自动化生产线安装与调试 教案 项目二 供料站的安装与调试

PAGEPAGE12项目二供料站的安装与调试课题名称供料站的认知学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第3讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.具有团队协作和沟通能力；2.具有安全意识；3.具有刻苦钻研、积极进取的精神和能力。知识目标1.掌握光电开关、磁性开关的结构及工作原理；2.掌握供料站的功能及结构组成；3.掌握供料站的操控步骤。能力目标1.能够利用系统原程序进行供料站的操控运行；2.能够对供料站所使用的传感器进行正确的选择、安装与调试。教学重点供料站的功能及结构组成教学难点供料站传感器的选择、安装与调试【讲授新课】一、任务引入供料站是自动生产线中的起始单元，向系统中的其他单元提供原料，相当于实际生产线中的自动上料系统。供料站的功能是根据需要将放置在料仓中的工件（原料）自动推出到出料台上，以便输送单元的机械手将其抓取、输送到其他单元上。该单元由安装在工作台面的装置侧部分和安装在抽屉内的PLC侧部分组成。二、任务资讯（一）供料站的结构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。其中，机械部分结构组成如图2-1所示。图2-1供料站主要结构的组成其中，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最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。（二）供料站的工作过程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。当活塞杆在退回位置时，它与最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，从而把最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。图2-2供料操作示意图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。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园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。（三）磁性开关YL-335B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。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。图2-3是带磁性开关气缸的工作原理图。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推料及顶料缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。图2-3带磁性开关气缸的工作原理图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性开关的内部电路如图2-4中虚线框内所示。图2-4磁性开关内部电路（四）电感式接近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。电感式接近传感器工作原理框图如图2-7所示。图2-7电感式传感器原理框图（五）漫射式光电接近开关1．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。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，如图2-10所示。图2-10光电式接近开关2．漫射式光电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物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。图2-10(b)为漫射式光电接近开关的工作原理示意图。3.光电开关在自动生产线中的应用光电接近开关通常在环境条件比较好、无粉尘污染的场合下使用。光电开关工作时对被测对象几乎无任何影响。因此，在生产线上被广泛地使用。图2-14光电开关在供料站的应用在供料单元中，料仓中工件的检测利用的就是光电开关，如图2-14所示。在料仓外侧装设两个光电开关分别用于缺料和供料不足检测不足。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。本单元中采用细小光束、放大器内置型漫射式光电开关，其外形和顶端面上的调节旋钮和显示灯如图2-15所示。漫射式光电接近开关是利用光照射到被测工件上后反射回来的光线而工作的，由于工件反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电开关。它由光源和光敏元件两个部分构成，光发射器与光接收器同处于一侧。图2-15光电开关的外形、调节旋钮、显示灯和电气符号在工作时，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，光电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物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。图2-16为漫射式光电开关的工作原理示意图。图2-16漫射式接近开关的工作原理（六）接近开关的图形符号部分接近开关的图形符号如图2-17所示。图中(a)(b)(c)三种情况均使用NPN型三极管集电极开路输出。如果是使用PNP型的，正负极性应反过来。图2-17接近开关的图形符号三、任务分析（一）知识目标1．掌握光电开关、磁性开关的结构及工作原理；2．掌握供料站的功能及结构组成；3．掌握供料站的操控步骤。（二）能力目标1．能够利用系统原程序进行供料站的操控运行；2．能够对供料站所使用的传感器进行正确的选择、安装与调试。（三）供料站传感器的选择1.磁性开关的选择、安装与调试磁力式接近开关(简称磁性开关)是一种非接触式位置检测开关，这种非接触式位置检测不会磨损和损伤检测对象物，响应速度高。磁性开关用于检测磁性物资的存在；安装方式上有导线引出型、接插件式、接插件中继型；根据安装场所环境的要求接近开关可选择屏蔽式和非屏蔽式。当有磁性物质接近图2-5所示的磁性开关传感器时，传感器动作，并输出开关信号。在实际应用中，我们在被测物体上，如在气缸的活塞（或活塞杆）上安装磁性物质，在气缸缸筒外面的两端位置各安装一个磁感应接近开关，就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。图2-5磁力式接近开关传感器的动作原理磁性开关的内部电路图如图2-6虚线框内所示，如采用共阴极接法，棕色线接PLC输入端，蓝色线接公共端。磁性开关的安装与调试在自动化生产线的控制中，可以利用该信号判断气缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。第一步电气接线与检查重点要考虑传感器的尺寸、位置、安装方式、布线工艺、电缆长度、以及周围工作环境等因素对传感器工作的影响。按照图2-6将磁性开关与PLC的输入端口连接。在磁性开关上设置有LED，用于显示传感器的信号状态，供调试、与运行监视时观察。当气缸活塞靠近，接近开关输出动作，输出“1”信号，LED亮；当没有气缸活塞靠近，接近开关输出不动作，输出“0”信号，LED不亮。第二步磁性开关在气缸上的安装与调整磁性开关与气缸配合使用，如果安装不合理，可能使得气缸的动作不正确。当气缸活塞移向磁性开关，并接近到一定距离时，磁性开关才有“感知”，开关才会动作，通常把这个距离叫“检出距离”。在气缸上安装磁性开关时，先把磁性开关装在气缸上，磁性开关的安装位置根据控制对象的要求调整，调整方法简单，只要让磁性开关到达指定位置后，用螺丝刀旋紧固定螺钉即可。图2-6磁性开关内部电路2.电感式传感器的安装调试供料单元中，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电感式传感器，如图2-8所示。图2-8供料单元上的电感式传感器在接近开关的选用和安装中，必须认真考虑检测距离、设定距离，保证生产线上的传感器可靠动作。安装距离注意说明如图2-9所示。图2-9安装距离注意说明3.漫射式光电传感器供料单元中，用来检测工件不足或工件有无的漫射式光电接近开关选用神视（OMRON）公司的CX-441（E3Z-L61）型放大器内置型光电开关（细小光束型，NPN型晶体管集电极开路输出）。该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮和显示灯如图2-11所示。图中动作选择开关的功能是选择受光动作(Light)或遮光动作(Drag)模式。即，当此开关按顺时针方向充分旋转时（L侧），则进入检测-ON模式；当此开关按逆时针方向充分旋转时（D侧），则进入检测-OFF模式。距离设定旋钮是5回转调节器，调整距离时注意逐步轻微旋转，否则若充分旋转距离调节器会空转。调整的方法是，首先按逆时针方向将距离调节器充分旋到最小检测距离（E3Z-L61约20mm），然后根据要求距离放置检测物体，按顺时针方向逐步旋转距离调节器，找到传感器进入检测条件的点；拉开检测物体距离，按顺时针方向进一步旋转距离调节器，找到传感器再次进入检测状态，一旦进入，向后旋转距离调节器直到传感器回到非检测状态的点。两点之间的中点为稳定检测物体的最佳位置。图2-11CX-441（E3Z-L61）光电开关的外形和调节旋钮、显示灯图2-12CX-441（E3Z-L61）光电开关电路原理图用来检测物料台上有无物料的光电开关是一个园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，该光电开关选用SICK公司产品MHT15-N2317型，其外形如图2-13所示。图2-13MHT15-N2317光电开关外形四、任务实施学生每2-4人一组，分工协作，利用系统原程序完成供料站的运行调试。工具、材料准备完成本次任务，需准备以下工具和材料，请填写表格。表2-1-1材料工具清单项目序号名称用途型号数量备注所用设备1自动化生产线供料站所用仪表1万用表所用材料1磁性开关2光电开关3电感式传感器4绝缘软导线5尼龙扎带所需工具1斜口钳2尖嘴钳3钟表螺丝刀4一字螺丝刀5十字螺丝刀成员签字：教师签字：供料站的运行调试同学们利用系统原程序，进行供料站的运行调试，可参考以下步骤：1．设备上电和气源接通后，若按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA置于断开位置（单站方式），工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的工件，则指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1HZ的频率闪烁。2．若设备准备好，按下起动按钮SB2，工作单元起动，指示灯HL2常亮。起动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。3．若在运行中按下停止按钮SB1，则在完成本工作周期任务后，工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。4．若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但指示灯HL2以1HZ的频率闪烁，指示灯HL1常亮。若料仓内没有工件，则HL1和HL2指示灯均以1HZ频率闪烁。工作单元在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，否则工作单元不能再起动。（三）供料站传感器的安装下面由同学们进行供料单元检测元件的安装与调试，注意事项如下：（1）磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松口磁性开关的固定螺栓，让它顺着气缸滑动。到达指定位置后，再旋紧螺栓。（2）底座和管形料仓安装的光电开关，若该部分机构内没有工件，光电开关的指示灯不亮；若在底层起有3个工件，底层处光电开关亮，而第4层出光电开关不亮；若在底层起有4个或者更多工件，两个光电开关都亮。否则调整光电开关位置或者光强度。（3）物料台面开有小孔，物料台下面也安装一个光电开关，工作时通过小孔向上发出光线，从而检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元物料台有无工件信号。该光电开关选用圆柱形光电接近开关（MHT15-N2317型）。注意：所用工件中心也有一个小孔，调整传感器位置时，防止传感器发出的光线透过工件中心小孔而没有反射，从而导致误动作。五、任务检查与评价教师检查各组完成情况，对学生分组设计过程中出现的个别问题，单独讲解，对出现的共性问题集体讲解，填写考核表，并给出考核成绩，展示学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。评分内容配分重点检查内容扣分得分备注检测元件安装与调试70磁性开关在气缸上的位置精度光电开关的安装位置调整光电开关的灵敏度调整各传感器的工作电平调整各传感器接线是否正确布线是否合理、美观职业素养与安全意识30现场操作安全保护是否符合安全操作规程；工具摆放、包装物品、导线线头等的处理是否符合职业岗位的要求；是否有分工又有合作，配合紧密；遵守工作现场纪律，爱惜设备和器材，保持工位的整洁。项目二供料站的安装与调试课题名称供料站机械结构的拆装学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第4讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.具有团队协作和沟通能力；2.具有安全意识；3.具有刻苦钻研、积极进取的精神和能力。知识目标1.掌握供料站机械结构的安装步骤；2.掌握安装过程中的注意事项。能力目标1.能够熟练掌握安装工具的使用方法；2.能够完成供料站机械结构的安装。教学重点供料站机械结构的安装步骤教学难点供料站机械结构的安装【讲授新课】一、任务引入观看供料站机械结构的安装视频，了解供料站机械结构的安装步骤。任务分析知识目标掌握供料站机械结构的安装步骤；掌握安装过程中的注意事项。能力目标能够熟练掌握安装工具的使用方法；能够完成供料站机械结构的安装。各种组件的装配过程三、任务实施学生每2-4人一组，分工协作，完成供料站机械结构的安装。工具、材料准备完成本次任务，需准备以下工具和材料，请填写表格。表2-2-1材料工具清单项目序号名称用途型号数量备注所用设备1自动化生产线供料站所用材料1万用表所用材料1绝缘软导线2气动软管3尼龙扎带4管形绝缘端头所需工具1内六角扳手2活动扳手3剥线钳4斜口钳5尖嘴钳6剪刀7一字螺丝刀8十字螺丝刀9钟表螺丝刀成员签字：教师签字：（二）供料站机械结构安装前的准备工作必须强调做好安装前的准备工作，养成良好的工作习惯和规范的操作。这是培养学生工作素质的重要步骤。安装前应对设备的零部件做初步检查以及必要的调整。工具和零部件应合理摆放，操作时使用完的工具应放回原处。（三）供料站机械结构的安装步骤安装方法是把供料单元分解成几个组件，首先进行组件装配，然后再进行总装。供料单元可分解成三个组件：①铝合金型材支撑架组件②出料台及料仓底座组件③推料机构组件。如图2-18所示。图2-供料单元组件各组件装配好后用螺栓把它们连接为总体再用橡皮锤把装料管敲入料仓底座。然后将连接好供料站机械部分以及电磁阀组、PLC和接线端子排固定在底板上，最后固定底板完成供料站的安装。机械部件装配完成后，装上欠缺料检测、金属检测和出料台物料检测等传感器，安装时请注意它们的安装位置、方向等。（四）安装过程中的注意事项①装配铝合金型材支撑架时，注意调整好各条边的平行及垂直度，锁紧螺栓。②气缸安装板和铝合金型材支撑架的连接，是靠预先在特定位置的铝型材“T”型槽中放置预留与之相配的螺母，因此在对该部分的铝合金型材进行连接时，一定要在相应的位置放置相应的螺母。如果没有放置螺母或没有放置足够多的螺母，将造成无法安装或安装不可靠。③机械机构固定在底板上的时候，需要将底板移动到操作台的边缘，螺栓从底板的反面拧入，将底板和机械机构部分的支撑型材连接起来。四、任务检查与评价教师检查各组完成情况，对学生分组设计过程中出现的个别问题，单独讲解，对出现的共性问题集体讲解，填写考核表，并给出考核成绩，展示学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。项目二供料站的安装与调试课题名称供料站气路设计及安装调试学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第5讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.培养积极查阅相关资料的能力；2.养成多角度思考、不断创新、主动探究新事物的习惯；3.培养团队协作和沟通能力，具有安全意识。知识目标1.掌握电磁阀工作原理及气动控制原理图绘制；2.供料单元气动控制原理图设计及调试的方法。能力目标1.能按照供料单元控制要求进行电磁阀接线；2.能够根据供料单元气动原理图进行气管插接。教学重点气动控制原理图设计教学难点供料站气动线路故障排除【讲授新课】一、任务引入1.供料单元的基本功能供料单元是YL-335B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1所示为供料单元实物的全貌。图1供料单元实物的全貌2.工作任务本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自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。具体的控制要求为：（1）设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。（2）若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。（3）若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。（4）若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。二、相关知识1.气缸标准双作用直线气缸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2-19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。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。图2-19双作用气缸工作示意图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。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2-20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。即，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的开度则可改变气缸缩回时的运动速度。这种控制方式，活塞运行稳定，是最常用的方式。图2-20节流阀连接和调整原理示意图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2-21是安装了带快速接头的限出型气缸节流阀的气缸外观。2-21安装上气缸节流阀的气缸2、单电控电磁换向阀、电磁阀组如前所述，顶料或推料气缸，其活塞的运动是依靠向气缸一端进气，并从另一端排气，再反过来，从另一端进气，一端排气来实现的。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2-22所示是一个单电控二位三通电磁换向阀的工作原理示意。图2-22单电控电磁换向阀的工作原理所谓“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2-6中，只有两个工作位置，具有供气口P、工作口A和排气口R，故为二位三通阀。图2-23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。图2-23部分单电控电磁换向阀的图形符号YL-335B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。供料单元用了两个二位五通的单电控电磁阀。这两个电磁阀带有手动换向和加锁钮，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，以改变推料缸等执行机构的控制，达到调试的目的。两个电磁阀是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2-24所示。图2-24电磁阀组3.气动控制回路气动控制回路是本工作单元的执行机构，该执行机构的控制逻辑控制功能是由PLC实现的。气动控制回路的工作原理如图2-25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，这两个气缸初始位置均设定在缩回状态。图2-25供料单元气动控制回路工作原理图4.气路连接和调试连接步骤：从汇流排开始，按图2-9所示的气动控制回路原理图连接电磁阀、气缸。连接时注意气管走向应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折；气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。气路调试包括：①用电磁阀上的手动换向加锁钮验证顶料气缸和推料气缸的初始位置和动作位置是否正确。②调整气缸节流阀以控制活塞杆的往复运动速度，伸出速度以不推倒工件为准。项目二供料站的安装与调试课题名称供料站电路设计及接线学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第6讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.培养积极查阅相关资料的能力；2.养成多角度思考、不断创新、主动探究新事物的习惯；3.培养团队协作和沟通能力，具有安全意识。知识目标1.掌握供料单元PLC控制的I/O地址分配；2.掌握供料单元电气控制接线图绘制。能力目标1.能按照供料单元控制要求进行PLC的I/O地址定义；2.能够根据供料单元电气控制接线图进行接线。教学重点电气控制原理图绘制教学难点电气控制线路接线及故障排除【讲授新课】一、任务引入1.供料单元的基本功能供料单元是YL-335B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1所示为供料单元实物的全貌。图1供料单元实物的全貌2.工作任务本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自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。具体的控制要求为：（1）设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。（2）若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。（3）若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。（4）若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。二、相关知识（一）PLC的I/O接线根据工作单元装置的I/O信号分配和工作任务的要求，供料单元PLC选用S7-224AC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。PLC的I/O信号分配如表2-1所示，接线原理图则见图2-26。表2-1 供料单元PLC的I/O信号表输入信号输出信号序号PC输入点信号名称信号来源序号PC输出点信号名称信号来源1I0.0顶料气缸伸出到位装置侧1Q0.0顶料电磁阀装置侧2I0.1顶料气缸缩回到位2Q0.1推料电磁阀3I0.2推料气缸伸出到位3Q0.24I0.3推料气缸缩回到位4Q0.35I0.4出料台物料检测5Q0.46I0.5供料不足检测6Q0.57I0.6缺料检测7Q0.68I0.7金属工件检测8Q.79I1.09Q1.0正常工作指示按钮/指示灯模块10I.110Q1.1运行指示11I1.2停止按钮按钮/指示灯模块12I1.3启动按钮13I.414I1.5工作方式选择图2-26供料单元PLC的I/O接线原理图（二）电气接线电气接线包括，在工作单元装置侧完成各传感器、电磁阀、电源端子等引线到装置侧接线端口之间的接线；在PLC侧进行电源连接、I/O点接线等。供料单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线安排如表2-2所示。表2-2供料单元装置侧的接线端口信号端子的分配输入端口中间层输出端口中间层端子号设备符号信号线端子号设备符号信号线21B1顶料到位21Y顶料电磁阀31B2顶料复位32Y推料电磁阀42B1推料到位52B2推料复位6SC1出料台物料检测7SC2物料不足检测8SC3物料有无检测9SC4金属材料检测1#～7#子没有连接4#1#端没有连接接线时应注意，装置侧接线端口中，输入信号端子的上层端子（+24V）只能作为传感器的正电源端，切勿用于电磁阀等执行元件的负载。电磁阀等执行元件的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层端子的相应端子上。装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。PLC侧的接线，包括电源接线，PLC的I/O点和PLC侧接线端口之间的连线，PLC的I/O点与按钮指示灯模块的端子之间的连线。具体接线要求与工作任务有关。电气接线的工艺应符合国家职业标准的规定，例如，导线连接到端子时，采用压紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子连接的导线不超过2根等等。项目二供料站的安装与调试课题名称供料站PLC编程及调试运行学时4学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第7讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.培养积极查阅相关资料的能力；2.养成多角度思考、不断创新、主动探究新事物的习惯；3.培养团队协作和沟通能力，具有安全意识。知识目标1.掌握S7-1200编程基本指令、顺控指令、子程序调用及编程方法；2.掌握供料单元PLC编程与调试的方法编程方法。能力目标1.能按照控制要求进行PLC的I/O分配；2.能够编写PLC程序控制供料单元的运行。教学重点供料站PLC编程设计教学难点供料站PLC程序故障排除及整机调试运行【讲授新课】一、任务引入1.供料单元的基本功能供料单元是YL-335B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1所示为供料单元实物的全貌。图1供料单元实物的全貌2.工作任务本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自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。具体的控制要求为：（1）设备上电和气源接通后，若工