精品课程的教学设计

电感式传感器内部的振荡器在传感器
工作表面产生一个交变磁场。当金属
物体接近这一磁场并达到感应距离时，
在金属物体内产生涡流，从而导致振
荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停
振的变化被后级放大电路处理并转换
成开关信号，触发驱动控制器件，从
而达到非接触式的检测目的。电感式
传感器只能检测金属物体。电感传感
电感传感器
7Hale Waihona Puke Baidu
知识链接2：位置传感器介绍
在自动线系统中，一般都会用到大量位置传感器，包括行 程开关和各种接近开关。最常用的有行程开关，电容式传感器、 电感式传感器、光电式传感器和光纤式传感器。除行程开关外 的各类传感器由于都采用非接触式的感应原理，所以也成为接 近开关。接近开关又称无触点行程开关。它能在一定的距离 （几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近 到设定距离时，就可以发出“动作”信号。接近开关的核心部分是 “感辨头”，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。接近开关与 被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、 响应快、无触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆性能较 好、输出信号负载能力强、体积小、安装、调整方便； 缺点是 触点容量较小、输出短路时易烧毁。
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知识链接1：亚龙YL-235A型光机电一体化实训装置介绍
送料机构的组成： 驱动电机：采用24V直流减速电机，转速为6r/min；用于驱动放 料转盘旋转。 物料支架：将物料有效定位，并确保每次只上一个物料。 出料口传感器：物料检测为光电漫反射型传感器，主要为PLC提 供一个输入信号，如果运行中，光电传感器没有检测到物料并 保持若干秒钟，则应让系统停机然后报警。
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知识链接2：位置传感器介绍
4、磁性开关 磁性开关工作原理图如图2-1-10所示。
磁性开关可以直接安装在气缸缸体上， 当带有磁环的活塞移动到磁性开关所在 位置时，磁性开关内的两个金属簧片在 磁环磁场的作用下吸合，发出信号。当 活塞移开，舌簧开关离开磁场，触点自 动断开，信号切断。通过这种方式可以 很方便的实现对气缸活塞位置的检测。 磁感应式传感器利用安装在气缸活塞上 的永久磁环来检测气缸活塞的位置，省 却了安装其它类型传感器所必须的支架 连接件，节省了空间，安装调试也相对 简单省时。 磁性开关为二线制传感器， 黑色接地，棕色接PLC输入端。YL235A上有5个磁性开关，在机械手上。
二、任务分析
要完成这个工作任务，在做的过程中 可边学边做，这里面有个光电传感器， 可以查设备上的型号。
任务实施：技能训练
1、阅读送料机构PLC控制的控制要求
按下启动按钮，系统进入运行状态，设备正常指示 灯绿灯亮，5S后送料电机驱动放料盘旋转，物料送到接 料平台上；如果送料电机运行10s后，物料检测传感器仍 未检测到物料，则说明送料机构已经无物料，设备停止。 如果10S内检测到工件，机械手继续抓料（手工代替）。 在这个过程中按下停止按钮，直流电机停止工作。
插入动画m02-01-004动画
实验报告要求：
1、写出本任务的I/O地址。 2、画出本任务的PLC控制接线图。 3、写出本任务的梯形图程序。 4、写出本任务实施过程中出现的问题和采取的解决方法。
项目二 送料机的PLC控制
任务2 工件传送计数控制的编程与调试
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任务2 工件传送计数控制的编程与调试
1、认识YL-235A的送料机构
送料机构由转盘、调节支架、直流电机、物料、出料口传 感器、物料检测支架几部分组成。三种物料：金属物料、白色 非金属物料、黑色非金属物料存放于放料转盘中。设备启动后 ，由直流电机驱动放料转盘旋转，将物料推到物料支架上，由 出料口传感器检测物料，机 械手将物料搬运走，如果在 运行过程中，光电传感器没 有检测到物料并保持若干秒 钟，则系统停机然后报警。
插入动画m02-01-001动画
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1、 YL-235A型光机电气一体化训练装置是浙江亚龙公司开发
的一套包含PLC控制技术、传感器、变频器、变频调速、气压传 动、电机驱动、机械传动等技术的综合应用培训装置。
插入动画 全过程动 画（5中有）
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知识链接2：位置传感器介绍
（1）漫射式光电传感器 漫反射光电传感器工作原理如图2-1-3所示。
漫射式光电传感器集 发射器与接收器于一 体，在前方无物体时， 发射器发出的光不会 被接收器所接收到。 当前方有物体时，接 收器就能接收到物体 反射回来的部分光线， 通过检测电路产生开 关量的电信号输出。
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知识链接2：位置传感器介绍
1、光电式传感器 光电式传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化 来实现检测的。光电传感器在一般情况下由发射器、接收器和 检测电路三部分构成。发射器对准物体发射光束，发射的光束 一般来源于发光二极管和激光二极管等半导体光源。光束不间 断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器由光电二极管或光电三 极管组成，用于接收发射器发出的光线。检测电路用于滤出有 效信号和应用该信号。常用的光电式传感器又可分为漫射式、 反射式、对射式等几种。
项目二 送料机的PLC控制
任务1 YL-235A送料机构部件控制的编程与调试
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任务1 YL-235A送料机构部件控制的编程与调试
知识目标：
1、了解亚龙YL-235A型光机电一体化设备送料机构的 组成。 2、了解亚龙YL-235A型光机电一体化设备送料机构工 件计数控制的动作过程。 3、掌握PLC内部计数器的功能及使用方法。 4、了解F118加/减计数指令的使用方法。 5、进一步熟悉比较指令的应用。
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知识链接2：位置传感器介绍
（3） 对射式光电传感器 对射式光电传感器工作原理如图2-1-5所示。
对射式光电传感器的发 射器和接收器是分离的。 在发射器与接收器之间 如果没有物体遮挡，发 射器发出的光线能被接 收器接收到。当有物体 遮挡时，接收器接收不 到发射器发出的光线， 传感器产生输出信号。
4、画出输入/输出接线图：
4、按照输入/输出接线图接线：
四、任务实施
5、根据任务要求进行送 料机构部件控制的程序 编写。
四、任务实施
5、根据任务要求进行送 料机构部件控制的程序 编写。
拓展知识：三相异步电机多机顺序控制电路中的停止
要求设置
1、 按下停止按钮，马上停。 这种情况可在输出控制中加停止按钮。 2、要求一个顺序控制后才停。 这种情况可以先把停止按钮信号保存好，并在顺序控制的第1 步来加停止信号。
拓展知识：三相异步电机多机顺序控制电路中的停止 要求设置
6、打开PLC电源，下载并调试程序使其符合控制的要求。 做好程序内主要元件的标注，并记录程序。 7、根据任务完成情况，完成实习报告。
五、拓展训练：
按下启动按钮，系统进入运行状态，送料电机驱动放 料盘旋转，物料送到接料平台上；如果送料电机运行 10s后，物料检测传感器仍未检测到物料，则说明送 料机构已经无物料，这时要先6s红色报警灯闪烁，蜂 鸣器报警（在此时间内有料自动解除），时间到后如 仍无料则停机；当物料检测传感器检测到有物料，绿 色指示灯闪烁，表示有料。
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知识链接2：位置传感器介绍
YL-235A设备中有两个漫射式光电传感器，一个在送料盘出 口处，另一个在传送带落料口。这两个传感器都是三线制传感 器。棕色线接+24，蓝色线接地，黑色线接PLC输入端。
光电传感器
光电传感器
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知识链接2：位置传感器介绍
2、电感式传感器 电感式传感器的工作原理如图2-1-6所示。
技能目标：
1、能够了解YL-235A型光机电一体化设备送料机构工 件计数控制的动作过程。 2、学习用PLC内部计数器实现工件计数控制 3、能够根据工件计数控制要求进行地址分配。 4、能够根据工件计数控制要求进行电气回路接线。 5、能够根据要求进行程序的编写并调试。
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任务描述：
按下启动按钮，系统进入运行状态绿灯亮，送料 电机驱动放料盘旋转，物料送到接料平台上；出料口 传感器检测工件并进行计数，每计数成功一个， 蜂鸣 器鸣叫一声，5个到后电机停，红灯亮。
器的实物如图2-1-7所示。电感传感 器为三线传感器，接线方法还是棕色
接+24V,蓝色接地，黑色接PLC输入 14
知识链接2：位置传感器介绍
3、光纤式传感器
光纤式传感器把发射器发出的光用光导纤维 引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤 引导到接收器。按动作方式的不同，光纤式 传感也可分成对射式、反射式、漫射式等多 种类型。光纤式传感器可以实现被检测物体 不在相近区域的检测。光纤传感器是光纤式 光电开关，属于非功能型的光纤传感器，光 纤传感器具有下述优点：抗电磁干扰、可工 作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长， 此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可 以安装在很小空间的地方。光纤传感器实物 如图2-1-8所示，有光纤头与光纤放大器组成， 光纤放大器面板如图2-1-9所示。
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知识链接2：位置传感器介绍
该光纤传感器的放大器的灵敏度调节范围较大。当 光纤传感器灵敏度调得较小时，反射性较差的为黑 色物体，光电探测器无法接收到反射信号；而反射 性较好的白色物体，光电探测器就可以接收到反射 信号。反之，若调高光纤传感器灵敏度，则即使对 反射性较差的黑色物体，光电探测器也可以接收到 反射信号。从而可以通过调节灵敏度判别黑白两种 颜色物体，将两种物料区分开，从而区分不同颜色 的工件。该光纤传感器为三线制传感器。YL-235A 上有两个光纤传感器，一个在传送带的中间、一个 在传送带右端。光纤传感器也是三线传感器，接线 方法还是棕色接+24V,蓝色接地，黑色接PLC输入端。
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一、任务描述
按下启动按钮，系统进入运行状态，设备正 常指示灯绿灯亮，5S后送料电机驱动放料盘旋转， 物料送到接料平台上；如果送料电机运行10s后， 物料检测传感器仍未检测到物料，则说明送料机 构已经无物料，设备停止。如果10S内检测到工件， 机械手继续抓料（手工代替）。在这个过程中按 下停止按钮，直流电机停止工作。
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任务描述：
按下启动按钮，系统进入运行状态，设备正常指 示灯绿灯亮，5S后送料电机驱动放料盘旋转，物料送 到接料平台上；如果送料电机运行10s后，物料检测 传感器仍未检测到物料，则说明送料机构已经无物料 ，设备停止。如果10S内检测到工件，机械手继续抓 料（手工代替）。在这个过程中按下停止按钮，直流 电机停止工作。
知识目标：
1、了解亚龙YL-235A型光机电一体化设备送料机构的 组成。 2、了解亚龙YL-235A型光机电一体化设备送料机构工 件计数控制的动作过程。 3、掌握PLC内部计数器的功能及使用方法。 4、了解F118加/减计数指令的使用方法。 5、进一步熟悉比较指令的应用。
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任务2 工件传送计数控制的编程与调试
任务实施：技能训练
2、列出输入/输出分配表
输入电器
输入点
输出电器
入料口光电传感器 X0
送料台电机
输出点 Y0
启动按钮 停止按钮
X11
正 常 运 行 指 示 灯 Y9
（绿灯）
X12
3、画出实现送料机构运转控制要求的PLC电气控制原理图。
送料机构中的直流电机只有两根线，无正反；而 传感器是使用的E3Z-L型光电开关，属漫反射传感器， 它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体 化结构。如图2-1-11所示，调节距离旋钮可以调节光 电传感器与工件的距离，检测到工件发红色光，没有 工件时为绿色光。
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知识链接2：位置传感器介绍
（2） 反射式光电传感器 反射式光电传感器工作原理如图2-1-4所示。
反射式光电传感器也是 集发射器与接收器于一 体，但与漫射式光电传 感器不同的是其前方装 有一块反射板。当反射 板与发射器之间没有物 体遮挡时，接收器可以 接收到光线。当被测物 体遮挡住反射板时，接 收器无法接收到发射器 发出的光线，传感器产 生输出。
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任务1 YL-235A送料机构部件控制的编程与调试
技能目标：
1、能够了解YL-235A型光机电一体化设备送料机构的 组成以及动作过程。 2、了解传感器的工作原理。 3、能够根据送料机构部件控制要求进行地址分配。 4、能够根据送料机构部件控制要求进行电气回路接线。 5、能够根据要求进行程序的编写并调试。