自動化生產線安裝與調試（崗課賽證一體化教程）課件 項目2 共性技術準備

自動化生產線安裝與調試項目2共性技術準備2主講人：黃貴川所在院系：

信息與智能制造學院022

項目目標：（1） 熟悉常見的機械傳動機構及應用（2） 掌握西門子S7-1200PLC的編程方法（3） 能夠讀懂氣動原理圖、識別常見的氣動元件并知道其基本功能（4） 熟悉常見的傳感器及其應用目標任務2.1機械傳動技術及應用1任務2.1機械傳動技術及應用為什么需要傳動？有哪些傳動類型？常見的機械傳動有哪些？任務2.1機械傳動技術及應用一、帶傳動帶傳動認知，有哪些類型，不同類型各有什么特點，帶傳動相對于其他傳動的優(yōu)缺點，如何安裝和維護？任務2.1機械傳動技術及應用二、鏈傳動鏈傳動認知，鏈傳動相對于其他傳動的優(yōu)缺點，如何安裝，使用和維護？任務2.1機械傳動技術及應用三、滾珠絲杠滾珠絲杠認知，優(yōu)缺點，滾珠絲杠副軸向間隙的調整，如何安裝，使用和維護？任務2.1機械傳動技術及應用四、直線導軌直線導軌認知，優(yōu)缺點，如何安裝，使用和維護？任務2.1機械傳動技術及應用五、齒輪傳動齒輪傳動認知，分類，優(yōu)缺點，如何安裝，使用和維護？任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術2任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術一、S7-1200PLC介紹S7-1200PLC是一款緊湊型、模塊化的PLC，五種不同模塊，分別為CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C和CPU1215C，各款CPU又根據電源信號、輸入信號和輸出信號的類型各有三種版本，分別為DC/DC/DC、DC/DC/RLY，AC/DC/RLY、其中DC表示直流、AC表示交流、RLY(Relay〉表示繼電器。任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術二、通過一個典型任務學習S7-1200PLC編程及應用技術任務需求：使用S7-1200PLC實現(xiàn)車床主軸及潤滑電動機的控制。為了保護車床主軸電動機，主軸電動機在加工零件前需要潤滑油泵電動機先行起動，然后主軸電動機才能起動；主軸電動機停止以后潤滑油泵電動機才能停止，即兩臺電動機的順序起動和逆序停止控制，在此時間間隔均為10s，同時要求兩電動機有運行指示。任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術二、通過一個典型任務學習S7-1200PLC編程及應用技術IO地址分配：任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術二、通過一個典型任務學習S7-1200PLC編程及應用技術繪制PLC控制原理圖：指示燈額定電壓為直流24V，交流接觸器線圈額定電壓為交流220V。CPU1214C輸出點共有10點，分兩組，每組5個輸出點。其公共端為1L的輸出點為：Q0.0~Q0.4，公共端為2L的輸出點為：Q0.5~Q1.1。任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術二、通過一個典型任務學習S7-1200PLC編程及應用技術硬件接線：任務2.2西門子S7-1200PLC編程及應用技術二、通過一個典型任務學習S7-1200PLC編程及應用技術S7-1200PLC編程及調試：任務2.3氣壓傳動技術及應用3任務2.3氣壓傳動技術及應用一、氣壓傳動系統(tǒng)認知什么是氣壓傳動？氣壓傳動系統(tǒng)由哪些組成？氣壓傳動有什么優(yōu)缺點？任務2.3氣壓傳動技術及應用二、空氣壓縮機認知空氣壓縮機作用，分類，主要技術參數(shù)，安全操作規(guī)程和使用注意事項。任務2.3氣壓傳動技術及應用三、氣動執(zhí)行元件認知請說出以上氣動執(zhí)行元件名稱任務2.3氣壓傳動技術及應用三、氣動執(zhí)行元件認知任務2.3氣壓傳動技術及應用四、氣動控制元件認知氣動控制元件按照作用如何分類？任務2.3氣壓傳動技術及應用四、氣動控制元件—壓力控制閥什么是氣動三聯(lián)件？任務2.3氣壓傳動技術及應用四、氣動控制元件—方向控制閥如何區(qū)分單控和雙控？如何判定幾位幾通？驅動方式有哪些？任務2.3氣壓傳動技術及應用四、氣動控制元件—流量控制閥任務2.3氣壓傳動技術及應用五、氣壓傳動系統(tǒng)的安裝調試與使用維護氣壓傳動系統(tǒng)的安裝，氣壓傳動系統(tǒng)的吹污和試壓，氣壓傳動系統(tǒng)的調試，氣壓傳動系統(tǒng)的使用與維護。任務2.4傳感器認知及應用4任務2.4傳感器認知及應用一、傳感器的作用和分類傳感器什么作用？按照反饋信號的不同可以分為哪些？任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器認知及應用任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器——磁感應式接近開關磁感應式接近開關是利用磁場信號來控制線路的開關器件，也稱磁控開關，其工作方式是當有磁性物質接近磁性開關傳感器時，傳感器感應動作，并輸出開關信號。在自動化設備中，磁性開關主要與內部活塞（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。為了方便使用，每一磁性開關上一般具有動作指示燈。當檢測到磁信號時，輸出電信號，指示燈亮，否則指示燈滅。磁性開關的技術參數(shù)有工作電壓、工作溫度、工作輸出電流、切換頻率等。任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器——電容式接近開關電容式接近開關，對環(huán)境要求不高，可以檢測各種物質。電容式接近開關利用自身的測量頭構成電容器的一個極板，被檢測物體構成另一個極板。當物體靠近接近開關時，物體與接近開關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)也相應的發(fā)生變化，并輸出開關信號。電容式接近開關的技術參數(shù)主要有工作電壓、工作電流、工作溫度、滯后距離、響應時間和滯后距離等。任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器——電感式接近開關電感式接近開關，其利用金屬物體在接近時能使其內部產生電渦流，使得接近開關振蕩能力衰減，內部電路的參數(shù)發(fā)生變化，進而控制開關的通斷。電感式接近開關具有動作靈敏、穩(wěn)定可靠、沒有電火花、體積小、重量輕、無抖動、防爆性強、定位精度高、檢測距離長、使用電壓范圍廣、可靠性高等優(yōu)點，是一種安全長壽的控制器件。電感式接近開關基于渦流效應工作，因此它檢測的對象必須是金屬。電感式接近開關的技術參數(shù)主要有工作電壓、工作電流、工作溫度、滯后距離和響應時間等。任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器——光電式接近開關光電式接近開關是一種利用光電效應原理制成的傳感器，主要由光發(fā)射器和光接收器組成。根據其工作原理可以分為對射式、反射式和漫反射三種類型。光電式接近開關具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快、檢測距離遠以及抗光、電、磁干擾能力強等優(yōu)點，常被用作位置檢測、液位控制、產品計數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標檢測以及安全防護等諸多領域。光電式接近開關對環(huán)境條件要求較高，不能安裝在水、油、灰塵多的地方，應回避強光及室外太陽光的直射，同時應注意消除背景物的影響。任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器——接線磁性開關有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開關又分為NPN型和PNP型。NPN型公用正電壓，輸出負電壓，PNP型公用負電壓，輸出正電壓。任務2.4傳感器認知及應用二、開關量傳感器——接線兩線制接近開關的接線比較簡單，接近開關與負載串聯(lián)后接到電源即可。三線制接近開關的接線：紅（棕）線接電源正端；藍線接電源0V端；黃（黑）線為信號，應接負載，對于NPN型接近開關，應接到電源正端；對于PNP型接近開關，則應接到電源0V端。接近開關的負載可以是信號燈、繼電器線圈或PLC的數(shù)字量輸入模塊。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器認知及應用數(shù)字傳感器是指將傳統(tǒng)的模擬式傳感器經過加裝或改造A/D轉換模塊，使之輸出信號為數(shù)字量（或數(shù)字編碼）的傳感器，主要由放大器、A/D轉換器、微處理器（CPU）、存儲器、通訊接口和溫度測試電路組成，具有測量精度和分辨率高、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、易于計算機接口、便于信號處理和實現(xiàn)自動化測量、適宜遠距離傳輸?shù)葍?yōu)點，在一些精度要求高的場合應用極為普遍。工業(yè)中運用最多的數(shù)字量傳感器為數(shù)字編碼器、數(shù)字光柵傳感器、感應同步器和視覺傳感器等。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——光電編碼器光電編碼器，是在實際工程中應用最多的數(shù)字編碼器，是將信號（如比特流）或數(shù)據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。光電編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——光電編碼器任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——光電編碼器以輸出A、B、Z三相的光電編碼器為例，該編碼器與PLC的接線圖如圖所示，編碼器有5條線，其中3條是脈沖輸出線與PLC信號輸入端相連，1條是COM端與電源負極相連，1條是電源端與正極相連。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——數(shù)字光柵傳感器數(shù)字光柵傳感器，由標尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四部分組成，是根據標尺光柵與指示光柵之間形成的莫爾條紋制成的一種脈沖輸出數(shù)字式傳感器。數(shù)字光柵傳感器具有測量精度高、分辨率高、測量范圍大、動態(tài)特性好等優(yōu)點，適合于非接觸式動態(tài)測量，易于實現(xiàn)自動化，廣泛應用于數(shù)控機床等閉環(huán)系統(tǒng)的線位移和角位移的自動檢測以及精密測量方面，測量精度可達幾微米。光柵在工業(yè)現(xiàn)場使用時，對工作環(huán)境要求較高，不能承受較大的沖擊和振動，要求密封以防止塵埃、油污和鐵屑等污染，故成本較高。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——數(shù)字光柵傳感器數(shù)字光柵傳感器接線為三線制，分別為正極“+”、負極“-”和脈沖信號“A”。數(shù)字光柵傳感器與PLC的接線如圖所示。該類型傳感器可分為NPN型與PNP型兩種型號。如果PLC輸入的COM接電源負極，就選NPN型；如果PLC輸入的COM端接電源的正極，就選PNP型。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——感應同步器感應同步器，是利用定尺與滑尺之間的電磁感應原理來測量直線位移或角位移的一種精密傳感器，按照工作原理可以分為直線式感應同步器和圓盤式感應同步器。感應同步器具有對環(huán)境溫度和濕度變化要求低、測量精度高、抗干擾能力強、使用壽命長和便于成批生產等特點，在各領域應用極為廣泛。直線式感應同步器廣泛應用于大型精密坐標鏜床、坐標銑床、數(shù)控和數(shù)顯；圓盤式感應同步器常用于雷達天線定位跟蹤、導彈制導、精密機床或測量儀器設備的分度裝置等領域。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——感應同步器感應同步器接線為五線制。輸出端可以直接與數(shù)顯表連接，也可以經過濾波、整形、鑒相、采集后輸入PLC，其接線如所示。輸入in1、in2為激勵正弦信號，輸出out1、out2為感應后的正余弦信號。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——視覺傳感器視覺傳感器，主要由一個或者兩個圖形傳感器組成，有時還要配以光投射器及其他輔助設備，是將物體的光信號轉換成電信號的器件，是整個機器視覺系統(tǒng)的信息的直接來源。視覺傳感器的主要功能是獲取足夠的機器視覺系統(tǒng)要處理的最原始圖像，通常用圖像分辨率來描述視覺傳感器的性能。視覺傳感器的精度不僅與分辨率有關，而且與被測物體的檢測距離相關，被測物體距離越遠，其絕對的位置精度越差。任務2.4傳感器認知及應用三、數(shù)字量傳感器——視覺傳感器視覺傳感器一般自身帶有處理器，能對拍攝的圖像按照設定的參數(shù)進行處理，處理后的數(shù)據傳送給上位機。由于視覺傳感器采用以太網方式與主控制設備進行通信，因此接線的方式采用網線連接，如圖所示，一端接到視覺傳感器上，一端接到交換機上即可。任務2.4傳感器認知及應用三、模擬量傳感器認知及應用模