《自动生产线安装与调试》-4项目综合篇

项目综合篇学习项目一自动化生产线的总体安装与调试自动化生产线的维护与故障分析学习项目二

知识能力

技能能力

素质能力了解自动化生产线的生产工艺流程，掌握网络通信技术；

规范操作、积极思考、勇于实践；

分工协作、善于总结、公正评价。123掌握自动化生产线整线总调试技能能完成PLC控制程序的编写。学习项目一自动化生产线的总体安装与调试能完成自动化生产线的总体安装学习任务一自动化生产线的安装自动化生产线的程序设计自动化生产线总体安装与调试技能训练学习任务二学习任务三学习项目一自动化生产线的总体安装与调试

YL-335B自动生产线由供料、加工、装配、分拣和输送等5个工作单元(站)组成，各工作单元(站)均设置一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS-485串行通信实现互连，构成分布式的控制系统。完成如下生产任务：将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，完成加工操作后，把加工好的工件送往装配单元的物料台，然后把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小圆柱工件嵌入到物料台上的工件中，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。工作任务是完成整线的调试，从而完成生产任务。任务描述一、学习任务一自动化生产线的安装自动化生产线的安装二、设备部件安装1.由系统气源开始，按气路系统原理图用气管连接至各分站电磁阀组，各个工作单元的气路连接按照前面各个项目的要求。气路连接按照前面各个项目的电气连接图连接电路。电路连接在YL-335B自动生产线中由5个PLC分别控制5个控制站，采用N:N网络通信或者是PPI协议通信的分布式网络控制。系统的工作模式分为单站工作和全线运行模式。各站PLC网络连接324在单站工作模式下，各工作单元的主令信号和工作状态显示信号来自其PLC旁边的按钮/指示灯模块。并且按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。各站的具体控制要求与前面各项目单独运行要求相同。学习任务二自动化生产线的程序设计单站工作模式一、全线工作模式二、

PLC控制程序的编写三、通过任务分析，YL-335B各个站点需要交换的信息量并不大，可以采用模式1的刷新方式。各个站点通信数据位定义如表4-1-表～4-5所示。这些数据位分别由各站PLC程序写入，全部数据为N:N网络所有站点共享。规划通信数据1.为了使程序更为清晰合理，编写程序前应尽可能详细地规划所需使用的内存。在人机界面组态中，也规划了人机界面与PLC的连接变量的设备通道。主站单元控制程序的编写2.1）内存的配置2）主程序结构3）“运行控制”程序段的结构4）“通信”子程序5）从站单元控制程序的端项目准备一、将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，加工完成后，把加工好的工件送往装配单元的装配台，然后把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小圆柱零件嵌入到装配台上的工件中，如图4-11所示，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。学习任务三自动化生产线总体安装与调试技能训练（1）能够完成自动化生产线设备部件安装。（2）能够完成气路连接调试。（3）连接电路。（4）根据要求编写PLC程序并调试。（5）能够进行人机界面设计和调试。训练要求训练要求训练要求二、

（1）（2）

（3）小组初步任务方案，并进行成员分工。汇报并修正方案。小组进行分工并领取实训工具。确定方案三、安装与调试工作计划四、系统整体安装时，必须确定各工作单元的安装定位，为此首先要确定安装的基准点，即从铝合金桌面右侧边缘算起。图4-1指出了基准点到原点距离（X方向）为310mm，这一点应首先确定。然后根据：①原点位置与供料单元出料台中心沿X方向重合。②供料单元出料台中心至加工单元加工台中心距离430mm。③加工单元加工台中心至装配单元装配台中心距离350mm。④装配单元装配台中心至分拣单元进料口中心距离570mm。即可确定各工作单元在X方向的位置。任务1：自动生产线设备部件安装实施五、任务1：任务实施气路系统的管路连接供料单元气路系统管路连接（1）加工单元气路系统管路连接（2）装配单元气路系统管路连接（3）分拣单元气路系统管路连接（4）输送单元气路系统管路连接（5）电气系统的线路连接

（1）（2）

（3）（4）

（5）供料单元电气系统线路连接。加工单元电气系统线路连接。装配单元电气系统线路连接。分拣单元电气系统线路连接。输送单元电气系统线路连接。任务2：人机界面组态1）工程分析和创建04流程控制通过循环策略中的脚本程序策略块实现02数据对象各工作站以及全线的工作状态指示灯、单机全线切换旋钮、启动、停止、复位按钮、变频器输入频率设定、机械手当前位置等。01工程框架有2个用户窗口，即欢迎画面和主画面，其中欢迎画面是启动界面。1个策略：循环策略。03图形制作欢迎画面窗口：①图片：通过位图装载实现；②文字：通过标签实现；③按钮：由对象元件库引入。人机界面组态2）欢迎画面组态任务3：编程根据工作单元功能要求、动作顺序要求，编写PLC程序，并将程序下载至PLC任务4：调试01OPTION02OPTION03OPTION机械通过各工作单元的安装位置，使用输送机械手装置抓取、放下工件动作准确。气动通过调整气缸上节流阀，调试个电磁阀的动作，使其动作顺畅且平稳。PLC程序（1）程序监视（2）程序调试填写实训报告检查与评估六、项目二自动化生产线的维护与故障分析

知识能力

技能能力

素质能力掌握自动化生产线的维护通用知识

规范操作、积极思考、勇于实践；

分工协作、善于总结、公正评价。123掌握自动化生产线的维护通用技能能完成自动化生产线故障分析能完成自动化生产线主要零部件的维护与保养学习任务一自动化生产线的维护自动化生产线的故障分析学习任务二学习项目二自动化生产线的维护与故障分析任务一自动生产线（联机）调试与运行维护与保养的内容一、制订维护与保养计划,实施自动化生产线的维护与保养。（1）进行定期维护与保养。一般有日保养和周保养,不同的生产线有不同的要求,以生产线维护手册要求为准。（2）保养耗材与工具。（3）进行控制程序备份（4）操作系统维护。（5）设计应对突发故障应急处理方案(包括程序出错恢复、设备停机处理等)。（6）填写生产线维护保养记录表。维护与保养的内容如下生产线主要部件维护与保养要求二、（1）定期检查继电器的零件，要求可动部分灵活，紧固件无松动。已损坏的零件应该及时修理或更换。（2）保持触点表面的清洁，不允许粘有油污。当触点表面因电弧烧蚀而附有金属小珠粒时,应该及时去掉。触点若已磨损,应及时调整，消除过大的超程。若触点厚度只剩下1/3时,应及时更换。银和银合金触点表面因电弧作用而生成黑色氧化膜时，不必锉去，因为这种氧化膜的接触电阻很低，不会造成接触不良，锉掉反而缩短触点寿命。（3）继电器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用，因为这样很可能发生短路事故。用陶土制成的灭弧罩易碎，拆装时应小心，避免碰撞造成损坏。（4）若继电器已不能修复，应予更换。更换前应检查继电器的铭牌和线圈标牌上标出的参数，换上去的继电器的有关数据应符合技术要求。用于分合继电器的可动部分，看看是否灵活，并将铁芯上的防锈油擦干净，以免油污粘滞造成继电器不能释放，有些继电器还需要检查和调整触点的开距、超程、压力等,使各个触点的动作同步。1.继电器PLC的可靠性很高，但由于环境的影响及内部元件老化等因素，也造成PLC不能正常工作，如果等到PLC报警或故障发生后再去检查、修理，总是要影响正常生产，事后处理总归是被动的，如果能经常定期地做好维护、维修，就可以使系统始终工作在最佳状态下，以免对企业造成经济损失。因此定期检修与做好日常维护是非常重要的。一般情况下检修时间以每六个月至一年为宜，当外部环境较差时，可根据具体情况缩短检修间隔时间。2.PLC的维护（1）气动系统的使用注意事项①日常维护需对冷凝水和系统润滑进行管理。②开车前后要放掉系统中的冷凝水。③定期给油雾器加油。④随时注意压缩空气的清洁度,对分水滤气器的滤芯要定期清洗。⑤开车前检查各调节旋钮是否在正确位置，行程阀、行程开关、挡块的位置是否正确、牢固。对活塞杆、导轨等外露部分的配合表面进行擦拭后方能开车。⑥长期不使用时，应将各旋钮放松，以免弹簧失效而影响元件的性能。⑦间隔三个月需定期检修，一年应进行一次大修。⑧对受压容器应定期检验，漏气、漏油、噪声等要进行防治。3.气动系统①对冷凝水的管理。空气压缩机吸入的是含有水分的湿空气，经压缩后提高了压力，当再度冷却时就要析出冷凝水，侵入到压缩空气中，使管道和元件锈蚀。防止的方法就是要及时地排除系统各排水阀中积存的冷凝水，经常检查自动排水器、干燥器是否正常，定期清洗分水滤气器、自动排水器。②对系统润滑的管理。气动系统中从控制元件到执行元件凡有相对运动的表面都需要润滑。如果润滑不当，会使摩擦力增大，导致元件动作不灵敏，因密封磨损会引起泄漏，润滑油的性质将直接影响润滑的效果。通常，高温环境下使用高黏度的润滑油，低温则使用低黏度的润滑油。在系统工作过程中，要经常检查油雾器是否正常，如发现油杯中油量没有减少，需要及时调整滴油量。（2）气动系统的日常维护保养①使用中应定期检查气缸各部位有无异常现象，各连接部位有无松动等，轴销、耳环式安装的气缸活动部分定期加润滑油。②气缸检修重新装配时，零件必须清洗平净，特别需防止密封圈剪切、损坏，注意唇形密封圈的安装方向。③气缸拆下长时间不使用时，所有加工表面应涂防锈油，进排气口加防尘堵塞。（3）气缸维护保养①气动系统的故障种类。由于故障发生的时期不同，故障的内容和原因也不同。因此，可将故障分为初期故障、突发故障和老化故障。初期故障：在调试阶段和开始运转的两三个月内发生的故障。突发故障：系统在稳定运行时期内突然发生的故障。老化故障：个别或少数元件达到使用寿命后发生的故障。（4）气动系统的故障排除任务二自动化生产线的故障分析检查通信网络系统、主控制回路和警示灯接通情况一、（1）系统控制N:N通信网络或PPI通信网络连接已经完成，相对应的PLC模块的输入/输出点的LED能够正常亮起。（2）系统主令工作信号由人机界面触摸屏提供，安装在装配单元的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，包括上电复位、启动、停止、报警等。测试状况：（1）系统在上电后，首先执行复位操作，使输送单元机械手装置应该自动回到原点位置，此时绿色警示灯以1Hz的频率闪烁。（2）输送单元机械手装置回到原点位置后，复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。1.测试状况对系统的复位功能进行检测二、输送单元机械手装置不能回到原点位置，故障产生原因主要有：（1）输送单元机械手的急停按钮没有复位。（2）各从站的初始位置不正确。（3）各从站有急停按钮没有复位。（4）步进电动机或驱动模块有故障。（5）输送单元的PLC没有发出正常脉冲。（6）支撑输送单元底板运动的双直线导轨发生故障。（7）同步带和同步轮之间有打滑现象。只有在消除以上故障产生的原因后，才能允许启动系统。2.故障原因1.测试状况按下启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。2.故障原因如果系统不能正常启动，其故障产生原因主要有：（1）输送单元复位时，没有回到原点位置。（2）原点位置检测行程开关出现故障。（3）各从站的初始位置不正确。如果绿色和黄色警示灯均显示异常，其故障产生原因主要有：（1）原点位置检测行程开关出现故障。（2）供料单元料仓中工件数量不足。（3）装配单元料仓中工件数量不足。（4）供料单元料仓中工件自重掉落故障。（5）装配单元料仓中工件自重掉落故障。通过运行指示灯检测系统启动运行情况三、（1）系统启动后，供料单元顶料气缸的活塞杆推出，压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把最下层待加工工件推到物料台上，接着把供料操作完成信号存储到供料单元PLC模块的数据存储区，等待主站读取；并且推料气缸缩回，准备下一次推料。（2）若供料站的料仓没有工件或工件不足，则将报警或预警信号存储到供料单元PLC模块的数据存储区，等待主站读取。（3）物料台上的工件被输送单元的机械手取走后，若系统启动信号仍然为ON，则进行下一次推出工件操作。1.测试状况检测供料单元供给工件情况四、如果顶料气缸不能够完成顶料动作，或者将工件推倒，其故障产生原因主要有：（1）气缸动作气路压力不足。（2）节流阀的调节量过小，使气压不足。（3）节流阀的调节量过大，使气缸动作过快（4）料仓中的工件不能够自行掉落到位。（5）气缸动作电磁阀故障。（6）料仓中无工件。2.故障原因1.测试状况在工件推到供料单元物料台后，输送单元抓取机械手装置应移动到供料单元物料台的正前方，然后执行抓取供料单元工件的操作。2.故障原因如果物料台上的工件没有被输送单元机械手抓取，其故障产生原因主要有：（1）输送单元没有读取到供料单元的推料完成信号（2）供料单元物料台上的工件检测传感器故障。（3）输送单元气缸气路压力不足。（4）节流阀的调节量过小，使气压不足。（5）输送单元各气缸动作电磁阀故障检测输送单元能否准确抓取供料单元物料台上的工件情况五、1.测试状况（1）抓取动作完成后机械手手臂应缩回。（2）步进电动机驱动机械手装置移动到加工单元物料台的正前方。（3）按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开→手臂缩回的动作顺序把工件放到加工单元物料台上。2.故障原因如果抓取动作完成后机械手手臂不能缩回，其故障产生原因主要有：（1）输送单元手爪位置检测传感器故障。（2）输送单元气缸动作气路压力不足。（3）节流阀的调节量过小，使气压不足。（4）输送单元各气缸动作电磁阀故障。检测输送单元抓取工件从供料单元到加工单元的情况六、1.测试状况（1）加工单元物料台的物料检测传感器检测到工件后，气动手指夹持待加工工件。（2）伸缩气缸将工件从物料台移送到加工区域冲压气缸冲头的正下方，完成对工件的冲压加工。（3）伸缩气缸伸出，气动手指把加工好的工件重新送回物料台后松开。（4）将加工完成信号存储到加工单元PLC模块的数据存储区，等待主站读取。2.故障原因如果气动手指夹持待加工工件动作不正常，其故障产生原因主要有:（1）加工单元手爪位置检测传感器故障。（2）加工单元气缸动作气路压力不足。（3）节流阀的调节量过小，使气压不足。（4）加工单元各气缸动作电磁阀故障。检测加工单元对工件进行加工的情况七、1.测试状况输送单元读取到加工完成信号后，按机械手手臂伸出→手爪夹紧→手臂提升→手臂缩回的动作顺序取出加工好的工件。2.故障原因如果输送单元机械手动作不正常，其故障产生原因主要有：（1）输送单元机械手手爪位置检测传感器故障。（2）输送单元机械手气缸动作气路压力不足。（3）节流阀的调节量过小,使气压不足。（4）输送单元各气缸动作电磁阀故障。检测输送单元将工件从加工单元取走的情况八、1.测试状况（1）步进电动机驱动夹着工件的机械手装置移动到装配单元物料台的正前方。（2）按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开→手臂缩回的动作顺序把工件放到加工单元物料台上。2.故障原因如果步进电动机驱动夹着工件的机械手装置不能移动到装配单元物料台的正前方，其故障产生原因主要有：（1）步进电动机或驱动模块有故障。（2）输送单元的PLC没有发出正常脉冲。（3）支撑输送单元底板运动的双直线导轨发生故障。（4）同步带和同步轮之间有打滑现象。检测输送单元的机械手能否将工件准确送到装配单元九、（1）装配单元物料台的检测传感器检测到工件到来后，料仓上面顶料气缸活塞杆输出，把次下层的物料顶住，使其不能下落；下方的挡料气缸活塞杆缩回，物料调入回转物料台的料盘中，然后挡料气缸复位，顶料气缸缩回，次下层物料下落，为下一次分料做好准备。（2）回转物料台顺时针旋转180°(右旋)，到位后按装配机械手下降→手爪抓取小圆柱→手爪提升→手臂伸出→手爪下降→手爪松开→装配机械手装置返回初始位置的动作顺序，把小圆柱工件装入大工件中，并将装配完成信号存储到装配单元PLC模块的数据存储区，等待主站读取。（3）装配机械手装置复位的同时，回转物料台逆时针旋转180°(左旋)回到原点。（4）如果装配单元的料仓中没有小圆柱工件或工件不足，则发出报警或预警信号并存储到装配单元PLC模块的数据存储区，等待主站读取。1.测试状况检测装配单元的工件装配过程十、如果挡料气缸或挡料气缸不正常动作，其故障产生原因主要有：（1）装配单元物料检测传感器故障。（2）装配单元气缸动作气路气压不足。（3）节流阀的调节量过小，使气压不足。（4）装配单元各气缸动作电磁阀故障。2.故障原因（1）输送单元机械手伸出并抓取该工件后，逆时针旋转90°,驱动机械手装置从装配单元向分拣单元运送工件。（2）按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开并放下工件→手臂缩回→返回原点→顺时针旋转90°。1.测试状况检测输送单元件从装配单元运输到分拣单元的情况十一、如果输送单元机械手不正常动作，其故障产生原因主要有：（1）输送单元手爪位置检测传感器故障。（2）输送单元气缸动作气路压力不足。（3）节流阀的调节量过小，使气压不足。（4）输送单元各气缸动作电磁阀故障。如果输送单元机械手不能准确旋转到分拣单元的入料口，其故障产生原因主要有：（1）输送单元机械手气缸动作气路压力不足。（2）节流阀的调节量过小，使气压不足。（3）输送单元各气缸动作电磁阀故障。（4）气动摆台动作故障。（5）气动摆台定位不准。2.故障原因（1）当输送单元将送来工件放在传送带上并放入入料口，光电传感器检测到时，即可启动变频器，驱动三相减速电动机工作，传动带开始运转。（2）传送带把工件带入分拣区，由光纤传感器和金属传感器检测，如果工件为金属，在正对滑槽1中间位置准确停止，由推料气缸1推到料槽1中。如果工件为白色，在正对滑槽2