自动化生产线安装与调试 教案全套 李克培 项目1-7 自动化生产线的认知 -自动化生产线整机调试

①输入参数：※EN：该输入端是MC_Power指令的使能端，不是轴的使能端。MC_Power指令必须在程序里一直调用，并保证MC_Power指令在其他MotionControl指令的前面调用。※Axis：轴名称。※Enable：轴使能端。Enable=0：根据StopMode设置的模式来停止当前轴的运行；Enable=1：如果组态了轴的驱动信号，则Enable=1时将接通驱动器的电源。※StopMode：轴停止模式。StopMode=0：紧急停止，按照轴工艺对象参数中的“急停”速度或时间来停止轴；StopMode=1：立即停止，PLC立即停止发脉冲；StopMode=2：带有加速度变化率控制的紧急停止，如果用户组态了加速度变化率，则轴在减速时会把加速度变化率考虑在内，减速曲线变得平滑。=2\*GB3②输出参数：※ENO：使能输出。※Status：轴的使能状态。※Busy：标记MC_Power指令是否处于活动状态。※Error：标记MC_Power指令是否产生错误。※ErrorID：当MC_Power指令产生错误时，用ErrorID表示错误号。※ErrorInfo：当MC_Power指令产生错误时，用ErrorInfo表示错误信息。可以用鼠标直接从Portal软件左侧项目树中拖拽轴的工艺对象，来输入轴名称，如图所示：轴名称的选择四、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。项目六输送站的安装与调试课题名称输送站PLC编程及调试运行学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第29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、子程序调用指令使用；2.掌握输送单元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程序控制输送单元的运行。教学重点输送站PLC编程设计教学难点输送站PLC程序故障排除及整机调试运行【讲授新课】一、任务引入1.输送单元的基本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，把抓到的工件输送到指定地点然后放下的功能。图1输送单元实物的全貌2.工作任务输送单元单站运行的目标是测试设备传送工件的功能。要求其他各工作单元已经就位。并且在供料单元的出料台上放置了工件。具体测试要求如下：①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。②正常功能测试⑴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。⑵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。⑶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。⑷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。⑸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。⑹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。⑺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。⑻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。当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。③非正常运行的功能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。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、任务资讯1.PLC的I/O分配及接线端子分配；2.进行系统安装接线；3.按控制要求编制PLC程序；4.进行调试与运行。三、任务实施1.PLC的I/O接线

输送单元所需的I/O点数较多。其中，输入信号包括来自按钮/指示灯模块的按钮、开关等主令信号，各构件的传感器信号等；输出信号包括输出到抓取机械手装置各电磁阀的控制信号，输出到伺服电机驱动器的脉冲信号和驱动方向信号；此外尚须考虑在需要时输出信号到按钮/指示灯模块的指示灯，以显示本单元或系统的工作状态。由于需要输出驱动伺服电机的高速脉冲，PLC应采用晶体管输出型。基于上述考虑，选用西门子S7-1200CPU1214CDC/DC/DCPLC主单元，下表给出了PLC的I/O地址分配表，表1输送单元PLC的I/O信号表2.输送单元单站控制的编程思路①主站程序编写思路从前面所述的传送工件功能测试任务可以看出，整个功能测试过程应包括上电后复位、传送功能测试、紧急停止处理和状态指示等部分，传送功能测试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。综上所述，主程序应包括上电初始化、复位过程（子程序）、准备就绪后投入运行等阶段。②初态检查复位子程序和回原点子程序系统上电且按下复位按钮后，就调用初态检查复位子程序，进入初始状态检查和复位操作阶段，目标是确定系统是否准备就绪，若未准备就绪，则系统不能启动进入运行状态。该子程序的内容是检查各气动执行元件是否处在初始位置，抓取机械手装置是否在原点位置，如否则进行相应的复位操作，直至准备就绪。子程序中，除调用回原点子程序外，主要是完成简单的逻辑运算，这里就不再详述了。3.调试运行（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理，气缸动作速度是否合理。（2）检查磁性开关的安装位置是否到位，磁性开关工作是否正常。（3）检查I/O接线是否正确。（4）检查传感器安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的可靠性。（5）放入工件，运行程序观看输送单元动作是否满足任务要求。（6）调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能按下急停按钮，系统都要能可靠工作。（7）优化程序。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。项目七自动化生产线整机调试课题名称整机调试及故障分析学时4学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第30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.YL-335B自动化生产线的安装与调整；2.伺服驱动器与变频器参数设置；3.各工作站之间通信设置；4.自动化生产线整机程序调试；能力目标1.人机界面主画面的设计及调试；2.能对调试过程中出现的典型问题，梳理故障诊断过程，总结排故思路。教学重点生产线整机调试教学难点生产线整机故障分析与排除【讲授新课】一、任务资讯在前面的项目中，重点介绍了YL-335B的各个组成单元在作为独立设备工作时用PLC对其实现控制的基本思路，这相当于模拟了一个简单的单（独立）体设备的控制过程。本项目将以YL-335B出厂例程为实例，介绍如何通过PLC实现由几个相对独立的单元组成的一个群体设备（生产线）的控制功能。YL-335B系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过PROFINET通讯实现互连的分布式控制方式。组建成网络后，系统中每一个工作单元也称作工作站。PLC网络的具体通信模式，取决于所选厂家的PLC类型。YL-335B的标准配置为：若PLC选用S7-1200系列，通信方式则采用PROFINET协议通信。1、西门子PROFINET通信概述PROFINET是开放的、标准的、实时的工业以太网标准。PROFINET作为基于以太网的自动化标准，它定义了跨厂商的通信、自动化系统和工程组态模式。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。这样，通过多个节点的并行数据传输可更有效地使用网络。PROFINETIO以交换式以太网全双工操作和100Mbit/s带宽为基础。PROFINETIO基于20年来PROFIBUSDP的成功应用经验，并将常用的用户操作与以太网技术中的新概念相结合。这可确保PROFIBUSDP向PROFINET环境的平滑移植。PROFINET的目标是：●基于工业以太网建立开放式自动化以太网标准尽管工业以太网和标准以太网组件可以一起使用，但工业以太网设备更加稳定可靠，因此更适合于工业环境（温度、抗干扰等）。●使用TCP/IP和IT标准●实现有实时要求的自动化应用●全集成现场总线系统PROFINETIO分为IO控制器,IO设备,IO监视器：PROFINETIO控制器指用于对连接的IO设备进行寻址的设备。这意味着IO控制器将与分配的现场设备交换输入和输出信号。IO控制器通常是运行自动化程序的控制器。PROFINETIO设备指分配给其中一个IO控制器（例如，远程IO、阀终端、变频器和交换机）的分布式现场设备。PROFINETIO监控器指用于调试和诊断的编程设备、PC或HMI设备。二、任务实施1.供料站PLC设置（1）设置其IP地址，如图所示。设置操作模式，传输区，如下图所示。加工站PLC设置设置其IP地址，如下图所示。设置操作模式、传输区，如下图所示。装配站PLC设置设置其IP地址，如下图所示。设置操作模式、传输区，如下图所示。分拣站PLC设置设置其IP地址，如图所示。设置操作模式、传输区，如图所示。输送站PLC设置设置其IP地址，如图所示。3.调试运行（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理，气缸动作速度是否合理。