试170自动化生产线安装与调试项目七生产线整机调试项目七生产线整机调试知识准备1

认知TPC7062Ti人机界面PROFINET通信技术知识准备2单元间数据规划任务1通信系统配置任务2171联调画面设计任务3整机运行程序设计任务4172自动化生产线安装与调试

知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

知识目标：了解触摸屏基本概念；掌握触摸屏的组态设计方法；能力目标：能够根据控制要求，完成人机交互介面设计；思政元素：分工协作，军工精神。知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

触摸屏基本概念

一、触摸屏的组态设计二、知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

触摸屏基本概念

一、175触摸屏的概念1.人机控制操作界面（HMI）在画面中设置有指示灯、显示仪表、主令按钮、开关和电位器等，操作人员通过操作这些软元件，就可以实现人机交互。触摸屏是一种最直观的操作设备，它可以和PLC直接进行数据交换。触摸屏上的图形或按钮可用手指直接按压操作，使得人和机器之间的交流变得简单。触摸屏与PLC的连接示意图知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

176触摸屏的功能2.（1）在HMI上显示当前的控制状态、过程变量，包括数字量（开关量）和数值量（模拟量）。（2）在HMI上显示报警信息，通过硬件或可视化图形按键输入数字量或数值量控制参数。（3）使用HMI的内置功能，对PLC内部进行简单的监控和参数设置。（4）HMI可作为操作员面板进行各种控制操作和参数设置。知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

177

装置中采用了深圳昆仑通态科技有限公司研发的人机界面TPC7062Ti。7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480）；四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096）；色彩达64K彩色。CPU主板：ARM结构嵌入式低功耗CPU为核心，主频600MHz，128M存储空间。认知TPC7062Ti人机界面3.知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

178TPC7062Ti人机界面的硬件连接4.（1）TPC供电接线和启动电源插头示意图及引脚定义开机启动知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

（2）TPC与SMART系列PLC的连接知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

180

TPC7062Ti触摸屏是通过USB2口与PC连接的，连接以前，计算机应先安装MCGS组态软件。当需要在MCGS组态软件上把资料下载到HMI时，只要在下载配置界面单击“连机运行”按钮，然后单击“工程下载”按钮即可进行下载。如果工程项目要在计算机模拟测试，则单击“模拟运行”按钮，然后下载工程。知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

181

触摸屏通过串口（COM）直接与PLC的编程口连接。所使用的通信线为西门子PC-PPI电缆，PC-PPI电缆把RS232转为RS485。PC-PPI电缆9针母头插在触摸屏侧，9针公头插在PLC侧。触摸屏与PC的通信电缆触摸屏与PLC的通信电缆知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

182触摸屏的组态设计二、为了通过触摸屏设备操作机器或系统，必须给触摸屏设备组态用户界面，该过程成为“组态阶段”，使用的是MCGS嵌入版组态软件。MCGS组态软件包括组态环境、模拟环境、运行环境。知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

工程师通过组态环境对其进行工程设计并在运行环境中运行。组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件，可在PC上运行。运行环境按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。触摸屏进入运行环境后，即可脱开组态环境独立运行。它作为PLC的操作员面板，可方便用户对PLC中的内部数据进行处理。知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

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MCGS嵌入版组态软件的组态系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成。MCGS组态工作平台的结构组成知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

MCGS组态工作平台的结构组成知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

主控窗口知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

设备窗口知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

用户窗口知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

实时数据库知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

运行策略知识准备1认知TPC7062Ti人机界面

191自动化生产线安装与调试知识准备2PROFINET通信技术知识目标：了解PROFINET通信技术；掌握通信系统配置及编程方法；能力目标：能够根据控制要求，完成系统网络配置；思政元素：具有良好的职业素养，具体问题总体分析。知识准备2PROFINET通信技术

PROFINET技术主要由PROFINETI/O和PROFINETCBA两大部分组成,它们基于不同实时等级的通信模式和标准的Web及IT技术来实现所有自动化领域的应用。如图所示一、PROFINET通信概述知识准备2PROFINET通信技术

PROFINET基于以太网通信标准,并把它改造为可进行缩放的模型,对不同的应用采取不同的通信方案,非常巧妙地解决了在同一个系统中满足所有不同级别实时通信要求的问题。其通信性能等级如图所示。知识准备2PROFINET通信技术

在PROFINET中,PROFINETCBA采用TCP/IP(非实时)和实时(RT)通信,它允许时钟周期由TCP/IP的100ms量级提升到TR的10ms量级,非常适合在工厂自动化的分布式I/O系统中应用。等时同步实时(IRT)通信能够使时钟周期达到1ms量级,所以其适合运动控制系统使用。PROFINETCBA包含了TCP/IP和RT两种通信方式,而PROFINETI/O则包含了UDP/IP、RT和IRT通信技术。知识准备2PROFINET通信技术

二、PROFINETI/O

借

助PROFINETIO实

现

一

种

允

许

所

有

站

随

时

访

问

网

络

的

交

换

技

术。

作

为PROFINET的一部分,PROFINETIO是用于实现模块化、分布式应用的通信概念。PROFINETIO环境中各个组件的名称如图所示知识准备2PROFINET通信技术

PROFINETIO环境中各个组件的名称。知识准备2PROFINET通信技术

通过I/O通信,经由PROFINETIO来读取和写入分布式I/O设备的

输

入

和输出。如图所示提供了经由PROFINETIO的I/O通信概述知识准备2PROFINET通信技术

三、通信术语1.PROFINET通信

PROFINET通信是通过工业以太网进行的。支持以下传输类型:工程组态数据和诊断数据及中断的非循环传输;用户数据的循环传输。PROFINET-IO通信以实时方式进行。

2.

更新时间更新时间即是时间间隔。IO控制器与IO设备/智能设备之间在该时间间隔内,通过IO系统循环交换数据。STEP7为PROFINETIO系统的每个IO设备自动在默认设置中计算更新时间,并且考虑了数据交换量和设置发送时钟。如图所示。知识准备2PROFINET通信技术

3.看门狗时间

看门狗时间是IO控制器或IO设备允许的且不含接收IO数据的时间。如果在看门狗时间内IO控制器没有为IO设备提供数据,IO设备将检测丢失的帧并输出替换值。这种情况将作为站故障报告给IO控制器。在STEP7中,看门狗时间是更新时间的整数倍,可由用户进行设置,如图所示。知识准备2PROFINET通信技术

4.发送时钟

两个连续通信周期之间的时间段。发送时钟是数据交换期间允许的最短时间间隔,如图所示。知识准备2PROFINET通信技术

5.更新时间和发送时钟之间的关系

计算出的更新时间是发送时钟的整数倍(1、2、4、8...,512)。因此,可能出现的最小更新时间取决于可设置的IO控制器的最小发送时钟以及IO控制器和IO设备的效率。根据发送时钟的大小,可以只提供一部分整数倍时钟(STEP7通过预选择来保证这一点)。下表以CPU1516-3PN/DP为例说明了可设置的更新时间与发送时钟之间的依存关系。知识准备2PROFINET通信技术

三、PROFINETIO系统PROFINETIO系统由一个PROFINETIO控制器和其分配的PROFINETIO设备组成。当添加了IO控制器和IO设备后,需要为IO设备分配IO控制器,以形成一个基本PROFINETIO系统。构建S7-1200与S7-1200的ProfinetIO通信。(1)创建TIAPortal项目并进行接口参数配置使用TIAV15.1创建一个新项目,进入网络视图添加表1列出的所有设备,并进入各个设备以太网地址选项分别设置子网、IP地址以及设备名称,如图