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1、项目二 上料检测站的安装与调试,【学习目标】掌握上料检测站的功能，弄清其组成及各部分的结构。熟悉各气动原件，理解上料检测站的气动控制原理。认识并掌握磁性开关、光电开关的工作原理及其应用。掌握直流电机、报警装置、提升检测装置的控制方法。按照上料检测站的工作流程，编写PLC控制程序。通过上料检测站的安装与调试，学会有计划、有目的地完成工作任务，具有安全，团结合作意识。学会根据项目任务查阅PLC、继电器、报警器、光电开关、磁性开关等资料，获取有用信息的方法。,学习任务,上料检测站的认知西门子S7-200 PLC定时、计数、比较指令上料检测站的PLC控制上料检测站编程与调试,任务一 上料检测站的认知,
2、1.1上料检测站的功能与结构组成,1.2上料检测站的气动控制系统,一、气压传动简介,气动技术是以压缩空气作为动力源驱动气动执行元件完成一定的运动规律的应用技术。气动技术在工业生产中应用十分广泛，它可以应用于包装、进给、计量、材料的输送、工件的转动与翻转、工件的分类等场合，还可车、铣、钻、锯等机械加工的过程。,二、气源装置及辅件认知,1-空气压缩机；2-后冷却器；3-油水分离器；4、7-贮气罐；5-干燥器；6-过滤器,一般在使用气源的工厂中，通过压缩空气站来获得符合要求的气源。,即具有一定的压力和足够的流量，具有一定的清洁度和干燥度的空气,经过降温、净化、减压、稳压等一系列处理后，才能供给控制元
3、件和执行元件使用。,考虑到气动系统中的压力损失，气源的压力为6.57 bar。为降低气动系统成本，常把气动元件工作压力调定为56 bar。贮气罐用来消除系统压力波动，稳定输出压力。在气源中，排污装置应安装在主干管道的最低点。压缩空气主干管道应远离空气压缩机。,空气压缩机,活塞式压缩机已被广泛应用。对于把空气压缩至较高压力的场合，常需多级空气压缩机。第一级压缩吸入的空气，并将空气引入中间冷却器进行冷却，然后在进入下一级继续压缩。,气体沿着平行于轴流式空气压缩机旋转轴的方向流动，在进气导流叶片排作用下，气体产生很高速度，而当气体流过轴流式空气压缩机的每一级时，气体的流动速度就逐渐减慢，从而使气体的
4、压力得到提高。,空气压缩机,空气干燥,压缩空气露点越低，其水分冷凝也越多，利用这个特点可达到干燥压缩空气的目的。采用冷冻干燥法，压缩空气露点可达2-5。,冷冻干燥法,空气的干燥,吸收干燥法是一个纯化学过程。在干燥罐中，压缩空气中水分与干燥剂发生反应，使干燥剂溶解。液态干燥剂可从干燥罐底部排出。根据压缩空气温度、含湿量和流速，必须及时填满干燥剂。,吸收干燥法,空气干燥,吸附干燥法可获得最低露点（可达-90）。在吸附干燥法中，压缩空气中水分被吸附剂吸收，从而达到干燥压缩空气的目的。这种方法所用吸附剂可再生。,吸附干燥法,过滤器与油雾器,压缩空气进入过滤器内部后，因导流板的导向，产生了强烈的旋转，在
5、离心力作用下，压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤杯内表面上，在重力作用下沿壁面沉降至底部，然后，经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出。为防止造成二次污染，滤杯中每天都应该是空的。,通常压缩空气是干燥和无油的。对于某个气动系统来说，有些地方需要润滑的压缩空气，有些地方则不需要，因此，应对压缩空气的润滑进行限制。当压缩空气通过油雾器时，其在油室与视油器之间产生一个压降，该压降使油液经吸油管上升，并经喷嘴引射到压缩空气中，油滴被雾化，随压缩空气流出。,二联件由过滤器（带分水排水器）和减压阀组成。,过滤器通常与减压阀和油雾器组合，以形成三联件。正确选择过滤器对确保气动系统高效可靠工作具
6、有重要作用。,实验室用气源,一般由空气压缩机、压力开关、安全保护器、储气罐、压力表、气源开关、主管道过滤器等组成。,空气压缩机开关部件的使用,将手柄或开关按钮置于Auto或ON位置，接通电源，机器起动。如果机器不能起动，请将储气罐内的气压降至0.4MPa以下就可以起动了。将开关按钮置于OFF位置，切断电源，机器停止运转。开关上装有安全阀，当储气罐内的气体压力超过09MPa时。安全阀会叫响并排气泄压。出现安全阀叫响时请检修气压开关，使气压开关的工作压力不要超过额定工作压力。每天停机后，请用手指轻轻顶住油水分离器下面的顶针，将油水分离器中的污水放尽。从排气阀排出的气体压力可以通过油水分离器上的调压
7、旋钮来调节，顺时针方向旋转旋钮，增大排出气压，最大可达储气罐内的气体压力；逆时针旋转旋钮，减少排出气压，最小可关闭气源。当旋到极限位置时，不要再强力旋转旋钮，防止造成损坏。当需要调节气压开关的工作压力时，请拆去气压开关的上壳，用扳手调节六角螺栓或一字螺钉，顺时针方向旋转，增大工作压力；逆时针方向旋转，降低工作压力。为了安全，进行该操作前，要将电源插头拔掉。,空气压缩机的维护与保养,所有维护与保养工作均应切断电源并排尽储气罐内气压，否则，极易造成伤害。日常工作时要保持机器的清洁，将气泵置于通风良好的环境。将储气罐内的污水放尽，每周至少一次。排除污水时，储气罐内的气压应低 于01 MPa。经常检查
8、安全阀是否灵敏，当储气罐内气压达到0.50.7MPa时，用手轻拉安全阀上的拉环，安全阀能轻松排气，按下阀杆可立即复位。每使用90小时左右，请检查油位是否在合适的位置，若油位靠近下限，请立即加油。加油时，请用塑料软管插入油箱内，另一端插入吸气口，启动机器，润滑油就会被吸入。特别注意，油位不可过高，否则极易损坏机器。每使用500小时，更换消音器滤芯。有严重锈蚀、严重碰伤或耐压试验不合格时，储气罐作报废处理。移动空气压缩机前，应将储气罐内的气压放尽。,气源装置的符号,三、气动控制元件,利用FluidSIM-P软件介绍气动控制元件、符号等基础知识。,减压阀又称调压阀,是将供气气源压力降到每台装置所需要
9、的压力，并保证减压后压力值稳定，适合每台设备的需要。在THWSPX-2A型自动化生产线中减压阀是和过滤器装在一起构成二联件。图2-16是AR2000减压阀的结构示意图及图形符号。,可调单向节流阀由单向阀和可调节流阀组成，单向阀在一个方向上可以阻止压缩空气流动，此时，压缩空气经可调节流阀流出，调节螺钉可以调节节流面积。在相反方向上，压缩空气经单向阀流出。,可调单向节流阀,电磁控制换向阀,电磁控制换向阀是利用线圈通电产生电磁吸力使阀切换，以改变气流方向的阀，简称为电磁阀。由于电磁控制阀易于实现电气联合控制及远距离操作，因此得到广泛应用，在THWSPX-2A型自动化生产线中，使用的方向控制阀为电磁阀
10、。,电磁阀又分为直动式和先导式电磁阀,单电控直动式电磁阀和双电控直动式电磁阀,电磁控制换向阀,电磁线圈得电，单电控二位五通阀的1口与4口接通。电磁线圈失电，单电控二位五通阀在弹簧作用下复位，则1口与2口关闭。如果没有电压作用在电磁线圈上，则单电控二位五通阀可以手动驱动。,其它控制阀,双气控两位五通阀,旋转按钮驱动二位五通换向阀,滚轮杠杆阀,按钮阀,四、气动执行元件,气动执行元件是一种能量转换装置，它是将压缩空气的压力能转化为机械能，驱动执行机构实现直线往复运动、摆动、旋转运动或冲击动作。气动执行元件分为气缸和气马达两大类，气缸用于提供直线往复运动或摆动，输出力和直线速度或摆动角位移。气马达用于
11、提供连续回转运动，输出转矩和转速。,按驱动气缸时，压缩空气作用在活塞端面上的方向分为单作用气缸和双作用气缸两种。,单作用气缸、双作用气缸,A为双作用气缸，以单控电磁阀控制。当按钮开关PB ON，则气缸前进A+；当按钮开关PB OFF，则气压缸后退A-。,上料检测站的气动控制回路,对于采用双作用气缸的气动回路，应采用排气节流方式。进气节流是指对进入气缸的压缩空气进行控制，排气节流则是指对排出气缸的压缩空气进行控制，而进入气缸的压缩空气无需调节。,进气节流与排气节流,1.3上料站的电气控制系统,一、上料站的传感器,光电开关回避强光示意图,消除背景影响示意图,光电开关闪烁及解决方法,三、上料检测站中
12、的其它电器,通信口,四、上料检测站PLC控制I/O接线图,工作任务1,1.仔细观察上料检测站,搞清各个部件、元件的名称、功能、型号、数量。2.认识空气压缩机的各部件，正确进行使用空气压缩机，打开气源开关并调节调压阀的使气压在0.6Mpa。3.在有气的情况下，按下电磁阀手动操作的按钮，观察活塞杆伸出、缩回时的工作情况，并观察磁性开关的状态。4.调节气缸上的单向节流阀观察气缸动作速度的变化，使得气缸活塞杆伸出缩回时的动作快慢的适中。5.将电磁阀上或双作用气缸的气管对调，按下电磁阀手动操作的按钮，观察气缸活塞杆的状态。操作完成后再把气管对调。注意气动执行元件在接通电源情况下6.接通电源使PLC上电，
13、观察光电开关对工件的感应情况和磁性开关的状态。当料台在下面时，放入黑、白工件，观察光电开关对工件的反应以及磁性开关的状态。当料台提升后在上位时，观察光电开关对黑、白工件的反应以及磁性开关的状态。并考虑如何判断是否有工件？如何进行工件颜色的区分？7.注意事项：（1）在气动执行元件接通气源情况下，禁止用手扳动气动元件。（2）在PLC处于运行状态时，禁止用手动方式操作电磁阀。（3）在观察结构时，不要用力拽导线、气管；不要拆卸元器件及其他装置；遇到不能解决问题，及时请教指导老师。（4）在完成上述6项任务时，要随时记录观察结果。,任务二 西门子S7-200 PLC定时、计数、比较指令,一、定时器指令 工
14、作方式：3种定时指令分别为TON、TONR和TOF,时基 按脉冲分，有1ms、10ms、100ms 三种定时器。1ms定时器每隔1ms刷新一次，当扫描周期较长时，在一个周期内可能被多次刷新，其当前值在一个扫描周期内不一定保持一致。10ms 定时器则由系统在每个扫描周期开始自动刷新。由于每个扫描周期内只刷新一次，故而每次程序处理期间，其当前值为常数。100ms定时器则在该定时器指令执行时刷新。下一条执行的指令，即可使用刷新后的结果，非常符合正常的思路，使用方便可靠。,定时器的工作原理：使能输入有效后，当前值PT对PLC内部的时基脉冲增1计数，当计数值大于或等于定时器的预置值后，状态位置1。,用于
15、单一间隔的定时。上电周期或首次扫描，定时器状态位OFF(0)，当前值为0。使能输入接通时，定时器位为OFF(0)，当前值从0开始计数时间，当前值达到预置值时，定时器位ON(1)，当前值最大到32767并保持。使能输入断开，定时器自动复位，即定时器状态位OFF（0），当前值为0。指令格式：TONTxxx，PT,1.接通延时定时器,用于对许多间隔的累计定时。上电周期或首次扫描，定时器状态位OFF（0），当前值保持。使能输入接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计数时间。使能输入断开，定时器位和当前值保持最后状态。使能输入再次接通时，当前值从上次的保持值继续计数，当累计当前值达到预设值时，定时器状
16、态位ON（1），当前值连续计数最大到32767。指令格式：TONR Txxx，PT,2.有记忆接通延时定时器,断电延时型定时器用来在输入断开，延时一段时间后，才断开输出。使能端（IN）输入有效时，定时器输出状态位立即置1，当前值复位为0。使能端（IN）断开时，定时器开始计时，当前值从0递增，当前值达到预置值时，定时器状态位复位为0，并停止计时，当前值保持。指令格式：TOFTxxx，PT,3.断电延时延时定时器,应用举例2：定时器组合扩展,应用举例1：瞬时接通延时断开,应用举例3：延时接通、断开电路,应用举例4：闪烁程序,应用举例5：时钟脉冲产生器,二、计数器指令,计数器用来累计输入脉冲的次数。
17、计数器也是由集成电路构成，是应用非常广泛的编程元件，经常用来对产品进行计数。计数器指令有3种：增计数CTU、增减计数CTUD和减计数CTD。指令操作数有4方面：编号、预设值、脉冲输入和复位输入。,1.加计数,2.减计数,3.加减计数,在每一次计数器执行时，预置值PV与当前值作比较。当达到最大值(32767)时，在增计数输入处的下一个上升沿导致当前计数值变为最小值(-32768)。当达到最小值(-32768)时，在减计数输入端的下一个上升沿导致当前计数值变为最大值(32767)。,应用举例1：计数器扩展,应用举例2：单按钮启停,应用举例3：计数器与定时器组合构成的定时器,三、比较指令,1.字节比
18、较 LDB、AB、OB2.整数比较 LDW、AW、OW3.双字整数比较 LDD、AD、OD 4、实数比较 LDR AR OR,比较运算符：=等于、小于、大于、=小于等于、=大于等于、不等于,控制要求：一自动仓库存放某种货物，最多6000箱，需对所存的货物进出计数。货物多于1000箱，灯L1亮；货物多于5000箱，灯L2亮。其中，L1和L2分别受Q0.0和Q0.1控制，数值1000和5000分别存储在VW20和VW30字存储单元中。,应用举例1：仓库库存显示,程序举例,6000,时序图,应用举例2：闪烁程序（间歇工作）,任务三 上料检测站的编程与调试,一、控制面板灯的控制 控制要求在自动线中，常
19、常利用按钮上的灯进行操作指示，当某个按钮灯闪时，提示按下该按钮。请按照下面要求编写程序,具体控制要求为：按下上电按钮后，复位灯闪烁，按下复位按钮后，复位灯灭，开始灯闪烁。,二、供料单元的控制控制要求按下开始按钮供料单元直流电机运转，10S后若无料滑下，电机停转；若工件从滑道滑下，到料检测光电开关B1检测到工件后，直流电机停转，工件被取走后直流电机运转继续供料。,三、提升检测单元的控制控制要求：料台在下限位时，当到料检测光电开关检测到工件时，电磁阀线圈接通，由提升装置将料台提升，当到达上限位后，停留5秒，然后气缸下降。,四、报警单元的控制控制要求：提升检测装置在有工件时，气缸上升，若在3秒内没有
20、到达气缸上限位，说明可能有工件卡住，则报警灯亮，同时蜂鸣器发出报警声。按调试按钮报警解除，气缸下降。,工作任务2,请按照下述控制要求分别编写控制程序。1.按下开始按钮后，报警灯闪烁10s后灭。2.先按下复位按钮复位灯亮，再按下开始按钮，开始灯亮，10s后两灯灭。3.要求直流电机按照工作3s，停5s的规律工作。4.用开始按钮控制直流电机的起动和停止，试编写程序。如果要使得电机反转，该如何进行改动？,工作任务2,5.按下开始按钮，供料单元运转，当第3个工件滑下时，供料单元停止运行，此时发出报警声同时报警灯亮。按下调试按钮解除报警，再按开始按钮，重新按照上述规律工作。6.按下复位按钮，气缸下降，有工
21、件时气缸提升。工件被取走后。气缸下降等待再来工件。此时试验工件为白色工件。7.按下开始按钮供料单元运行，工件从滑道滑下，提升检测单元检测到工件后，将工件提升，如果工件是白色，蜂鸣器响5s，如果是黑色蜂鸣器响2s。按下调试按钮后提升气缸下降，等待工件。（提示：白色、黑色工件的判断可以利用光电开关B2来检测，通过调节B2与工件的距离和角度，使得B2对白色敏感。）,任务三 上料检测站的拆装与调试,拆前的准备（应断开电源、气源，仔细测绘台面各部件，对照图纸搞清电路、气路、机械部件的作用、位置、连接方式等，登记拆下的各个部件的名称、规格、数量、以及在设备中的位置并做标记，拆下的零部件应有序地摆放以免丢失
22、等。）安装与调试。（安装时先组合部件，再在台面安装，注意各部分的位置配合；对照图纸接线，特别注意传感器的正确接线；调试时在断电状态下进行机械调试、气路调试，然后再上电调试传感器的位置，导入程序进行测试。）,上料检测站的拆装与调试总结,1.拆卸前准备：（1）认识记录各部件单元在台面上的具体位置。（2）认真研究拆卸步骤，合理规划拆卸顺序。（3）搞清图纸与实物的关系，读懂电气图及气路图。（4）搞清电磁阀、继电器、直流电机、报警灯、报警喇叭、磁性开关、光电开关在上料检测站的位置、作用、接线方法等。（5）准备记录的表格和摆放工具、零部件的台面。,2.拆卸步骤及注意事项注意事项：以下操作在断气、断电的状态
23、下进行。边拆边将拆下的部件、零件进行登记、保管。将螺丝螺母等小零件放在盒子里，将其他零部件按序分门别类摆放。（1）拆除管线接头：先将C4的连接电缆头两边的锁扣向外拉开并将电缆头取下，然后依次拆下各接线插。拆卸快速接头上的气管时右手将快速接头端按下，左手拔下气管。将行线槽盖抽下。（2）组件拆卸：将固定供料、提升检测、报警、接线导轨、减压过滤组件的螺丝松开，依次取下各组件。供料组件拆卸：松开固定供料滑道的两根立柱上的固定螺丝将供料滑道取下；松开固定立柱的螺丝和固定供料盘支架在台面的固定螺丝将立柱及供料盘拆下。提升检测、报警、接线导轨、减压过滤组件拆卸：将管线从槽里取出，松开组件在台面上的固定螺丝，
24、取下组件。,（3）零件拆卸：供料组件零件拆卸：先松开供料圆盘外侧和上面的固定螺丝，将外圈取下。将圆盘上的螺丝松开取下圆盘。将固定电机及减速机构的螺丝松开，将电机减速机构和支架分开。提升检测组件零件拆卸：先松开料台底部的螺母和立柱上的螺丝将料台和气缸活塞杆分开，松开气缸固定螺母取下气缸，并将气缸上的磁性开关拆下，松开光电传感器的固定螺母将两个光电开关取下，最后卸下立柱上固定气缸、光电开关支架。,3.安装步骤：（1）先把各零件组装成各组件。（2）将接线导轨、减压过滤阀、报警组件按尺寸装到台面上。（3）安装提升检测组件安装：用三角固定片将提升检测组件安装到台面上，安装时将搬运站的机械手扳到上料站提升
25、组件的上方使其能够抓到料台上的工件。气缸支架、传感器支架在气缸和传感器位置调好后再固定。（4）安装供料组件安装：将装有电机、减速装置的供料盘底座固定在台面上，将固定供料滑道的立柱固定，安装供料滑道在固定立柱上的固定螺丝，使滑道工件出口对准提升检测组件的料台，入口对准供料盘的出口。（5）按照电路图和气路图连接导线和气管，要求槽外的管线要整齐并用绑扎带固定。注意事项：事先想好零件安装的次序，对于后面需要反复调整的零件，其固定螺母不要拧紧以便调整。对照零部件登记表安装一件记录一件。要注意提升检测与供料组件和搬运机械手的配合。,4.调试步骤及注意事项（1）机械部件的调试：主要调整各机械部件的位置，使工
26、件在供给、提升时各部件协调、灵活顺畅。（2）传感器的调试：在断气的状态下，使系统上电，拉动活塞杆检查分别检查1B1、1B2磁性开关是否工作正常。同时检查到料检测光电开关B1是否能够正常检测黑白工件，光电开关B2是否对白色工件有反应对黑色工件无反应。（3）气动系统调试：调整减压阀使气压为6bar,通气后，气缸应为伸出状态，按下手动操作按钮，气缸应为提升状态。如气缸动作过猛可以调节节流阀。（4）整站调试：将测试程序下载到PLC，按下各操作按钮，检测各组件能否正常工作。注意事项：（1）调试机械部件和传感器时，系统最好不要通气。可根据传感器上状态指示灯判断传感器是否检测到信号。（2）提升检测装置上的各
27、支架应在光电开关传感器和气缸位置调整好后固定。（3）光电传感器检测距离可以通过传感器尾部上的调节螺钉调节。在区分黑白工件时，光电开关的调整除了要注意和工件的距离外还要注意和工件角度。,上料站调试程序的编写,控制要求按下上电按钮后，“复位按钮”灯闪烁，按“复位”按钮，气缸进行复位，若气缸复位完成，则下限位磁性开关1B2=1料台处于下限位，此时“开始按钮”灯闪烁；按“开始”按钮后，供料直流电机顺时针转动，若没有工件，到料检测光电开关B1=0，则直流电机转动10秒后停止，同时报警灯亮；若有工件，到料检测光电开关B1=1，则电磁阀线圈1Y1=1，气缸上升，若在3秒内没有到达气缸上限位，上限位磁性开关1B1=0，则报警灯亮，同时蜂鸣器发出报警声；按“调试”按钮，气缸下降，待1B2=1后，供料直流电机再次转动，循环上料过程。,小组汇报与评价,由各小组组长或组员汇报各组项目实施、学习等情况。每组4分钟左右。并上交本项目工作日志。老师评价。,
