自動化生產(chǎn)線控制與維護（基于數(shù)字孿生）課件 項目2 自動化生產(chǎn)線核心技術(shù)應(yīng)用

項目2.1.1可編程序控制技術(shù)的編程入門任務(wù)描述自動化生產(chǎn)線的控制核心是控制器，本實驗設(shè)備的控制器是西門子S7-1500PLC，此任務(wù)通過啟保?？刂乒δ軐崿F(xiàn)展示PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計與調(diào)試方法?？删幊绦蚩刂破鞯恼J知；PLC控制系統(tǒng)組成；S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法。

通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們將：2.1.1可編程序控制器的認知可編程序控制器簡稱PLC，是專門為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計的控制器，是一種數(shù)字運算操作系統(tǒng)。PLC是在電氣控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。圖2-1可編程序控制器組成結(jié)構(gòu)圖

輸入單元

輸出單元

微處理器CPU

KM

SBSQSAYVHL

2.1.1可編程序控制器的認知可編程序控制器由微處理器(CPU)，存儲器(ROM，RAM)，輸入/輸出單元(I/O)，編程器和電源組成，如圖2-1所示。本小節(jié)所用的主要軟硬件配置2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法西門子S7-1500系列PLC的編程軟件選用博途軟件V16。TIA博途是全集成自動化軟件TIAportal的簡稱，是西門子工業(yè)自動化集團發(fā)布的一款全新的全集成自動化軟件。借助該全新的工程技術(shù)軟件平臺，用戶能夠快速、直觀地開發(fā)和調(diào)試自動化系統(tǒng)。1套TIAPortalV16軟件；011臺PLC控制器型號CPU1512C-1PN，訂貨號6ES7512-1CK01-0AB0；021臺觸摸屏KTP900Basic訂貨號6AV2123-2JB03-0AX0。032.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法基于S7-1500PLC程序設(shè)計步驟：設(shè)備組態(tài)分配IP和設(shè)備名程序設(shè)計與調(diào)試2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)點擊“項目視圖”進入博途編程界面。圖2-1-4博途視圖2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)添加PLC控制器。點擊“添加新設(shè)備”→“控制器”→“SIMATICS7-1500”→“CPU”→“CPU1512C-1PN”→“6ES7512-1CK01-0AB0”→“確定”。圖2-1-5添加CPU1512CDC/DC/DC控制器2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)設(shè)置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”視圖中選中整個PLC（或者選中PLC的網(wǎng)口），在下方的屬性窗口添加子網(wǎng)和設(shè)置IP地址、設(shè)備名稱。圖2-1-6添加子網(wǎng)和設(shè)置IP、設(shè)備名稱2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)設(shè)置CPU屬性組態(tài)。在設(shè)備視圖中選中PLC，勾選“時鐘存儲器”屬性，儲存器字節(jié)為“0”，表示把“MBO”設(shè)置為時鐘存儲器。同樣的，“MBI”設(shè)置為系統(tǒng)存儲器字節(jié)。圖2-1-7時鐘存儲器2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)IO組態(tài)。在設(shè)備視圖選中PLC的各個模塊，在下方屬性窗口的輸入和輸出、I/O地址屬性里分別設(shè)置通道類型和地址。圖2-1-8PLC數(shù)字量輸入輸出2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)創(chuàng)建HMI設(shè)備。點擊“添加新設(shè)備”→“HMI”→“SIMATIC精簡系列面板”→‘“9”顯示屏’→“TP700Basic”→“6AV2123-2JB03-0AX0”→“版本16.0.0.0”→“確定”，然后根據(jù)向?qū)瓿捎|摸屏的添加。圖2-1-9添加TP900觸摸屏2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)設(shè)備組態(tài)。在設(shè)備視圖選中整個觸摸屏或者網(wǎng)口，在下方的屬性窗口選擇子網(wǎng)和設(shè)置IP地址、設(shè)備名稱。圖2-1-10選擇子網(wǎng)和設(shè)置IP、設(shè)備名稱2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法設(shè)備組態(tài)連結(jié)PLC控制器和HMI設(shè)備。雙擊窗口右邊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，將PLC與HMI的網(wǎng)絡(luò)端口聯(lián)結(jié)起來，完成PLC與HMI的組態(tài)。如圖2-1-11所示。圖2-1-11PLC與HMI組態(tài)總結(jié)與思考實踐作業(yè)：請完成PLC的組態(tài)；能夠為PLC分配IP地址與設(shè)備名稱的設(shè)定。千里之行，始于足下，多動手，多思考！項目2.1.2PLC程序設(shè)計與調(diào)試任務(wù)描述本項目通過啟保停項目的程序設(shè)計與調(diào)試的實操演示，展示PLC程序設(shè)計的方法。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們將實現(xiàn)以下三維目標(biāo)：知識目標(biāo)PLC程序設(shè)計與調(diào)試方法技能目標(biāo)會進行PLC程序設(shè)計與調(diào)試；會進行實驗報告的撰寫素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)機電工程師的職業(yè)素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)建立I/O變量表FC函數(shù)塊的編寫編寫FB程序塊編寫組織塊PLC下載與監(jiān)控PLCSIM仿真虛擬調(diào)試方法建立I/O變量表在TIA博途軟件下，在PLC變量處點擊添加變量表，就可以分組建立I/O變量表，這樣可以方便對變量進行管理。TIA博途可以建立中文變量符號，可以進行中文尋址。如圖2-1-16所示為在“PLC變量”中“添加新變量表”名稱為“正反轉(zhuǎn)”，輸入啟保停的相關(guān)變量。圖2-1-16新建變量2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試編寫FC功能在控制程序中，一些不同的控制功能可以編寫在不同的FC功能中（也可以寫在FB功能塊中，區(qū)別是FB塊要調(diào)用背景數(shù)據(jù)），實現(xiàn)程序的模塊化，模塊化編程可以方便調(diào)試和對程序的管理。在調(diào)試時，可以分別調(diào)用不同的功能單獨進行調(diào)試，也可以調(diào)用幾個功能進行聯(lián)調(diào)。添加一個FC塊，命名電機控制，編寫一段“啟保?！背绦?。圖2-1-17FC控制程序2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試編寫FB功能在系統(tǒng)控制中，有許多相同的閥門或者電機，控制的方法是一樣的，這樣就可以只編寫一個功能塊，通過通用不同的背景數(shù)據(jù)來實現(xiàn)對不同對象的控制。例如編寫控制電機的控制程序塊，定義好程序的接口數(shù)據(jù)，然后在寫程序時使用接口數(shù)據(jù)編程，現(xiàn)對不同電機的相同功能的控制。在調(diào)用電機的控制塊（FB）時，要建立背景數(shù)據(jù)，可以單獨為每個電機創(chuàng)建一個背景數(shù)據(jù)塊，也可以使用多重背景數(shù)據(jù)塊。使用多重背景數(shù)據(jù)塊需要在另一個函數(shù)塊（FB）里調(diào)用各個電機的控制塊，這樣可以在同一個背景數(shù)據(jù)塊里為每臺電機分配背景數(shù)據(jù)，而不必建立過多的背景數(shù)據(jù)塊，方便對數(shù)據(jù)塊的管理。圖2-1-18FB控制塊的接口和程序2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試編寫組織塊CPU會自動調(diào)用組織塊，用戶只需要編寫好程序就可以執(zhí)行的了，例如在CPU循環(huán)調(diào)用的組織塊OB1里編寫一些控制程序和調(diào)用FB塊、FC塊等；也可以在定時循環(huán)中斷組織塊如OB32里定時調(diào)用程序。把已經(jīng)編寫好的FC塊和FB塊分別在OB1中調(diào)用，在調(diào)用FB塊時需要分配背景數(shù)據(jù)塊，然后填入變量。圖2-1-19在OB1中調(diào)用FC和FB塊2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法PLC下載與監(jiān)控實體設(shè)備下載。選中需要下載的PLC程序，點擊PLC下載按鈕調(diào)出下載窗口，選中正確的網(wǎng)卡和接口，搜索并選中CPU的操作內(nèi)容，一般都是要選擇“一致性下載”。如圖所示為下載的步驟。圖2-1-20PLC下載窗口程序設(shè)計與調(diào)試2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試圖2-1-21PLC下載預(yù)覽窗口2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試②PLCSIM仿真虛擬調(diào)試。打開虛擬CPU，選中需要仿真的CPU，點擊菜單欄仿真按鈕打開虛擬CPU，如圖2-1-22所示，再單擊，首次打開仿真時系統(tǒng)會自動彈出下載窗口，點擊“開始搜索”查找CPU，選中CPU并下載，如圖2-1-23所示。在彈出的下載窗口選擇一致性下載并確定后選擇“啟動模塊”，啟動仿真調(diào)試。圖2-1-22PLC仿真器圖2-1-23搜索虛擬PLC2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試運行的虛擬PLC只有一個精簡畫面，需要新建一個仿真項目才好仿真IO變量。點擊圖2-1-24上的切換視圖按鈕切換到項目視圖并新建一個仿真項目。圖2-1-24新建仿真項目2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試圖2-1-25SIM表格打開“SIM表格”菜單，新建一個“SIM表格”，然后點擊“加載項目標(biāo)簽”按鈕導(dǎo)入項目中的變量標(biāo)簽。在需要仿真的輸入變量處“√”，可以看到相應(yīng)的輸出變量的運行結(jié)果，需要注意的時輸出變量只能通過程序運算輸出結(jié)果。2.1.3S7-1500PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)方法程序設(shè)計與調(diào)試圖2-1-26監(jiān)視程序運行打開電機控制塊FC1，點擊監(jiān)視按鈕在線監(jiān)視運行的程序，可以看到在仿真標(biāo)簽表里“√”的“10.0”已有信號輸入，運行結(jié)果同樣反饋到了標(biāo)簽表?？偨Y(jié)與思考實踐作業(yè)：請完成啟保停的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試，請在實體和仿真設(shè)備上進行顯示；撰寫實驗報告。千里之行，始于足下，多動手，多思考！感謝觀看Thankyou主講人：曾潔瓊項目2.2氣動控制技術(shù)應(yīng)用任務(wù)描述氣動控制技術(shù)是利用壓縮空氣作為傳遞動力或信號的工作介質(zhì)，氣動元件與機械、電器、PLC控制器等部分或全部綜合構(gòu)成的控制回路，使氣動元件按生產(chǎn)工藝要求的工作狀況，自動按設(shè)定的順序或條件進行動作控制的一種自動化技術(shù)。PLC的輸出接口電路的作用是將CPU向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行元件的信號，以便控制接觸器線圈、電磁閥等電器的通、斷電。繪制所選設(shè)備的氣動控制系統(tǒng)；找出自動化生產(chǎn)線中設(shè)備單元的PLC輸出控制功能及相應(yīng)地址。此微任務(wù)為：學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)氣動控制系統(tǒng)知識PLC的輸出接口電路的知識能繪制設(shè)備的氣動控制系統(tǒng)原理圖能找出PLC的輸出口控制設(shè)備的功能及連接“O”口地址培養(yǎng)從事機電行業(yè)的職業(yè)能力，具備工程師的職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生勞動意識，安全意識，良好的工作習(xí)慣2.2.1氣動控制系統(tǒng)認知氣動控制采用壓縮空氣作為傳輸信號或執(zhí)行機制的動力。由氣泵、壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥和邏輯元件（控制器）、傳感元件和氣動輔件連接起來即可組成“氣動控制系統(tǒng)”。圖2-28一個簡單的氣動控制系統(tǒng)構(gòu)成圖2.2.1氣動控制系統(tǒng)認知一個完整的氣動控制系統(tǒng)基本由氣壓發(fā)生裝置（氣源產(chǎn)生裝置）、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、檢測裝置以及控制器等6部分給成，如圖2-29所示。圖2-29氣動控制系統(tǒng)基本構(gòu)成執(zhí)行元件控制元件控制器氣動控制系統(tǒng)基本組成氣壓發(fā)生裝置輔助元件檢測元件2.2.1氣動控制系統(tǒng)認知圖2-30中的靜音氣泵為壓縮空氣發(fā)生裝置，其結(jié)構(gòu)組成如圖所示。氣泵是用來產(chǎn)生具有足夠壓力和流量的壓縮空氣，并將空氣進行凈化、處理及存儲的一套裝置。氣泵的輸出壓力可以通過其上的減壓閥進行調(diào)節(jié)。圖2-30靜音氣泵一次減壓調(diào)節(jié)指示表氣源開關(guān)過濾減壓閥空氣壓縮機

安全閥過載安全保護器罐體壓力指示表空氣壓縮機電源開關(guān)2.2.2氣動執(zhí)行元件認知及應(yīng)用將氣體能轉(zhuǎn)換成機械能以實現(xiàn)往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件。實現(xiàn)直線往復(fù)運動的氣動執(zhí)行元件稱為氣缸；實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動的稱為氣動馬達。圖2-30氣動執(zhí)行元件知識結(jié)構(gòu)圖氣動執(zhí)行元件在氣動控制系統(tǒng)中，氣動執(zhí)行元件是一種將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為機械能，實現(xiàn)直線、擺動或者回轉(zhuǎn)運動的傳動裝置。氣缸用于實現(xiàn)直線往復(fù)運動氣缸

氣馬達氣馬達則是實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的動作氣動系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件圖2-31幾種常用氣動執(zhí)行元件實物圖2.2.2氣動執(zhí)行元件認知及應(yīng)用（a）筆型普通氣缸（b）氣動手爪（c）無桿氣缸（d）薄型氣缸（e）氣馬達（f）轉(zhuǎn)動氣缸表2-8工程實際應(yīng)用中常用氣動執(zhí)行元件的應(yīng)用特點類型應(yīng)用特點薄型氣缸將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)運動、擺動和旋轉(zhuǎn)運動。，主要應(yīng)用于位置控制精度要求高，行程短的場合。擺動氣缸利用壓縮空氣驅(qū)動輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運動，其擺動角度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，常用的固定角度有90°、180°、270°；用于物體的轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)、分類、夾緊、閥門的開閉以及機器人手臂動作等。無桿氣缸節(jié)省空間，行程缸徑比可達50至200，定位精度高，活塞兩側(cè)受壓面積相等，具有同樣的推力，有利于提高定位精度，長行程制作可能。結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小，適合小缸徑、長行程的場合，但限位器使負載停止時，活塞與移動體有脫開的可能。氣動手爪氣動手爪的開閉一般是通過由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運動帶動與手爪相連的曲柄連桿、滾輪或齒輪等機構(gòu)，驅(qū)動各個手爪同步做開、閉運動；主要是針對機械手的用途而設(shè)計的，用來抓取工件，實現(xiàn)機械手的各種動作。2.2.2氣動執(zhí)行元件認知及應(yīng)用2.2.2氣動執(zhí)行元件認知及應(yīng)用單作用氣缸與雙作用氣缸的特點類型應(yīng)用特點單作用氣缸單作用氣缸結(jié)構(gòu)簡單，耗氣量少，缸體內(nèi)安裝了彈簧，能夠自動復(fù)位；一般用于行程短，對輸出力和運動速度要求不高的場合。雙作用氣缸通過雙腔的交替進氣和排氣驅(qū)動活塞桿伸出與縮回，氣缸實現(xiàn)往復(fù)直線運動，活塞前進或后退都能輸出力（推力或拉力）；活塞行程可以根據(jù)需要選定，雙向作用的力和速度可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。2.2.2氣動執(zhí)行元件認知及應(yīng)用單作用氣缸所連接的PLC電氣接口信號置“1”時，氣缸動作；置“0”時，氣缸能夠自動復(fù)位。雙作用氣缸連接的PLC電氣接口兩個信號的控制必須形成互鎖。連接兩個PLC輸出口兩個信號需要設(shè)置成一個“1”，一個必須為“0”，避免兩個信號同時為“1”，容易燒壞電磁閥，同時控制功能也無法實現(xiàn)?？偨Y(jié)與思考理論題氣動控制系統(tǒng)由哪些部分組成?每個部分的作用是什么？氣動執(zhí)行元件有哪些，說說每種氣缸執(zhí)行元件的工作原理與應(yīng)用場合？單作用氣缸和雙作用氣缸各有什么特點？在設(shè)計程序控制時需要注意什么？總結(jié)才能鞏固和提高，自我學(xué)習(xí)才能形成獨立的學(xué)習(xí)能力，才能學(xué)到更多的知識。感謝觀看Thankyou主講人：曾潔瓊?cè)蝿?wù)2.2.2氣動控制元件任務(wù)描述氣動執(zhí)行元件需要執(zhí)行相應(yīng)的動作，需要氣動控制元件的控制下才能進行相應(yīng)的動作。繪制所選設(shè)備的氣動控制系統(tǒng)；找出自動化生產(chǎn)線中設(shè)備單元的PLC輸出控制功能及相應(yīng)地址。這節(jié)課我們將學(xué)習(xí)：氣動控制系統(tǒng)中，氣動控制元件是通過它們能改變工作介質(zhì)的壓力、流量或流動方向來實現(xiàn)執(zhí)行元件所規(guī)定的運動，如各種壓力、流量、方向控制閥和各種氣動邏輯元件。氣動控制元件分類如圖2-32所示。圖2-32氣動控制元件分類控制元件壓力控制閥流量控制閥方向控制閥2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用氣動壓力控制閥用來控制氣動控制系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力，以滿足各種壓力需求或節(jié)能，將壓力減到每臺裝置所需的壓力，并使壓力穩(wěn)定保持在所需的壓力值上。壓力控制閥包括減壓閥、安全閥和順序閥。圖2-33為幾種常用壓力控制閥。圖2-33為幾種常用壓力控制閥（d）氣動三聯(lián)件（a）安全閥（b）順序閥（c）減壓閥注意壓力控制閥上面一般都有一個旋鈕可以通過旋轉(zhuǎn)旋鈕調(diào)節(jié)供給氣源的壓力，實驗室設(shè)備的氣壓一般設(shè)定在0.3MPa到0.6MPa，控制在1MPa以下。表2-9壓力控制閥的作用及應(yīng)用特點類型應(yīng)用特點減壓閥對來自供氣氣源的壓力，進行二次壓力調(diào)節(jié)，使氣壓減小到各氣動裝置需要的壓力，并保證壓力值保持穩(wěn)定。安全閥也稱為溢流閥，在系統(tǒng)中起到安全保護作用。當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過規(guī)定值時，安全閥打開，將系統(tǒng)中一部分氣體排入大氣，使得系統(tǒng)壓力不超過允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過高而發(fā)生事故。順序閥依靠氣路中壓力的作用來控制執(zhí)行元件按順序動作的一種壓力控制閥，順序閥一般與單向閥配合在一起，構(gòu)成單向順序閥。2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用氣動壓力控制閥壓力控制閥在氣動控制系統(tǒng)中有不同的作用和應(yīng)用場合，表2-9幾種壓力控制閥的作用及應(yīng)用特點。2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用1.氣動壓力控制閥壓力控制閥在氣動控制系統(tǒng)中有不同的作用和應(yīng)用場合，如圖所示為幾種常用的壓力控制閥。（a）調(diào)速閥（b）單向節(jié)流閥（c）帶消聲器的排氣節(jié)流閥注意一般氣缸兩端都有安裝流量控制閥，流量控制閥一般都有一個旋鈕可以通過旋轉(zhuǎn)旋鈕調(diào)節(jié)供給氣源的壓力而實現(xiàn)速度控制，如需要進行氣缸速度控制可以進行微調(diào)。2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥方向控制閥是氣動系統(tǒng)中通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流通斷，來控制執(zhí)行元件啟動、停止及運動方向的氣動元件。方向控制閥常用的是電磁控制換向閥，簡稱電磁閥。電磁閥是氣動控制中最主要的元件，它的工作原理是利用電磁線圈通電時，靜鐵心對動鐵心產(chǎn)生電磁吸引力使得閥切換從而改變氣流方向，根據(jù)閥心復(fù)位控制方式，又可以分為單電控和雙電控兩種。圖2-35為兩種電磁閥的外形圖。（a）單電控（b）雙電控2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁換向閥易于實現(xiàn)電—氣聯(lián)合控制，能夠?qū)㈦娦盘柕妮敵鲇脕砜刂茪庠吹耐〝鄬崿F(xiàn)對氣缸的控制，實現(xiàn)了遠距離操作，在氣動控制廣泛使用。注意電磁閥兩側(cè)的電磁鐵不能同時得電，否則將會使電磁閥線圈燒壞。為此，在電氣控制回路上，通常設(shè)有防止同時得電的聯(lián)鎖電路。圖2-36部分電磁換向閥的圖形符號

APR

ABPR

ABR

R

P

ABR

R

P

二位三通閥二位四通閥二位五通閥三位五通閥2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥常用的電磁閥根據(jù)切換通道數(shù)目的不同可以分為二位三通、二位四通、二位五通等，部分圖形符號如圖2-36所示。這里先說說二位的含義：對于電磁閥來說就是帶電和失電，對于所控制的閥門來說就是開和關(guān)。三位的含義在于在一個中間位，這個中間位當(dāng)電磁閥兩邊不得電時，能夠保持原來的狀態(tài)。所以在一些需要保持中間位置的長距離控制中需要用到三位電磁閥，最常用于無桿氣缸。電磁閥按閥切換通道數(shù)目的不同又可以分為切換通道數(shù)目二通閥三通閥四通閥五通閥同時，按閥心的切換工作位置數(shù)目的不同又可以分為按閥心二位閥三位閥2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥有2個通口的二位閥有3個通口的二位閥用于推動雙作用氣缸的回路中010203二位二通閥二位五通閥二位三通閥2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥

二位五通單電控電磁閥二位五通雙電控電磁閥三位五通雙電控電磁閥圖3-38不同形狀的電磁閥的辨別圖2-37常用的電磁閥島的實物圖氣管接頭

匯流板消聲器手控旋鈕電氣接口電磁線圈2.2.2氣動控制元件認知及應(yīng)用2.氣動方向控制閥在工程實際應(yīng)用中，為了簡化控制閥的控制線路和氣路的連接，優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常將多個電磁閥及相應(yīng)的氣控和電控信號接口、消聲器和匯流板等集中在一起組成控制閥的集合體使用，此集合體稱為電磁閥島。為了方便控制系統(tǒng)的功能調(diào)試，各電磁閥均帶有手動換向和加鎖功能的手控旋鈕。注意由于手控旋鈕手動換向的次數(shù)越多，旋鈕的橡膠容易損壞，所以盡量不要手動進行電磁閥調(diào)節(jié)，用PLC控制器給出電信號進行電磁閥功能測試和調(diào)試。2.2.3氣動控制回路分析與繪制每個電磁閥的側(cè)邊都繪制有圖形符號。單電控電磁閥一般用來控制單作用氣缸，對應(yīng)其PLC地址電信號置“1”時動作，置“0”能夠自行回到復(fù)位狀態(tài)。雙電控電磁閥一般用于雙作用氣缸，當(dāng)需要保持一個狀態(tài)或者長行程的氣缸控制（如無桿氣缸）控制需求時需要用到三位五通雙電控電磁閥。圖3-38不同形狀的電磁閥的辨別二位五通單電控電磁閥二位五通雙電控電磁閥三位五通雙電控電磁閥圖3-38不同形狀的電磁閥的辨別二位五通單電控電磁閥二位五通雙電控電磁閥三位五通雙電控電磁閥2.2.3氣動控制回路分析與繪制2.2.4找出電磁閥與PLC的接口地址因為手動操作電磁閥的手動旋鈕容易損壞電磁閥，實驗室設(shè)備的每個工作單元配備單獨的PLC控制器，可以通過PLC控制電信號的方式找出電磁閥所控制的執(zhí)行元件，也就是各種氣缸。根據(jù)任務(wù)2.3中找出按鈕的地址，測試的程序PLC程序如圖3-39所示。圖3-39PLC輸出口地址控制功能調(diào)試2.2.3氣動控制回路分析與繪制通過對輸出口地址逐一測試，可以找出單元設(shè)備所有輸出口“O”的地址所控制的功能。圖3-40所示為輸出口“O”的地址所控制的功能所包含的功能分類。圖3-40輸出口“0”的地址所控制的功能分類PLC“O”口地址電機指示燈電磁閥信號表2-11搬運單元的輸出口“0”地址分配序號地址設(shè)備符號設(shè)備名稱設(shè)備功能1Q0.02Q0.13Q0.24Q0.35Q0.46Q0.57Q0.62.2.3氣動控制回路分析與繪制經(jīng)過測試，實驗室設(shè)備中搬運單元的輸出口的地址及對應(yīng)的控制功能如表2-11所示。圖3-41搬運單元氣動控制原理圖氣動控制回路分析與繪制找出設(shè)備單元電磁閥的控制功能后，就可以對設(shè)備單元的氣動控制原理圖進行繪制了。如圖3-41為搬運單元氣動控制原理圖。學(xué)以致用操作題找出所選設(shè)備的操作面板的輸入口地址。找出所選設(shè)備的輸出口“O”口地址，根據(jù)實際情況完成表2-11。繪制所選設(shè)備的氣動原理圖。實驗過程中問題思考與處理故障1：電磁閥通電指示燈亮，氣缸卻不動作？解決方法：有無上氣，是否漏氣?電磁閥損壞？故障2：程序成功下載到PLC，設(shè)備沒有動作?解決方法：PLC輸出口“O”地址沒有接電氣設(shè)備?電磁閥接線松動？程序編寫錯誤？考核評分表2-12任務(wù)考核評分表評分項目考核標(biāo)準權(quán)重得分理論題能說出氣動控制系統(tǒng)組成及作用。10%

操作題找出所選設(shè)備的操作面板的輸入口地址。10%

找出所選設(shè)備的輸出口“O”口地址。20%

繪制所選設(shè)備的氣動原理圖。60%

感謝觀看Thankyou主講人：曾潔瓊?cè)蝿?wù)2.3傳感檢測技術(shù)應(yīng)用任務(wù)描述PLC需要與外界進行信息交互才能獲取信息，進而進行數(shù)據(jù)處理并決策控制各類輸出，而PLC是通過傳感器是獲取各類信息的。通過學(xué)習(xí)各種典型傳感器相關(guān)知識，了解其原理、性能及應(yīng)用場合的基礎(chǔ)上，以實驗平臺為例介紹常用傳感器的具體應(yīng)用、并檢測控制電路電氣接口及調(diào)試，認識并找出所用的傳感器與PLC控制器的電氣接口。找出PLC輸入口“I”口的地址及其控制功能；繪制設(shè)備電氣原理圖。本節(jié)課完成下面任務(wù)：學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)熟悉常用開關(guān)量傳感器、數(shù)字量傳感器；熟悉PLC輸入接口電路。會進行傳感器的選用、安裝與維護；能夠找出設(shè)備中各種傳感器相連接的PLC輸入口的地址。培養(yǎng)勞動意識和工程師的職業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用的能力。傳感檢測技術(shù)應(yīng)用認知傳感檢測技術(shù)是實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過傳感檢測技術(shù)能有效實現(xiàn)各種自動化生產(chǎn)設(shè)備大量運行信息的自動檢測，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的有用電信號進行輸出。自動化設(shè)備中用于實現(xiàn)以上信息的傳感檢測功能的裝置就是傳感器，在自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。傳感器的分類傳感器種類開關(guān)量傳感器數(shù)字量傳感器模擬量傳感器輸出電信號的類型不同開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用開關(guān)量傳感器又稱接近開關(guān)，是一種采用非接觸式檢測、輸出開關(guān)量的傳感器。在自動化設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的主要有磁感應(yīng)式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)和光電式接近開關(guān)等。開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用磁感應(yīng)式接近開關(guān)簡稱磁性開關(guān)，其工作方式是當(dāng)有磁性物質(zhì)接近磁性開關(guān)傳感器時，傳感器感應(yīng)動作，并輸出開關(guān)信號。開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用磁性開關(guān)01在自動化設(shè)備中，磁性開關(guān)主要與內(nèi)部活塞（或活塞桿）上安裝有磁環(huán)的各種氣缸配合使用，用于檢測氣缸等執(zhí)行元件的兩個極限位置。02為了方便使用，每一磁性開關(guān)上都具有動作指示燈。當(dāng)檢測到磁信號時，輸出電信號，指示燈亮。03在自動化設(shè)備中，磁性開關(guān)主要與內(nèi)部活塞（或活塞桿）上安裝有磁環(huán)的各種氣缸配合使用，用于檢測氣缸等執(zhí)行元件的兩個極限位置。磁性開關(guān)實物及電氣符號圖開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用電容式接近開關(guān)利用自身的測量頭構(gòu)成電容器的一個極板，被檢測物體構(gòu)成另一個極板，當(dāng)物體靠近接近開關(guān)時，物體與接近開關(guān)的極距或者介電常數(shù)發(fā)生變化，引起靜電容量發(fā)生變化，使得和測量頭連接的電路狀態(tài)也相應(yīng)的發(fā)生變化，并輸出開關(guān)信號。開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用電容式接近開關(guān)電容式接近開關(guān)檢測紙張塑料金屬零件絕緣的液體木材的非金屬物體電容式接近開關(guān)一般應(yīng)用在一些塵埃多、易接觸到有機溶劑及需要較高性價比的場合中。由于檢測內(nèi)容的多樣性，使其得到更廣泛的應(yīng)用。開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用電容式接近開關(guān)圖2-43電容式接近開關(guān)實物圖及其氣電氣符號圖開關(guān)量傳感器的認知及應(yīng)用電感式接近開關(guān)利用渦流效應(yīng)制成的開關(guān)量輸出位置傳感器放大處理電路LC高頻振蕩器它利用金屬物體在接近時能使其內(nèi)部產(chǎn)生電渦流，使得接近開關(guān)振蕩能力衰減，