《自动化生产线安装与调试》高职机电一体化相关专业全套教学课件

模块1自动化生产线基础知识自动化生产线基础知识供料单元加工单元装配单元分拣单元输送单元人机界面控制与调试全套可编辑PPT课件自动化生产线基础知识学习目标培养学生的认识问题，分析问题和解决问题的能力了解自动化生产线的发展过程掌握自动化生产线的安全知识了解自动化生产线主要应用领域自动生产线是指由自动化机器体系实现产品工艺过程的一种生产组织形式。它是在连续流水线的进一步发展的基础上形成的。其特点是：加工对象自动地由一台机床传送到另一台机床，并由机床自动地进行加工、装卸、检验等；工人的任务仅是调整、监督和管理自动线，不参加直接操作;所有的机器设备都按统一的节拍运转，生产过程是高度连续的。简介一、自动生产线的发展过程自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，简称自动线。从20世纪20年代开始，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。在此之前，首先是在汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展成为自动线。第二次世界大战后，在工业发达国家的机械制造业中，自动线的数目出现了急剧增加。一、自动生产线的发展过程采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。机械制造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。一、自动生产线的发展过程自动线中设备的联结方式有刚性联接和柔性联接两种。在刚性联接自动线中，工序之间没有储料装置，工件的加工和传送过程有严格的节奏性。当某一台设备发生故障而停歇时，会引起全线停工。因此，对刚性联接自动线中各种设备的工作可靠性要求高。一、自动生产线的发展过程在柔性联接自动线中，各工序(或工段)之间设有储料装置，各工序节拍不必严格一致，某一台设备短暂停歇时，可以由储料装置在一定时间内起调剂平衡的作用，因而不会影响其他设备正常工作。综合自动线、装配自动线和较长的组合机床自动线常采用柔性联接。一、自动生产线的发展过程自动生产线的工件传送系统一般包括机床上下料装置、传送装置和储料装置。在旋转体加工自动线中，传送装置包括重力输送式或强制输送式的料槽或料道，提升、转位和分配装置等。有时采用机械手完成传送装置的某些功能。在组合机床自动线中当工件有合适的输送基面时，采用直接输送方式，其传送装置有各种步进式输送装置、转位装置和翻转装置等对于外形不规则、无合适的输送基面的工件，通常装在随行夹具上定位和输送，这种情况下要增设随行夹具的返回装置。一、自动生产线的发展过程自动生产线的控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作，并设有故障寻检装置和信号装置。为适应自动线的调试和正常运行的要求，控制系统有三种工作状态：调整、半自动和自动。在调整状态时可手动操作和调整，实现单台设备的各个动作；在半自动状态时可实现单台设备的单循环工作；在自动状态时自动生产线能连续工作。控制系统有“预停”控制机能，自动生产线在正常工作情况下需要停车时，能在完成一个工作循环、各机床的有关运动部件都回到原始位置后才停车。自动生产线的其他辅助设备是根据工艺需要和自动化程度设置的。二、自动生产线的优势采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。

二、自动生产线的优势自动生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。二、自动生产线的优势数字控制机床、工业机器人和电子计算机等技术的发展，以及成组技术的应用，将使自动线的灵活性更大，可实现多品种、中小批量生产的自动化。多品种可调自动线，降低了自动线生产的经济批量，因而在机械制造业中的应用越来越广泛，并向更高度自动化的柔性制造系统发展。三、自动生产线的基本组成1.传送系统自动线的工件传送系统一般包括机床上下料装置、传送装置和储料装置。在旋转体加工自动线中，传送装置包括重力输送式或强制输送式的料槽或料道，提升、转位和分配装置等。有时采用机械手完成传送装置的某些功能。在组合机床自动线中当工件有合适的输送基面时，采用直接输送方式，其传送装置有各种步进式输送装置、转位装置和翻转装置等对于外形不规则、无合适的输送基面的工件，通常装在随行夹具上定位和输送，这种情况下要增设随行夹具的返回装置。三、自动生产线的基本组成2.控制系统自动线的控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作，并设有故障寻检装置和信号装置。为适应自动线的调试和正常运行的要求，控制系统有三种工作状态：调整、半自动和自动。在调整状态时可手动操作和调整，实现单台设备的各个动作；在半自动状态时可实现单台设备的单循环工作；在自动状态时自动线能连续工作。163三、自动生产线的基本组成控制系统有“预停”控制机能，自动线在正常工作情况下需要停车时，能在完成一个工作循环、各机床的有关运动部件都回到原始位置后才停车。自动线的其他辅助设备是根据工艺需要和自动化程度设置的，如有清洗机工件自动检验装置、自动换刀装置、自动排屑系统和集中冷却系统等。为提高自动线的生产率，必须保证自动线的工作可靠性。影响自动线工作可靠性的主要因素是加工质量的稳定性和设备工作可靠性。自动线的发展方向主要是提高生产率和增大多用性、灵活性。为适应多品种生产的需要，将发展能快速调整的可调自动线。四、维修方法自动生产线节省了大量的时间和成本，在工业发达的城市，自动生产线的维修成为热点。自动生产线维修主要靠操作工与维修工来共同完成。自动生产线维修的两大方法：1.同步修理法在生产当中，如发现故障尽量不修，采取维持方法。使生产线继续生产到节假日，集中维修工、操作工，对所有问题，同时修理。设备在星期一正常全线生产。四、维修方法

2.分部修理法自动生产线如有较大问题，修理时间较长。不能用同步修理法。这时利用节假日，集中维修工、操作工，对某一部分进行修理。待到下个节假日，对另一部分进行修理。保证自动生产线在工作时间不停产。另外，在管理中尽量采用预修的方法。在设备中安装计时器，记录设备工作时间，应用磨损规律，来预测易损件的磨损，提前更换易损件，可以把故障预先排除，保证生产线满负荷生产。自动化生产线安全认知单元目标了解自动化生产线安装、调试、维修中存在的安全风险提高学生的安全意识掌握自动化生产线在用电、机械与安全实习中的相关内容自动化生产线是一种自动化程度较高的机电一体化装备。不论是对自动化生产线进行安装、调试还是针对自动化生产线的调试工作前，技术人员需要先掌握自动化生产线相关的操作或运行过程中可能存在的各种安全风险，并能够对安全风险进行控制。单元分析一、安全用电与急救1.安全用电基本要求（1）车间内的电气设备，不要随便乱动。自己使用的设备、工具，如果电气部分出了故障，不得自行修理，也不得带故障运行，应立即请电工检修。（2）自已经常接触和使用的配电箱、配电板、闸刀开关、按钮开关、插座、插销以及导线等，必须保持完好、安全，不得有破损或将带电部分裸露出来。（3）在操作闸刀开关、磁力开关时，必须将盖盖好，防止万一短路发生电弧或熔丝熔断飞溅伤人。一、安全用电与急救（4）使用的电气设备，其外壳按有关安全规程，必须进行防护性接地或接零。对于接地或接零的连结点要经常进行检查。要保证连接牢固，接地或接零的导线不得有任何断开的地方。（5）需要移动某些非固定安装的电气设备，如电风扇、照明灯、电焊机等时，必须先切断电源再移动。同时导线要收拾好，不得在地面上拖来拖去，以免磨损。如果导线被物体轧住时，不要硬拉，防止导线被拉断。一、安全用电与急救（6）在使用手电钻、电砂轮等手持电动工具肘，必须装设漏电保护器，使用相应的插头、插座。严禁将导线直接插入插座内使用。同时，注意不得将工件等重物压在导线上，防止轧断导线发生漏电。（7）工作台上、机床上使用的局部照明灯和行灯，应采用安全电压，其电压一般不得超过36V。一、安全用电与急救（8）在一般情况下，用电设备使用期一个月以上时应安装正式线路，短期使用必须装置临时线，须经过机动部门和安技部门批准。同时，临时线应按有关安全规定安装好，不得随便乱拉乱拽。另外，必须按规定时间拆除。（9）在进行容易产生静电火灾、爆炸事故的操作时，如使用汽油清洗零件、擦拭金属板材等，必须有良好的接地装置，以便及时导除聚集的静电。一、安全用电与急救（10）在雷雨天，不要走近高压电杆、铁塔、避雷针的接地导线周围20m之内，以免有雷击时产生跨步电压触电。（11）在遇到高压电线断落地面时，导线断落点周围20m内，禁止人员入内，以防跨步电压触电。如果此时已有人在20m之内，不要跨步行走，应用单足或并足跳离危险区。（12）发生电气火灾时，应立即切断电源，用黄砂、二氧化碳、四氯化碳等灭火器材灭火。切不可用水或泡沫灭火器灭火，因为它们有导电的危险。救火时，应注意自己身体的任何部分及灭火器具不得与电线、电气设备接触，以防触电。一、安全用电与急救（13）车间的电气设备，如变压器、配电盘及裸露的电线或涂有红、黄、绿色铜、铝导电排等，可能带电，任何人员绝对不要触摸。（14）任何电气设备在未验明无电之前，一律认为有电，不要盲目触及。所有标志牌（如禁止合闸、有人操作等标牌），非有关人员不得随便移动。

一、安全用电与急救2.触电急救方法触电急救的基本原则是动作迅速、方法正确。（1）脱离电源人体触电以后，可能由于痉挛或失去知觉等原因而紧抓带电体，不能自己摆脱电源。抢救触电者的首要步骤就是使触电者尽快脱离电源。一、安全用电与急救使触电者脱离电源的方法：

①

立即将闸刀开关拉开或将插头拔掉，切断电源。要注意，普通的电灯开关(如拉线开关)只能关断一根线，有时关断的不是相线，并未真正切断电源；②

找不到开关或插头时，可用绝缘的物体(如干燥的木棒、竹杆、手套等)将电线拨开，使触电者脱离电源；一、安全用电与急救③

用绝缘工具(如带绝缘的电工钳、木柄斧头以及干燥木棍等)切断电线来切断电源；④

遇高压触电事故，立即通知有关部门停电。总之，要因地制宜，灵活运用各种方法，快速切断电源。（2）现场急救办法当触电者脱离电源后，应根据触电者的具体情况迅速对症救护。现场施救的主要办法是对口人工呼吸法和体外心脏挤压法。二、机械拆装安全文明操作规程1.机械拆装实习室安全制度（1）要严格执行实习工厂的安全工作条例和设备拆装的操作规程，切实抓好安全工作。实习室负责人是本室安全责任第一人，有权利和义务对所有成员经常进行安全教育，明确安全责任，定期进行安全检查。（2）在实习室设立一名安全员，协助实习室负责人抓好实习室的安全教育、安全检查及排除隐患等工作，并负责指导本实习室人员掌握消防器材的维护和使用。二、机械拆装安全文明操作规程（3）实习室负责人、安全员必须对在实习室实习的学员进行安全教育，督查安全执行情况，确保人身及设备的安全。对违反规定者，管理人员有权停止其实习。（4）实习室内严禁吸烟、打闹和做与实习无关的事情，注意保持实习场所的环境卫生和设施安全。二、机械拆装安全文明操作规程（5）消防器材按规定放置，不得挪用;要定期检查，及时更换失效器材。（6）实习室的钥匙必须妥善保管，对持有者要进行登记，不得私配和转借，人员调出时必须交回。实习室工作人员不得将钥匙借给学员。（7）一旦发生火情，要及时组织人员扑救，并及时报警。遇到案情事故，要注意保持现场，并迅速报警。要积极配合有关部门查明事故原因。二、机械拆装安全文明操作规程（8）未经批准，任何人不得随便进入实习室。节、假日需要加班者应写加班申请单，经实习室主任签字、实习工厂负责人签字同意后方可，并必须有两人以上在场，以确保人身安全。（9）若因工作需要对仪器、设备进行开箱检查、维修，要经实习室主任签字同意才能拆装，并要有两人在场。检修完毕或离开检修现场前，必须将拆开的仪器设备妥善存放。（10）实习室值班人员离开实习室以前，必须进行安全检查，关好水、断电、锁门。二、机械拆装安全文明操作规程2.机械拆装实习守则（1）实习前按规定穿戴好工作服，依次有序进入实习场地。（2）实习前做好充分准备，了解实习的目的、要求、方法与步骤及实习应注意的事项。（3）进入实习室必须按规定就位，听从实习指导老师的要求进行实习。（4）保持实习室的安静、整洁，不得吵闹、喧哗，不得随地吐痰及乱扔脏物，与实习无关的物品不得带入实习室。（5）实习前首先核对实习用品是否齐全，若有不符，应立即向实习指导老师提出补领或调换。二、机械拆装安全文明操作规程（6）爱护实习仪器及设备，严格按照实习规程使用仪器和设备，不得随便乱拆卸。（7）实习时按实习指导书要求，分步骤认真做好各项实习内容，并做好实习记录，填写实习报告书。（8）拆下的零部件要摆放有序，搬动大件，务必注意安全，以防砸伤人及机件。二、机械拆装安全文明操作规程（9）注意安全，若实习中发现异常，应立即停止实习，及时报请实习指导老师检查处理。（10）实习结束后，清洁场地、设备，整理好工位；清点并擦净工、量具，放回原处，方能离开实习场地。二、机械拆装安全文明操作规程3.机械拆装操作安全须知（1）注意将待拆卸设备切断电源，挂上“有人操作，禁止合闸”标志。（2）设备拆卸时必须遵守安全操作规则，服从指导人员的安排与监督。认真严肃操作，不得串岗操作。（3）需要使用带电工具(手电钻、手砂轮等）时，应检查是否有接地或接零线，并应配戴绝缘手套、胶鞋。使用手照明灯时，电压应低于36V。（4）若需多人操作时，必须有专人指挥，密切配合。二、机械拆装安全文明操作规程（5）拆卸中，禁止用手试摸滑动面、转动部位或用手试探螺孔。使用起重设备时，应遵守起重工安全操作规程。（6）试车前要检查电源连接是否正确，各部位的手柄、行程开关、撞块等是否灵敏可靠，传动系统的安全防护装置是否齐全，确认无误后方可开车运转。（7）试车规则。空车慢速运转后逐步提高，运转正常后，再做负荷运转。三、自动化生产线安全操作要求（1）在进行安装、接线等操作时，务必在切断电源后进行，以避免发生事故。（2）在进行配线时，请勿将配线屑或导电物落入可编程控制器或变频器内。（3）请勿将异常电压接入PLC或变频器电源输入端，以避免损坏PLC或变频器。（4）请勿将AC电源接于PLC或变频器输入/输出端子上，以避免烧坏PLC或变频器，请仔细检查接线是否有误。三、自动化生产线安全操作要求（5）在变频器输出端子（U、V、W）处不要连接交流电源，以避免受伤及火灾，请仔细检查接线是否有误。（6）当变频器通电或正在运行时，请勿打开变频器前盖板，否则危险。（7）在插拔通信电缆时，请务必确认PLC输入电源处于断开状态。单元习题1.口述自动化生产线作业前准备工作流程。2.查阅相关的安全表示，并将其记录下来。3.自动化生产线在进行安装、调试、维修过程中可能存在哪些安全问题。单元小结安全标识符和安全规程的学习对于初学者而言非常重要，要逐渐要成规范意识和安全意识。对于常规安全手势的认知是一个操作人员的基本素养，要熟记于心。自动化生产线的设备认知单元目标了解自动化生产线的基本组成与结构提高学生的模块化意识掌握自动化生产线每一部分的基本功能自动化生产线由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。自动化生产描述其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。自动化生产描述在自动化生产线设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控制方面，采用了基于Ethernet（以太网）通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过Ethernet（以太网）通信实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动化生产线仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。自动化生产描述一、自动化生产线系统的基本功能自动化生产线各工作单元在实训台上的分布如俯视图所示。一、自动化生产线系统的基本功能1.供料单元供料单元是系统中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图所示为供料单元实物的全貌。一、自动化生产线系统的基本功能2.加工单元加工单元是把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图所示为加工单元实物的全貌。一、自动化生产线系统的基本功能3.装配单元装配单元是完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。如图所示为装配单元实物的全貌。一、自动化生产线系统的基本功能4.分拣单元分拣单元是完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。如图所示分拣单元实物的全貌。一、自动化生产线系统的基本功能5.输送单元该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。如图所示输送单元实物的全貌。二、工作单元的结构特点自动化生产线设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。每一工作单元机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。因此，工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换是一个关键的问题。自动化生产线的解决方案是：机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。二、工作单元的结构特点装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，上层端子用以连接DC24V电源的+24V端，底层端子用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，上层端子用以连接各信号线，其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连接。三、自动化生产线的控制系统自动化生产线的每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。（1）当工作单元自成一个独立的系统时，其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来源于该工作单元按钮指示灯模块。按钮指示灯模块如图所示。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。三、自动化生产线的控制系统模块盒上器件包括：1）指示灯（24VDC）：黄色（HL1）、绿色（HL2）、红色（HL3）各一个。2）主令器件：绿色常开按钮SB1一个，红色常开按钮SB2一个，选择开关SA（一对转换触点），急停按钮QS（一个常闭触点）。四、自动化生产线的控制系统（2）当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时，对于采用西门子S7-200系列PLC的设备，生产线的标准配置是采用PPI协议的通信方式。设备出厂的控制方案如图所示。单元习题1.能够描述自动化生产线的基本功能。2.根据给出的模块能够描述出该模块的基本功能，并根据功能畅想该模块可应用于哪些实际场景。3.根据以上自动化生产线模块查阅其在进行安装、调试、维修过程中可能遇的相关问题。单元小结整体了解自动化生产线的各模块能够让培养初学者具有全面的思维能力，同时能够让其在了解各模块功能后明白自动化生产线的实际作用。模块化思维是技术人员必备的技能之一。气动元件的认知单元目标认识自动化生产线的基本气动元件了解自动化生产线的气动元件工作原理标准气缸是指气缸的功能和规格是普遍使用的、结构容易制造的、制造厂通常作为通用产品供应市场的气缸。双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。图是标准双作用直线气缸的半剖面图。图中，气缸的两个端盖上都设有进排气通口，从无杆侧端盖气口进气时，推动活塞向前运动；反之，从杆侧端盖气口进气时，推动活塞向后运动。一、标准双作用直线气缸双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。为了使气缸的动作平稳可靠，应对气缸的运动速度加以控制，常用的方法是使用单向节阀来实现。一、标准双作用直线气缸单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，所以也称为速度控制阀。图给出了在双作用气缸装上两个单向节流阀的连接示意图，这种连接方式称为排气节流方式。当压缩空气从A端进气、从B端排气时，单向节流阀A的单向阀开启，向气缸无杆腔快速充气；由于单向节流阀B的单向阀关闭，有杆腔的气体只能经节流阀排气，调节节流阀B的开度，便可改变气缸伸出时的运动速度。反之，调节节流阀A的开度可改变气缸缩回时的运动速度。一、标准双作用直线气缸节流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。图中是安装了带快速接头的限出型气缸节流阀的气缸外观。一、标准双作用直线气缸气体流动方向的改变则由能改变气体流动方向或通断的控制阀即方向控制阀加以控制。在自动控制中，方向控制阀常采用电磁控制方式实现方向控制，称为电磁换向阀。电磁换向阀是利用其电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力使阀芯切换，达到改变气流方向的目的。图所示是一个单电控二位三通电磁换向阀的工作原理示意。二、单电控电磁换向阀、电磁阀组二、单电控电磁换向阀、电磁阀组所谓“位”指的是为了改变气体方向，阀芯相对于阀体所具有的不同的工作位置。“通”的含义则指换向阀与系统相连的通口，有几个通口即为几通。图

中，只有两个工作位置：图左侧阀芯处于下侧位置，排气口R被堵塞，气源入口P与出口A相通，此时是进气状态；图右侧阀芯处于上侧位置，入口P被堵塞，出口A与排气口R相通，此时是排气状态；具有供气口P、工作口A和排气口R，故称为二位三通阀。图分别给出二位三通、二位四通和二位五通单控电磁换向阀的图形符号，图形中有几个方格就是几位，方格中的“┯”和“┷”符号表示各接口互不相通。二、单电控电磁换向阀、电磁阀组二、单电控电磁换向阀、电磁阀组生产线所有工作单元的执行气缸都是双作用气缸，因此控制它们工作的电磁阀需要有二个工作口和二个排气口以及一个供气口，故使用的电磁阀均为二位五通电磁阀。电磁阀带有手动切换和加锁按钮，有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2个位置。用小螺丝刀把加锁钮旋到在LOCK位置时，手控开关向下凹进去，不能进行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信号为“1”，等同于该侧的电磁信号为“1”；常态时，手控开关的信号为“0”。在进行设备调试时，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，达到调试的目的。二、单电控电磁换向阀、电磁阀组电磁阀可以集中安装在汇流板上的。汇流板中两个排气口末端均连接了消声器，消声器的作用是减少压缩空气在向大气排放时的噪声。这种将多个阀与消声器、汇流板等集中在一起构成的一组控制阀的集成称为阀组，而每个阀的功能是彼此独立的。阀组的结构如图所示。二、单电控电磁换向阀、电磁阀组单元习题1.简述各机械结构使用不同气动元件的原因。2.查阅相关资料在自动化生产线的应用上还有哪些气动元件，并举例说明。3.在自动化生产线气动单元的调试上应该注意哪些问题。单元小结气动技术结合了液压、机械、电气和电子技术的众多优点，成为实现生产过程自动化的重要手段，在各个部门得到广泛应用，作为一名自动化专业技术人员应熟练掌握气动单元气动元件的应用。单元目标认识自动化生产线的基本气动元件了解自动化生产线的气动元件工作原理薄型气缸属于省空间气缸类，即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大减小的气缸。具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点。图是薄型气缸的一些实例图。三、薄型气缸薄型气缸的特点是缸筒与无杆侧端盖压铸成一体，杆盖用弹性挡圈固定，缸体为方形，通常用于固定夹具和搬运中固定工件等。生产线的薄型气缸用于冲压，这主要考虑该气缸行程短的特点。

气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱动型等工作方式。生产线所使用的是滑动导轨型气动手指，如图(a)所示。其工作原理可从其中剖面图(b)和(c)看出。四、气动手指（气爪）回转物料台的主要器件是气动摆台，它是由直线气缸驱动齿轮齿条实现回转运动，回转角度能在0～90°和0～180°之间任意可调，而且可以安装磁性开关，检测旋转到位信号，多用于方向和位置需要变换的机构。五、气动摆台如图所示。气动摆台的摆动回转角度能在0～180°范围任意可调。当需要调节回转角度或调整摆动位置精度时，应首先松开调节螺杆上的反扣螺母，通过旋入和旋出调节螺杆，从而改变回转凸台的回转角度，调节螺杆1和调节螺杆2分别用于左旋和右旋角度的调整。当调整好摆动角度后，应将反扣螺母与基体反扣锁紧，防止调节螺杆松动。造成回转精度降低。五、气动摆台回转到位的信号是通过调整气动摆台滑轨内的2个磁性开关的位置实现的，图是调整磁性开关位置的示意图。磁性开关安装在气缸体的滑轨内，松开磁性开关的紧定螺丝，磁性开关就可以沿着滑轨左右移动。确定开关位置后，旋紧紧定螺丝，即可完成位置的调整。五、气动摆台导向气缸是指具有导向功能的气缸。一般为标准气缸和导向装置的集合体。导向气缸具有导向精度高，抗扭转力矩、承载能力强、工作平稳等特点。用于驱动机械手水平方向移动的导向气缸外型如图所示。六、导向气缸该气缸由直线运动气缸带双导杆和其它附件组成。安装支架用于导杆导向件的安装和导向气缸整体的固定，连接件安装板用于固定其它需要连接到该导向气缸上的物件，并将两导杆和直线汽缸活塞杆的相对位置固定，当直线气缸的一端接通压缩空气后，活塞被驱动作直线运动，活塞杆也一起移动，被连接件安装板固定到一起的两导杆也随活塞杆伸出或缩回，从而实现导向气缸的整体功能。安装在导杆末端的行程调整板用于调整该导杆气缸的伸出行程。具体调整方法是松开行程调整板上的紧定螺钉，让行程调整板在导杆上移动，当达到理想的伸出距离以后，再完全锁紧紧定螺钉，完成行程的调节。六、导向气缸单元习题1.简述各机械结构使用不同气动元件的原因。2.查阅相关资料在自动化生产线的应用上还有哪些气动元件，并举例说明。3.在自动化生产线气动单元的调试上应该注意哪些问题。单元小结气动技术结合了液压、机械、电气和电子技术的众多优点，成为实现生产过程自动化的重要手段，在各个部门得到广泛应用，作为一名自动化专业技术人员应熟练掌握气动单元气动元件的应用。自动化生产线的气路模块单元目标认知自动化生产线个功能模块气动回路了解自动化生产线关于气动元件的选型供料单元气动控制回路的工作原理如图所示。图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸。1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。通常，这两个气缸的初始位置均设定在缩回状态。一、供料单元气路图加工单元的气动控制元件均采用二位五通单电控电磁换向阀，各电磁阀均带有手动换向和加锁钮。它们集中安装成阀组固定在冲压支撑架后面。二、加工单元气路图气动控制回路的工作原理如图所示。1B1和1B2为安装在冲压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1为安装在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制冲压气缸、加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端。二、加工单元气路图装配单元的阀组由6个二位五通单电控电磁换向阀组成，如图所示。这些阀分别对供料，位置变换和装配动作气路进行控制，以改变各自的动作状态。三、装配单元气路图装配单元气动控制回路如图所示。三、装配单元气路图四、分拣单元气路图分拣单元气动控制回路的工作原理如图所示。图中1A、2A和3A分别为分拣气缸一、分拣气缸二和分拣气缸三，1B1、2B1和3B1分别为安装在各分拣气缸的前极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制3个分拣气缸电磁阀的电磁控制端。输送单元的抓取机械手装置上的所有气缸连接的气管沿拖链敷设，插接到电磁阀组上，其气动控制回路如图所示。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二位五通双电控电磁阀，电磁阀外形如图所示。五、输送单元气路图双电控电磁阀与单电控电磁阀的区别在于，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，而对于双电控电磁阀，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。五、输送单元气路图单元习题1.绘制加工单元的气路图并说明其工作原理。2.说明单向节流阀绘制的原理。单元小结了解气动回路的功能，熟悉气动回路的构成和性能，便于对自动化生产线气动控制系统的分析和设计，以组成完善的气动控制。可编程控制器技术认知单元目标可编程控制器技术认知了解西门子编程软件的基本使用方法S7-300由多种模块部件所组成，各种模块能以不同方式组合在一起，如图所示，从而可使控制系统设计更加灵活，满足不同的应用需求。各模块安装在DIN标准导轨上，并用螺丝固定。这种结构形式既可靠，又能满足电磁兼容要求。背板总线集成在各模块上，通过将总线连接器插在模块的背后，使背板总线联成一体。在一个机架上最多可并排安装8个模块（不包括CPU模块和电源模块）。一、S7-300系列PLCS7-300有各种不同性能挡次的CPU模块可供使用。标准CPU提供范围广泛的基本功能，如指令执行、I/O读写、通过MPI和CP模块的通讯，紧凑型CPU本机集成I/O，并带有高速计数、频率测量、定位和PID调节等技术功能。部分CPU还集成了点到点或PROFIBUS通信接口。S7-300的指令集包含350多条指令，包括了位指令、比较指令、定时指令、计数指令、整数和浮点数运算指令等。CPU的集成系统功能提供了例如中断处理和诊断信息等这样一类系统功能，由于它们是集成在CPU的操作系统中，因此也省了很多RAM空间。一、S7-300系列PLC常用对S7-300进行编程的软件为STEP7，通过STEP7科研简单方便地将S7-300全部功能加以利用。该软件包含自动化项目中从项目的启动、实施到测试以及服务，每一阶段所需的全部功能。但是随着博途(TIAPorta)软件的出现，对于博途软件它是一款面向工业自动化领域的新一代工程软件平台，它包括SIMATIC、STEP7、SIMATICWinCC和SIMATICSStartDrive，可以用于组态S7-1200、S7-1500和S7-300/400这种比较新型的PLC，这种博途的编程软件主要用于工程的组态，可以与变频器、触摸屏等进行组态使用，更适合现在工业集成控制的发展趋势。博途软件是一种用项目树的方式来管理程序的，各种“块”概念的引入使参数配置更加灵活，使用编程方法也是多样化的。二、TIAPorta软件STEP7与博途(TIAPorta)软件界面对比图二、TIAPorta软件三、应用领域SIMATICS7-300是一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其在生产制造工程中的应用。模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置及易于掌握等特点，使S7-300在以下上业领域中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。1）生产制造工程；2）通用机械制造·专用机械制造；3）各种类型的专用机床，如OEM；4）塑料加工·包装工业；5）食品和饮料工业；6）工艺过程工程（如供水、排水、建筑服务设施等）。四、特点S7-300具有以下显著特点：1）循环周期短、处理速度高；2）指令集功能强大、可用于复杂功能；3）产品设计紧凑、可用于空间有限的场合；4）模块化结构、适合密集安装；5）有不同档次的CPU、各种各样的功能；6）模块和I/O模块可供选择；7）无需电池备份，免维护；8）可在恶劣气候条件下露天使用的模块类型（SIPI.US）。五、西门子编程规范一套完整的PLC程序，并不仅仅是使系统能够运行起来这么简单，它也需要完整的注释、精良的架构、良好的可扩展性、完备的报警保护系统、运行前的模拟系统。1）简单性：简单的含义就是尽可能的使用标准化的程序框架，尽可能使用简单的指令。从大的方面讲，要优化程序结构，用流程控制指令简化程序，从小的方面讲还要用功能强的指令取代功能单一的指令，以及注意指令的安排顺序等。五、西门子编程规范2）可读性：这不仅便于程序设计者加深对程序的理解，便于调试，而且，还要便于别人读懂你的程序，便于使用者维护。必要时，也可使程序推广。要使程序可读性好，所设计的程序就要尽可能清晰。要注意层次，实现模块化，以至于用面向对象的方法进行设计。要多用一些标准的设计。可读性在程序设计开始时就要注意。这不易完全做到。因为在程序调试的过程中，指令的增减，内部器件的使用变化，可能使原较清晰的程序，变的有些乱。所以在设计时就对调试增减留有一定的余地，然后调试完毕后再做一下整理，这样所设计的程序具有更高的质量。3）正确性：PLC的程序一定要正确，并要经过实际工作验证，证明其能够正确工作。这是对PLC程序的最根本的要求，若这一点做不到，其它的再好也没有用。要准确的使用指令，正确使用内部器件，使所编的程序能正确要作，这是对PLC程序最根本的要求。比如，西门子的上升沿和下降沿需要使用带存储功能的变量作为中间变量，比如M点或者DB点，如果使用FC的temp变量就会出问题的。五、西门子编程规范4）可靠性：程序不仅要正确，还要可靠。可靠反映着PLC程序的稳定性，这也是对PLC程序的基本要求。一个可靠的PLC程序对非正常工作条件出现，能予以识别，并能使其与正常条件衔接，可使程序适应于多种情况。可靠的PLC程序对非法操作能予以拒绝，且不留下“痕迹”。只接受合法操作。联锁是拒绝非法操作常用的手段，继电电路常用这个方法，PLC也可继承这个方法。五、西门子编程规范5）易改性：PLC的特点之一就是方便，可灵活地适用于各种情况。其办法就是靠修改或重新设计程序。重新设计程序用于改变PLC工艺的用途要求的情况，不仅程序重编，而且I/O也要重新分配。多数情况下不需要重编程序，作一些修改就可以了。这就要求程序具有易性，便于修改。易改也就是弹性，要求只要作很少的改动，即可达到改变参数或理改动作的目的。五、西门子编程规范6）扩展性：许多程序可能在进现场之前都已经编好，但是到了现场，可能还需要添加另外的程序，为了避免打乱整套系统的结构，需要在每个功能区预留一定的空间作为备用。硬件上留出足够的余量，软件在编写的时候把手动，自动，半自动考虑好，位置留出来。7）完备报警系统：PLC系统往往用于工业环境中，每一次的事故都会造成或大或小的损失，为了做到事故预处理或者在事故中将损失降到最小，必须重视PLC的报警和保护，在此将其摘出来作为系统的一个重要组成部分。五、西门子编程规范单元习题简述在使用PLC编程时应注意哪些问题查阅相关的资料西门子在自动化的应用中还有哪些型号的PLC，分别说明应用领域查阅相关的资料S7-300PLC可以组态哪些模块单元小结PLC是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，作为一名自动化的技术人员熟练掌握PLC的编程是必备技能之一。单元习题1.简述在使用PLC编程时应注意哪些问题。2.查阅相关的资料西门子在自动化的应用中还有哪些型号的PLC，分别说明应用领域。3.查阅相关的资料S7-300PLC可以组态哪些模块。单元小结PLC是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，作为一名自动化的技术人员熟练掌握PLC的编程是必备技能之一。GRAPH编程语言单元目标了解GRAPH编程语言与梯形图的差异掌握GRAPH的编程方法GRAPH是创建顺序控制系统的图形编程语言。使用GRAPH编程语言，可以更为快速、便捷和直观地对顺序控制进行编程。GRAPH将过程分解为多个步，步与步之间存在转换条件，每个步都有明确的功能范围，然后再将这些步组织到顺控程序中。TIAPortal软件允许对功能块程序使用GRAPH编程语言进行编程。GRAPH编程语言图中的两条运输带顺序相连，为了避免运送的物料在1号运输带上堆积，起动时应先起动1号运输带，延时6s后自动起动2号运输带。停机时为了避免物料的堆积，应尽量将皮带上的余料清理干净，使下一次可以轻载起动，停机的顺序应与起动的顺序相反，即按了停止按钮后，先停2号运输带，5s后再停1号运输带。“图1-1”给出了输入输出信号的波形图和顺序功能图。控制1号运输带的Q1.0在步M0.1～M0.3中都应为1。为了简化顺序功能图和梯形图，在步M0.1将Q1.0置为1，在初始步将Q1.0复位为0。一、使用S7Graph编程的例子一、使用S7Graph编程的例子运输带控制系统示意图与顺序功能图1.创建使用S7Graph语言的功能块FB（1）打开SIMATIC管理器中的“Blocks”文件夹。（2）用右键点击屏幕右边的窗口，在弹出的菜单中执行命令“InsertNewObject

FunctionBlock”。（3）在“Properties

FunctionBlock”对话框中选择编程语言为GRAPH，功能块的编号为FB1。单击【OK】按钮确认后，自动打开刚生成的FB1，FB1中有自动生成的第1步Step1和第1个转换Trans1。一、使用S7Graph编程的例子2.S7Graph的两种编辑模式（1）“Direct”（直接）编辑模式执行菜单命令“Insert”

“Direct”将进入“Direct”编辑模式。如果希望在某一元件的后面插入新的元件，首先用鼠标选择该元件，点击工具条上希望插入的元件对应的按钮，或从“Insert”菜单中选择要插入的元件。为了在同一位置增加同类型的元件，可以连续点击工具条上同一个按钮或执行“Insert”菜单中相同的命令。一、使用S7Graph编程的例子（2）“DragandDrop”编辑模式执行菜单命令“Insert”

“Drag-and-Drop”，将进入“DragandDrop”（拖放）编辑模式。也可以点击工具条上最左边的【Preselected/Direct】（预选/直接）按钮，在“拖放”模式和“直接”模式之间切换。在“拖放”模式点击工具条上的按钮，或从“Insert”菜单中选择要插入的元件后，鼠标将会带着“图”右边被点击的图标移动。一、使用S7Graph编程的例子一、使用S7Graph编程的例子如果鼠标附带的图形有“prohibited”（禁止）信号，即“图”右边带红色边框的圆圈（中间有一条45°的红线），则表示该元件不能插在鼠标当前的位置。在允许插入该元件的区域“禁止”标志消失，点击鼠标便可以插入一个拖动的元件。插入完同类元件后，在禁止插入的区域点击鼠标的左键，跟随鼠标移动的图形将会消失。二、顺序控制器的运行模式与监控操作计算机与CPU建立起通信联系后，将S7GraphFB和它的背景数据块下载到CPU，在S7Graph编辑器中执行菜单命令“Debug”

“ControlSequencer”，在出现的对话框中可以对顺序控制器进行各种监控操作。有4种运行模式：自动（Automatic）、手动（Manual）、单步（Inch）、自动或切换到下一步（Automaticorswitchtonext）。PLC在RUN模式时，不能切换工作方式，在RUN-P模式时，可以在前3种模式之间切换。切换到新模式后，原来的模式用加粗的字体显示。三、顺序控制器中的动作1. 标准动作对标准动作可以设置互锁（在命令的后面加“C”），仅在步处于活动状态和互锁条件满足时，有互锁的动作才被执行。没有互锁的动作在步处于活动状态时就会被执行。标准动作中的命令见下表。三、顺序控制器中的动作命令地址类型说明N（或NC）Q、I、M、D只要步为活动步（且互锁条件满足），动作对应的地址为1状态，无锁存功能S（或SC）Q、I、M、D置位：只要步为活动步（且互锁条件满足），该地址被置为1并保持为1状态R（或RC）Q、I、M、D复位：只要步为活动步（且互锁条件满足），该地址被置为0并保持为0状态D（或DC）Q、I、M、D延迟：（如果互锁条件满足），步变为活动步n秒后，如果步仍然是活动的，该地址被置为1状态，无锁存功能

T#<常数>有延迟的动作的下一行为时间常数L（或LC）Q、I、M、D脉冲限制：步为活动步(且互锁条件满足)，该地址在n秒内为1状态，无锁存功能

T#<常数>有脉冲限制的动作的下一行为时间常数CAL（或CALLC）FC,FB,SFC,SFB块调用：只要步为活动步（且互锁条件满足），指定的块被调用三、顺序控制器中的动作2. 与事件有关的动作动作可以与事件结合，事件是指步、监控信号、互锁信号的状态变化，信息（message）的确认（acknowledgement）或（registration）信号被置位。命令只能在事件发生的那个循环周期执行。三、顺序控制器中的动作除了命令D（延迟）和L（脉冲限制）外，其他命令都可以与事件进行逻辑组合。在检测到事件，并且互锁条件被激活（对于有互锁的命令NC、RC、SC和CALLC），在下一个循环内，使用N（NC）命令的动作为1状态，使用R（RC）命令的动作被置位1次，使用S（SC）命令的动作被复位1次。使用CALL（CALLC）命令的动作的块被调用1次。三、顺序控制器中的动作3. ON命令与OFF命令用ON命令或OFF命令分别可以使命令所在的步之外的其他步变为活动步或不活动步。ON和OFF命令取决于“步”事件，即该事件决定了该步变为活动步或变为不活动步的时间，这两条指令可以与互锁条件组合，即可以使用命令ONC和OFFC。三、顺序控制器中的动作指定的事件发生时，可以将指定的步变为活动步或不活动步。如果命令OFF的地址标识符为S_ALL，将除了命令“S1（V1，L1）OFF”所在的步外其他的步变为不活动步。下图中的步3变为活动步后，各动作按下述方式执行。三、顺序控制器中的动作4. 动作中的计数器和定时器（1）计数器动作中的计数器的执行与指定的事件有关。互锁功能可以用于计数器，对于有互锁功能的计数器，只有在互锁条件满足和指定的事件出现时，动作中的计数器才会计数。计数值为0时计数器位为0，计数值非0时计数器位为1。三、顺序控制器中的动作事件发生时，计数器指令CS将初值装入计数器。CS指令下面一行是要装入的计数器的初值，它可以由IW、QW、MW、LW、DBW、BIW来提供，或用常数C#0～C#999的形式给出。事件发生时，CU、CD、CR指令使计数值分别加1、减1或将计数值复位为0。计数器命令与互锁命令组合时，命令后面要加上“C”。三、顺序控制器中的动作（2）TL命令动作中的定时器与计数器的使用方法类似，事件出现时定时器被执行。互锁功能也可以用于定时器。TL为扩展的脉冲定时器命令，该命令的下面一行是定时器定时时间“time”，定时器位没有闭锁功能。定时器的定时时间可以由IW、QW、MW、LW、DBW、BIW来提供，或用S5T#time_cnstant的形式给出。“#”后面是时间常数值。三、顺序控制器中的动作（3）TD命令TD命令用来实现定时器位有闭锁功能的延迟。一旦事件发生，定时器被起动。互锁条件C仅仅在定时器被起动的那一时刻起作用。定时器被起动后将继续定时，而与互锁条件和步的活动性无关。在“time”指定的时间内，定时器位为0。正在定时的定时器可以被新发生的事件重新起动，重新起动后，在“time”指定的时间内，定时器位为0，定时时间到时，定时器位变为1。三、顺序控制器中的动作（4）TR命令TR是复位定时器命令，一旦事件发生，定时器停止定时，定时器位与定时值被复位为0。当图中的步S4变为活动步，事件S1使计数器C4的值加1。C4可以用来计步S4变为活动步的次数。只要步S4变为活动步，事件S1使A的值加1。三、顺序控制器中的动作5. 动作中的算术运算在动作中可以使用下列的简单的算术表达式语句：A:=B；A:=函数(B)；A:=B<运算符号>C。注意：必须使用英文中的符号。包含算术表达式的动作应使用“N”命令。动作可以用事件来决定，可以设置为事件出现时执行一次，或步处于活动状态时每一扫描循环周期都执行。动作也可以与互锁组合（命令后面加“C”）。单元习题1.简述GRAPH编程语言的优点。2.使用GRAPH编程语言编写交通灯控制程序。单元小结利用GRAPH编程语言，可以清楚快速组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序，在S7-300PLC的编程应用中GRAPH编程语言的应用也是非常广泛。GRAPH编程语言单元目标了解GRAPH编程语言与梯形图的差异掌握GRAPH的编程方法条件由梯形图或功能块图中的元件根据布尔逻辑组合而成。逻辑运算的结果（RLO）可能影响某步个别的动作、整个步、到下一步的转换或整个顺序控制器。条件可以是事件，如退出活动步，也可以是状态，如输入量I2.1等。条件可以在转换（Transition）、互锁（Interlock）、监控（Supervision）和永久性指令（Permanentinstructions）中出现。四、顺序控制器中的条件1. 转换条件转换中的条件使顺序控制器从一步转换到下一步。没有对条件编程的转换称为空转换，空转换相当于不需要转换条件的转换。如果某一步前后的转换同时满足，该步不会变为活动步。为此必须在S7Graph编辑器中进行下面的设置：

执行菜单命令“Options”—“BlockSettings”，在打开对话框的“Compile/Save”选项卡的“SequencerProperties”栏中，选择选项“SkipSteps”（跳过步）。四、顺序控制器中的条件2.互锁条件互锁是可以编程的条件，用于步的连锁，能影响某个动作的执行。如果互锁条件的逻辑满足，受互锁控制的动作被执行，例如在互锁条件满足时，执行动作中的命令“L0CALLFC10”，调用功能FC10。如果互锁条件的逻辑不满足，不执行受互锁控制的动作，发出互锁错误信号（事件L1）。在单步显示模式对互锁编程。四、顺序控制器中的条件3. 监控条件监控（Supervision）是可编程的条件，用于监视步，可能影响顺序控制器从一步转换到下一步的方式。在单步显示模式对监控编程，在所有的显示模式，用步的左下角外的字母“V”来表示该步已对监控编程。四、顺序控制器中的条件如果监控条件的逻辑运算满足，表示有干扰事件V1发生。顺序控制顺不会转换到下一步，保持当前步为活动步。监控条件满足时立即停止对步的活动时间值Si.U的定时。如果监控条件的逻辑运算不满足，表示没有干扰，如果后续步的转换条件满足，顺序控制器转换到下一步。每一步都可以设置监控条件，但是只有活动步被监控。四、顺序控制器中的条件4. S7Graph地址在条件中的应用可以在转换、监控、互锁、动作和永久性的指令中，以地址的方式使用关于步的系统信息。四、顺序控制器中的条件单元习题1.简述GRAPH编程语言的优点。2.使用GRAPH编程语言编写交通灯控制程序。单元小结利用GRAPH编程语言，可以清楚快速组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序，在S7-300PLC的编程应用中GRAPH编程语言的应用也是非常广泛。GRAPH编程语言单元目标了解GRAPH编程语言与梯形图的差异掌握GRAPH的编程方法1. 顺序控制系统的运行模式通过对S7GraphFB的参数设置，可以选择顺序控制系统的4种运行模式，从而决定顺序控制器对步与步之间的转换的处理方式。（1）自动（Automatic）模式在自动模式，当转换条件满足时，由当前步转换到下一步。五、S7Graph功能块的参数设置（2）手动（Manual）模式与自动模式相反，在手动模式时，转换条件满足并不能转换到后续步，步的活动或不活动状态的控制是用手动完成的。（3）单步（Inching）模式单步模式与自动模式的区别在于它对步与步之间的转换有附加的条件，即只能在转换条件满足和输入参数T_PUSH的上升沿，才能转换到下一步。五、S7Graph功能块的参数设置（4）自动或切换到下一步（Automaticorstep-by-step）模式在该模式，只要转换条件满足或在功能块的输入信号T_PUSH的上升沿，都能转换到下一步。在RUN模式下可以用功能块的输入参数来选择4种工作模式，在下列参数的上升沿激活相应的工作模式：SW_AUTO：自动模式；SW_MAN：手动模式；SW_TAP：单步（Inching）模式；SW_TOP：自动或切换到下一步（AutomaticorSwitchtonext）模式。五、S7Graph功能块的参数设置S7GraphFB的参数集FB的参数集见下表。五、S7Graph功能块的参数设置S7GraphFB的输入参数见下表。五、S7Graph功能块的参数设置S7GraphFB的输入参数见下表。五、S7Graph功能块的参数设置4种工作模式都要使用的S7GraphFB的输出参数见下表。五、S7Graph功能块的参数设置单元习题1.简述GRAPH编程语言的优点。2.使用GRAPH编程语言编写交通灯控制程序。单元小结利用GRAPH编程语言，可以清楚快速组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序，在S7-300PLC的编程应用中GRAPH编程语言的应用也是非常广泛。GRAPH编程语言单元目标了解GRAPH编程语言与梯形图的差异掌握GRAPH的编程方法生成S7GraphFB时，在S7Graph编辑器中执行菜单命令“Options—ApplicationSettings”，在打开的对话框中的“Compile/Save”选项卡的“Executability”中，有两种方式可供选择：（1）Fullcode每一个S7GraphFB中都包含了执行S7GraphFB所需的全部代码。如果有多个S7GraphFB，对存储器容量的需求将会显著增加。六、S7Graph功能块的参数优化设置（2）StandardFCrequired该选项可以减小对存储器的需求，标准功能FC70、FC71、FC72或FC73用于所有的S7GraphFB，它们包含所有的S7GraphFB使用的主要的代码，如果选择这一选项，有关的FC将被自动地复制到项目中，用这个方法生成的FB较小。需要在输入框“FCNumber”中输入标准FC的编号。FC72是默认的设置，它要求CPU能处理大于8KB的块。六、S7Graph功能块的参数优化设置FC70和FC71小于8KB，可供较小的CPU使用。FC70只能用于可执行SFC17/18的诊断功能的CPU，如果CPU没有该功能，应使用FC71。要想知道CPU是否有SFC17/18，与CPU建立起通信联系后，执行菜单命令“PLC”—“DisplayAccessibleNodes”，在块文件夹中出现该CPU中的系统功能块。六、S7Graph功能块的参数优化设置FC73需要的存储容量小于8KB，可以在所有的CPU中使用，它可以显著地减小S7GraphFB的存储器需求。应在“Compile/Save”选项卡的“InterfaceDescription”（接口描述）中选择“Memoryminimized”（存储器最小化）。六、S7Graph功能块的参数优化设置S7GraphFB用预先设置好的默认的显示模式打开，执行菜单命令“Option”—“ApplicationSettings”，在出现的对话框的“General”选项卡的“NewWindowView”区中，可选择打开FB时默认的显示模式和显示的内容。六、S7Graph功能块的参数优化设置单元习题1.简述GRAPH编程语言的优点。2.使用GRAPH编程语言编写交通灯控制程序。单元小结利用GRAPH编程语言，可以清楚快速组织和编写S7PLC系统的顺序控制程序，在S7-300PLC的编程应用中GRAPH编程语言的应用也是非常广泛。感谢观看THANKS模块2供料单元供料任务的结构和工作过程单元目标根据供料单元组成掌握供料单元基本工作过程了解供料单元的供料单元主要结构组成供料单元的主要结构组成为：工件装料管，工件推出装置，支撑架，阀组，端子排组件，PLC，急停按钮和启动/停止按钮，走线槽、底板等。供料单元的结构供料单元主要结构组成供料单元的结构管形料仓和工件推出装置用于储存工件原料，并在需要时将料仓中下层的工件推出到出料台上。它主要由管形料仓、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。该部分的工作原理是：工件垂直叠放在料仓中，推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过。供料单元的结构当活塞杆在退回位置时，它与下层工件处于同一水平位置，而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时，首先使夹紧气缸的活塞杆推出，压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使夹紧气缸返回，松开次下层工件。这样，料仓中的工件在重力的作用下，就自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。供料单元的结构在底座和管形料仓第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。它们的功能是检测料仓中有无储料或储料是否足够。若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作而第4层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了。这样，料仓中有无储料或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。供料单元的工作过程推料缸把工件推出到出料台上。出料台面开有小孔，出料台下面设有一个圆柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元出料台有无工件的信号。在输送单元的控制程序中，就可以利用该信号状态来判断是否需要驱动机械手装置来抓取此工件。供料单元操作示意图单元习题1.简述生活中光电开关的应用。2.简述在自动化生产线中光电开关选型时注意的问题。3.传感器在接线时应注意哪些问题。单元小结在自动化领域中，传感器是自动化生产线上必不可少的元件，熟练掌握传感器的工作原理对以后的应用起至关重要的作用。供料任务传感器应用单元目标了解不同类型的光电开关的差异掌握供料单元用到的各类型接近开关及其原理生产线所使用的气缸都是带磁性开关的气缸。这些气缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动行程的。一、磁性开关有触点式的磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。舌簧开关成型于合成树脂块内，并且一般还有动作指示灯、过电压保护电路也塑封在内。当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。触点闭合或断开时发出电控信号，在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断缸的运动状态或所处的位置。一、磁性开关在磁性开关上设置的LED显示用于显示其信号状态，供调试时使用。磁性开关动作时，输出信号“1”LED亮；磁性开关不动作时，输出信号“0”，LED不亮。磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧定螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧紧定螺栓。磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到PLC输入公共端，棕色引出线应连接到PLC输入端。一、磁性开关电感式接近开关是利用电涡流效应制造的传感器。电涡流效应是指，当金属物体处于一个交变的磁场中，在金属内部会产生交变的电涡流，该涡流又会反作用于产生它的磁场这样一种物理效应。如果这个交变的磁场是由一个电感线圈产生的，则这个电感线圈中的电流就会发生变化，用于平衡涡流产生的磁场。利用这一原理，以高频振荡器（LC振荡器）中的电感线圈作为检测元件，当被测金属物体接近电感线圈时产生了涡流效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路（包括检波、放大、整形、输出等电路）将该变化转换成开关量输出，从而达到检测目的。二、电感式接近开关二、电感式接近开关电感式传感器原理框图电感式接近开关按外形分为圆柱形、方形、槽形等。供料单元中，为了检测待加工工件是否金属材料，在供料管底座侧面安装了一个圆柱形接近开关，如图（a）；为了检测传送带上工件所嵌入的芯件是否为金属芯件，在分拣支架上安装了一个一个圆柱形接近开关，如图（b）；为了确定抓取机械手装置的原点位置，在输送单元上安装方形接近开关，如图（c）。二、电感式接近开关三、光电式接近开关“光电传感器”是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。三、光电式接近开关光电式接近开关主要由光发射器和光接收器构成。如果光发射器发射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达光接收器的量将会发生变化。光接收器的敏感元件将检测出这种变化，并转换为电气信号，进行输出。大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。按照接收器接收光的方式的不同，光电式接近开关可分为对射式、反射式和漫射式3种。三、光电式接近开关漫射式光电开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之若接近开关的前方一定距离内出现