一、供料单元

典型气缸的介绍
4、气爪（手指气缸）：是现代气动机械 手的关键部件。气爪的特点是： 1) 所有的结构都是双作用的，能实现双 向抓取，可自动对中，重复精度高； 2) 抓取力矩恒定； 3) 在气缸两侧可安装非接触式检测开关； 4) 有多种安装、连接方式。
典型气缸的介绍
5、气动马达也是气动执行元件的一种。
即：CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又返回第一条， 不断循环。
PLC扫描工作方式
X0 X1
Xn
输 入 端 子
输 入 X0 映 X1 象 寄 存 Xn 器 输入采样
X0 Y0 X1 Y1
输 出 映 象 寄 存 器
输 出 锁 存
输 出 端 子
Y0 Y0
Yn
执行用户程序 程序执行 输出刷新
图：PLC扫描过 程
自动化生产线是产品
生产过程所经过的路 线，以一定节拍，按 工艺顺序自动地经过 各工位，完成预定的 工艺过程，最后成为 合乎设计要求的制品 。这种自动工作的机 床系统就称为自动化 生产线。
自动化生产线的应用
图1-5电缆桥架自动生产线
图1-6 矿泉水包装生产线
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图1-7面包生产线 图1-8汽车自动化生产线
1Hz闪烁——缺料（1~3个）or2 个工作气缸未处于缩回位置 2Hz闪烁——无料（0个） HL2：常亮—设备运行（1个以上） 2Hz闪烁—设备停止（0个） 所以HL1灯为原料状态监视灯 HL2灯为设备状态监视灯

编程思路：




1、程序结构：有两个子程序，一个是系统状态显示，另一个是供料控 制。主程序在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状 态已经建立才可能调用供料控制子程序。 2、PLC 上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪 后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。例如 ，若两个气缸在上电和气源接入时不在初始位置，这是气路连接错误的 缘故，显然在这种情况下不允许系统投入运行。通常的PLC 控制系统往 往有这种常规的要求。 3、供料单元运行的主要过程是供料控制，它是一个步进顺序控制过程 4、如果没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环。常见的顺序 控制系统正常停止要求是，接收到停止指令后，系统在完成本工作周期 任务即返回到初始步后才停止下来。 5、当料仓中最后一个工件被推出后，将发生缺料报警。推料气缸复位 到位，亦即完成本工作周期任务即返回到初始步后，也应停止下来。
检测机构：磁控开 输入
关、光电传感器 控制机构：PLC 执行机构：气缸、 输出 电磁阀 辅助机构：底座、 料仓、支架、按钮 等
PLC像大 脑
光电传感 器像眼睛
软件像大脑 的中枢神经
人机界面 就像肌肉
电磁阀就 像肌肉
气缸像胳 膊和手
磁性开关 像触觉
通信网络像 神经系统
电机与皮带 像人的腿
PLC扫描周期
扫描周期：完成一次扫描（run状态）
所需的时间。 决定因素： 1、CPU速度 2、每条指令占用时间 3、程序长短 一般基本型PLC一个扫描周期为10ms 左右
西门子S7系列PLC
S7-200针对低性能要求的小型PLC； S7-300针对低性能要求的模块式中小
型PLC，最多可以扩展32个模块； S7-400用于中高级性能要求的大型 PLC，可以扩展300多个模块。
供料单元的PLC
YL-335B中使用的PLC
PLC型号 S7-200-224CN S7-200-226 S7-200-224 S7-200-224XP S7-200-226
应用单元 供料单元 装配单元 加工单元 分拣单元 输送单元
SL-200有6种CPU模块： 221无扩展功能，适用于小数点的微型控制器； 222有扩展功能； 224具有较强控制功能； 224XP和226适用于复杂的中小型控制系统。
以继电器形式为例：
继电器输出
Y
内 部
PLC
内 部 电 路 J
COM + 交流电源或 直流电源
电
路
§2、 PLC的工作原理
STOP：等待命令，自我诊断和通信服务2个阶段
RUN：循环扫描，除上述2个阶段，还要完成： 输入采样－程序执行－输出刷新。
PLC从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始， 在无中断或跳转的情况下，按存储地址号递增的方向顺 序执行用户程序，直到END指令结束。然后再从头开始 执行，并周而复始，直到停机或切换到STOP停止状态。
输出三种形式： 继电器 － 交直流输出方式，低速大功率 晶体管 － 直流输出方式，高速小功率 晶闸管 － 交流输出方式，高速大功率
（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。 输入端子
发光二极管
3.3k
PLC
内 部
Xn
1000PF
电
470
24V
– +
路
+ –
直流电源 COM 光电三极管
（2）输出接口电路：均采用模块式。
好吧，一起 练习一下
第4讲
供料单元的 安装与调试
软件设计
任务1：供料单元的控制——气动控制回路
任务2：供料单元的控制——PLC控制回路




控制要求： 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。
4
观看 视频
项目一 供料单元安装与调试
1、供料单元的作用
按照需要将放置在料仓中待
加工工件（原料）自动地推 出到物料台制定位置上，以 便以输送单元的机械手将其 抓取，输送到其他单元上。 当少料（少于4个）或无料 时，应及时报警提示。
2、供料单元的组成？
知识引伸：
作为PLC控制 系统，检测 机 构和执行机构 是输入部分还 是输出部分？
（3）日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工；
（4）法国：TE 施耐德公司； （5）韩国：三星、LG公司等。
§1、 PLC的结构 一、 PLC结构示意图
地址总线 控制总线 各种开关 继电器接点 行程开关 输 入 接 口 中 央 处 理 单 元 程 序 存 储 器
模拟量输入
数 据 存 储 器
输 出 接 口
自动化生产线安 装与调试
适用专业：机电一体化
课程目标
训练内容
• 项目任务融合了机械工程与电子电 气工程的核心技术
• 融合了专业技能抽查的机床控制线路装 调与检修、机电设备可编程控制和液 技能抽查 （气）压系统装调3个模块知识
技能考证
• 可完成“可编程序系统设计师（三 级）”和“维修电工”等考证
什么是自动化生产线？
1、气源装置
滤除空气中杂 质和凝结水
低压：0.2MPa 中压：1MPa 高压：10MPa 超高压：100MPa
2、执行元件
执行元件：是将压缩空气的压力转换为机械能
的设备 1、气缸：直线运动 2、气马达：旋转运动
2、执行元件
分类
微型气缸
• 2.5~6mm
小型气缸 • 6~25mm 中型气缸 • 25~320mm 大型气缸 • 大于320mm
1
1
1
PLC输 入端
公共端
2
用于工件 有无检测
2
2
2
2 光电开关特点
（1）检测距离长 （2）对检测物体的限制少 （3）响应时间短
（4）分辨率高
（5）可实现非接触的检测 （6）可实现颜色判别 （7）便于调整
2
2
3、感应式传感器
灯光指示 警报器 电磁阀门
接触器
电机
数据总线 编程 单元
电源
链 接
二、各组成部分的作用
1. CPU (1) 从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。 (2) 将各种输入信号取入。
(3) 把运算结果送到输出端。
(4) 响应各种外部设备的请求。 2. 存储器 ROM： 存放管理、监控、指令解释等系统管理程 序。（用户不能访问和修改该部分内容） RAM： 存放用户编制的控制程序。
作业1
1、什么是自动化生产线？
2、供料单元的组成？
传感器分类
1、磁控式接近开关 2、光电式接近开关 3、感应式接近开关 4、光电编码器
1
用于气缸 位置检测
1
1
1
1、磁控开关应用
(1)检验距离
(2)尺寸控制
(3)检测物体存在 (4)转速与速度控制 (5)计数及控制 (6)检测异常 (7)计量控制 (8)识别对象 (9)信息传送
类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执
行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作 等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入 /输出，控制各种类型的机械或生产过程。
国际市场上流行的PLC厂家:
目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：
源自文库
（1）美国：AB通用电气、莫迪康公司；
（2）德国：西门子公司;

——节流阀
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1 2 3
•气压换向 •电磁换向（较多） •机械/人力换向
4、气动基本回路
1、换向回路
2、速度回路 3、压力回路 4、位置回路 5、逻辑回路
思考题与习题3
教材86页 2-5 常用的气动基本回路都有那些？ 2-8 电磁阀按原理可分为那几类？
典型气缸的介绍
1、普通气缸：是指缸筒内只有一
个活塞和一个活塞杆的气缸。有单 作用和双作用两种 2、标准气缸 ：符合国际标准 ISO643（0-2）的普通气缸。标准 主要内容是对气缸的缸径系列、活 塞杆伸出部分的螺纹尺寸作了规定。
典型气缸的介绍
3、摆动气缸：是出力轴被限制在某
个角度内做往复摆动的一种气缸，又 称为旋转气缸。 摆动气缸目前在工业上应用广泛， 多用于安装位置受到限制，或转动角 度小于3600的回转工作部件，其动作原 理也是将压缩空气的压力能转变为机 械能。常用的摆动气缸的最大摆动角 度分为900、1800、2700三种规格。
3. 输入、输出接口： PLC与被控对象间传递输入输出 信号的接口部件；采用光电隔离，实现了PLC的内部 电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。
输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的 信号，转换成数字信号送入主机处理。
输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以 驱动外部执行电路的电信号，以便控制电磁阀、 接触器、接触器线圈等电器通断电；另外输出电 路也使主机与外部强电隔离。
S7-200设备的安装
S7-200既可安装在控制柜背板上，也
可以安装在标准导轨上；可水平安装也 可垂直安装。安装时应注意以下事项： 1、安装与拆卸前断开电源 2、与热源、高压和电子噪声隔离开 3、为接线和散热留出适当空间：上下 25mm 前后75cm
师傅，让我们去练 习使用编程软件吧

第三讲
控制技术在自动化 生产线中的应用
工控机的功能
1、巡回检查和数据处理
2、顺序控制和数值控制 3、操作指导 4、直接数字控制 5、直接数字控制 6、监督控制
8、工厂管理或调度
1987年2月，国际电工委员会（IEC） PLC的定义：
可编程控制器是一种数字运算操作的电子 系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用一
它的作用相当于电动机或液压马达，即 输出力矩，拖动机构作旋转运动。 速度范围大
3、控制元件
①安装时，注意气流方向与阀体上所示方向相同； ②调压时，应由低到高，直到规定压力停止； ③不用时，应把手柄放松，以免薄膜变形；

3、控制元件

（3）顺序控制阀
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通过改变气路压力进而是执行元件按顺序动作的压 力控制阀。 常与单向阀配合使用。
电磁炉 原理？
作业2
1、请简述磁控式接近开关
、光电式接近开关、感应式 接近开关、光电编码器的作 用？
任务二、气动控制单元
气动系统构成： 气源装置：将原动机输出的机械能转变 为空气的压力能。 控制元件：控制压缩空气的压力、流量 和方向 执行元件：用于将空气的压力能转变成 机械能 辅助元件：如过滤器、消声器、油雾器
供料单元任务分析
一、设备（气缸）动作 1、前提条件：
①料仓内有料 ②物料台上无料 ③两气缸处于收缩位置 2、按启动→顶料→推料→推料复位→ 顶料复位→准备下次循环

3、按停止→完成本次工作周期任务后停止
供料单元任务分析
二、显示状态 HL1：常亮—工件充足(4个以上)