通识-自动化行业概述

铜壶滴漏
由四个铜壶组成，分别是日壶、月壶、星壶 、受水壶。每个滴落水珠的大小及其形成的 时间相等，水从高度不等的几个容器里依次 滴下来，最后滴到最底层的有浮标的容器里 ，根据浮标上的刻度也就是根据最底层容器 里的水位来读取时间。
古代和近现代自动化发展
17世纪以来，随着生产的发展，在欧洲的一些国家相继出现了 多种自动装置，其中比较典型的有：法国物理学家B.帕斯卡在公 元1642年发明的加法器;荷兰机械师C.惠更斯于公元1657年发明 的钟表；英国机械师E.李在公元1745年发明带有风向控制的风磨； 俄国机械师H.波尔祖诺夫于公元1765年发明了蒸气锅炉水位保 持恒定用的浮子式阀门水位调节器。 古代和近现代的一些自动化仪器，设备的例子，说明我们人类一 直在孜孜不倦地研究可以用来解放双手的仪器，设备。
外围部件的信号通过输入端口进入PLC内部，PLC根据预先编写好的程序， 对输入信号处理后，发出控制指令，根据编写好的程序通过对应的输出端 口输出，控制对应机构的动作，以此实现自动化控制
输入元件：
★按钮
★传感器
电气控制介绍
PLC与外部的连接
★行程开关
输出元件：
★接触器 ★发光管 ★指示灯 ★扬声器 ★电磁阀
A:空气开关
B:PLC
A
C:小型继电器
D:步进电机控制器
E:光纤控制器
F:交流接触器
G:开关电源
H:伺服控制器
电气控制介绍 B
E F
C
D
G
H
电气控制介绍
PLC
PLC （Programmable Logic Controller），是可编程 逻辑控制器。 它采用一类可编程的存储器， 用于其内部存储程序，执行 逻辑运算，顺序控制，定时 ，计数与算术操作等面向用 户的指令，并通过数字或模 拟式输入/输出控制各种类型 的机械或生产过程。
PLC的编程软件以及编程思想
控制面板（也叫人机交互界面）：在机器运行阶段，操作工需要排除设备 机械故障时，需要调试机器的各个工位的动作，以及启动，暂停，急停等 功能，需要给PLC发送指令而设置的面板。
控制面板的种类
1.根据自动化设备的实际状况，设计与实际 控制按钮数量相适应的电气盒子，在面板上 开孔并装上按钮开关，通过电线与plc的输入 相连，实现控制功能。
A
保证在移动过程中位置的稳定性和精确性
E:液压缓冲：保证气缸驱动部件运行到指定
位置时，保证在停止过程中不会出现过分
剧烈的放置因为过大的抖动导致物料跌落
或者影响定位精度。
D
C B
B
E
结构介绍
振动盘组件
A 功能：把原本杂乱无序的零部件，导入振动盘后， 通过振动盘盘体中的构件，将零部件正序排列， 最终保证产品按照既定的方向整齐，规则的输送到预定 的待取料的工位。
古代和近现代自动化发展
18世纪末至20世纪30年代是自动化技术真正形成的时期，由于 第一次工业革命的需要，自动化调节有了更广泛的应用。公元 1968年法国工程师J.法尔科发明反馈调节器；到了20世纪 20~30年代，美国开始采用PID调节器。这是一种模拟式调节器， 现在还在许多工厂中采用。 但是由于当时技术水平所限制，因此虽然这个时期形成的机理到 现在还有在运用的，但是稳定性和整体效率是需要大幅度提高的。
电气控制介绍
电气控制部分介绍：
所有的自动化设备，从简单的机构到复杂的组合式流水线，均需要电气 控制部分来控制设备的动作。
电气控制部分包括： 中央控制部分：PLC 人机交互界面：
1.由机械按钮组成的控制面板（目前已经逐渐淘汰） 2.触摸屏（目前的主流） 外围电路器件：空气开关，漏电保护器，交流接触器，小型继电器， 电磁阀，开关电源等。
欧姆龙plc的命名方式跟三菱PLC有所不同，输入端子的编号采用10进 制（00.00~00.11） ▲不同品牌的plc输入端子的命名方式有所不同，需要在实际操作中查询 对应品牌plc的技术手册以及编程手册（这也是需要不断学习的原因之一）
电气控制介绍
PLC的作用：
b.输出端：将PLC的指令传输给对应动作部件的通道，如控制小型继电器 吸合和分开，控制电磁阀动作，控制分割器转动与停止，控制电机动作等。 ※三菱，台达plc，以及一些国内其他品牌的plc输出端子命名为Yn （Y0~Y7,Y10~Y17）. ▲不同品牌的plc输出端子的命名方式有所不同，需要在实际操作中查询 对应品牌plc的技术手册以及编程手册（这也是需要不断学习的原因之一）
PLC的编程软件以及编程思想
由触摸屏作为控制面板的优势：
1.触摸屏所使用的电线与通讯线非常少！ ※1根与plc连接的通讯线 ※1根与电脑相连的数据下载线 ※2根电源线用来与24v直流电源相连接，为触摸屏的运行提供电源。 然后在安装触摸屏的电气盒上开3-4个机械按钮的安装孔，分别装电源按 钮，启动按钮，手动/自动选择按钮，急停按钮 2.由于触摸屏使用通讯线与plc相连，在触摸屏的控制按钮或者其他功能键 等，所占用的是plc内部的点位，如内部继电器，寄存器等，不会占用plc 珍贵的外部输入点。 3.在触摸屏上可以按照自己的需求设计计数器，时间继电器等。而如果使 用机械按钮组成的控制面板，如果需要计数，就必须要单独安装计数器。
B
A:加工工位
B:分割盘
C
C:分割器驱动电机
结构介绍
动作机构组件
A:气动手指 B：滑块+导轨组件 C：X向驱动气缸（SCJ系列） D：Z向驱动气缸（SDA系列） E:液压缓冲
由两个气缸和1个气动手指通过结构件连接
在一起，组成一个两轴物料移栽装置，实现 E
物料从待取工位转移到加工工位。
B:滑块+导轨：由气缸驱动的部件通过此部件
古代和近现代自动化发展
机械计算器（纯机械）
古代和近现代自动化发展
恩尼格玛密码机 （同样有机械结构保证）
古代和近现代自动化发展
捷克式轻机枪
1.弹药自动发射。 2.枪管等零部件，标准化，容易快速更换。
古代和近现代自动化发展
在我国改革开放后的初期，由于我们国家的人口红利优势，因此， 在很长的一段时间里，我们国家的企业，基本上是劳动密集型的。 但是随着时间的推移，在进入21世纪后，由于我们国家人口红 利优势的逐渐削弱。
2.使用触摸屏，并通过触摸屏生产厂家提供 的二次开发程序，设计好相应的控制按钮， 同时对控制按钮设置好与PLC内部继电器的 对应方式，通过改变内部继电器的状态，来 控制PLC发出对机器的动作，停止，复位的 指令等
PLC的编程软件以及编程思想
控制面板的种类
机械控制按钮组成控制面板
触摸屏ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成的控制面板
从2006年开始，沿海地区的一部分企业，开始优化生产工艺， 降低劳动强度。在逐步的改进中，慢慢的有了自动化组装的理念， 非标自动化设备的名称由此诞生.
而首先进入这个工艺改造的企业就先品尝到了自动化组装所 带来的成本优势。
古代和近现代自动化发展
自动组装机
古代和近现代自动化发展
CCD自动影像检测机
02 结构介绍
PLC的编程软件以及编程思想
由机械按钮组成的控制面板正在淡出我们的视线，因为这种控制面 板其实先天不足： 1.机械按钮只能通过电线与plc的外部输入点相连，才能通过外部 输入点向plc发出指令，一个动作就要占两个点位（动作指令，复 位指令），一旦机器动作一多，就意味着要占用很多plc的输入点。 2.同样由于机器动作一多，就会导致控制面板的布线非常多，在原 材料成本日益增长的今天，电线作为电流的载体，一般都会选用内 芯是铜丝的电线，这就导致电线的用料成本会很大。 3.一旦控制面板出现问题，如果是机械按钮本身出问题还要修理， 如果所布的电线出了问题，维修就会比较麻烦。 以上原因，导致了由机械按钮组成控制面板的设计逐步淘汰。
★★★振动盘送料只是自动送料方式一种， 在实际的应用中，需要根据产品的实际情况 为自动化设备选择最合适的供料方式。
结构介绍
结构组件
前面介绍的部件或者组件，是实现机器动作 的驱动部分或者稳定部分同时这些部件或者 组件基本上是标准品或者是准标准品， 可以从专业供应商处订购。 而右图所示的结构件，才是真正意义上的 非标零件，需要机械工程师根据产品的特性 要求，加工方式进行设计，这也是真正考验 一个工程师实力的地方。 非标结构件的加工方式有很多： 如线切割加工，车床车制，铣床，或者精雕 机等等。需要机械工程师在设计时综合 考虑加工工艺和加工成本。
自动化产品对机 械系统部件的基
本要求
高精度 快速响应特性 高稳定性
设备整体图片
A:分割器组件 B:振动盘 C:各工位动作部件
结构介绍 C-1
C-2
C-3
B-1 A B-2
结构介绍
分割器组件
A
由分割器，分割器驱动电机， 分割盘（装在分割器搭载加工工位 的盘体），加工工位（工位数根据 实际需要确定） 功能：将多工位集成在一个台面上， 实现加工工位的连续顺序运动。
电气控制介绍
PLC的作用：
在目前的非标自动化设备中，PLC充当整台机器的大脑，机器所有的动作 部件的运行，复位，暂停等的所有指令均由PLC发出。 PLC实现与外围部件交互信息的有以下几种接驳口： a.输入端：是外围部件信息传输给PLC的通道，如气缸动作时的到位和原 位信号；由光纤控制器与光纤组成的检测装置，在检测到物料到位信号后， 传输给PLC的物料到位信号等。 ※三菱PLC，台达PLC以及其他一些国内不知名的品牌，均把这类端子命 名为Xn端子，其中n为端子的序号，采用8进制（X0~X7，X10~X17…）
电气控制介绍
PLC的编程方式：
基本梯形图 ■当设备动作很多时，采用此种方式编程，很考验编程人员的逻辑思维能 力和长时间保持头脑清晰的能力。
※※但是对于初学者，建议采用此种方式编程，对锻炼自己的逻辑思维 能力很有好处 步进梯形图（三菱plc有两条指令） 此种方式编写设备控制程序，相比较基本梯形图来说，方便的多，可以节 省不少时间
2020
自动化行业概述
汇报人：研发六部 王峰
目录
CONTENTS
01 02 03 04
行业概述 结构介绍 能力修为 树立目标
01 行业概述
古代和近现代自动化发展
指南车
靠人力来带动两轮的指南车行走，从而带动 车内的木制齿轮转动，来传递转向时两个车 轮的差动，再来带动车上的指向木人与车转 向的方向相反角度相同，使车上的木人指示 方向，不论车子转向何方，木人的手始终指 向指南车出发时设置木人指示的方向。
电气控制介绍
编程软件介绍：
不同品牌的PLC，编程软件会有所不同，但是其基本的编程原理是一样的， 无非是输入输出端口的命名方式不同，然后实现逻辑控制的方式有稍微的 不同，这需要查询不同品牌PLC各自的技术手册来决定，如内部的定时器， 计数器，辅助继电器等，即便是同一品牌不同型号内部的辅助继电器也会 有所不同，因此在设计前期要详细了解对应PLC的技术参数。 目前国内三菱PLC占据市场份额较高，网络相关学习资料也较齐全。 GX Developer是三菱PLC的编程软件。 PLC的编程软件可以到对应品牌的PLC的官网上下载到。
古代和近现代自动化发展
20世纪50年代末到60年代初，开始出现电子数字计算机控制化 的化工厂，20世纪60年代末在制造工业中出现了许多自动生产 线，工业生产开始由局部自动化向综合自动化方向发展。20世 纪70年代出现专用机床组成的无人工厂，20世纪80年代初出现 用柔性制造系统组成的无人工厂。 20世纪60年代末至70年代初，美、英等国的科学家们注意到人 工智能的所有技术和机器人结合起来，研制出智能机器人。智能 机器人会在工业生产、核电站设备检查及维修、海洋调查、水下 石油开采、宇宙探测等方面大显身手。 从古到今，自动化技术有了很大的发展。自动化是新的技术革命 的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广，对人类的生 产、生活的方式产生了很深远的影响。
结构介绍
自动化理念：
自动化一词的含义十分广泛，它是指采用能自动开停、调节、检测、加 工和控制的机器、设备进行各种作业，以代替人力来直接操作的措施。 它是机械化的高级阶段。近年来由于电子技术、计算机技术和通信技术 的迅速发展，自动化得到了长足的进步。自动化的原意就是设计一种控 制设备来取代人力操作机械的动作，以达到各种机械自动、半自动运行 的目的。 自动化技术进展迅猛，主要依靠许多使能技术的进步和一些开发工具的 扩大，将人们构思的自动操作付诸实现。如网络控制技术、可编程序控 制器及工业控制机、组态软件、嵌入式芯片、数字信号处理器、影像识 别等都属于自动控制技术中的使能技术。这些使能技术在计算机、信息 和电力电子技术的推动下，正发生巨大变化。
结构介绍
机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的 直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵 控制，实现预期的目标的过程
机械精密
传动技术
系统总体
计算机信息
技术
处理技术
伺服驱动 技术
传感器检 测技术
自动控制
技术
自动化设备的关键技术
结构介绍 自动化产品对机械系统部件的基本要求