自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（崗課賽證一體化教程）課件 項目2 共性技術(shù)準(zhǔn)備

自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試項目2共性技術(shù)準(zhǔn)備2主講人：黃貴川所在院系：

信息與智能制造學(xué)院022

項目目標(biāo)：（1） 熟悉常見的機械傳動機構(gòu)及應(yīng)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(yīng)用目標(biāo)任務(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)用1任務(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)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(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)用一、帶傳動帶傳動認(rèn)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(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)用二、鏈傳動鏈傳動認(rèn)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(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)用三、滾珠絲杠滾珠絲杠認(rèn)知，優(yōu)缺點，滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整，如何安裝，使用和維護？任務(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)用四、直線導(dǎo)軌直線導(dǎo)軌認(rèn)知，優(yōu)缺點，如何安裝，使用和維護？任務(wù)2.1機械傳動技術(shù)及應(yīng)用五、齒輪傳動齒輪傳動認(rèn)知，分類，優(yōu)缺點，如何安裝，使用和維護？任務(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)2任務(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)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(jù)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(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)二、通過一個典型任務(wù)學(xué)習(xí)S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)任務(wù)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(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)二、通過一個典型任務(wù)學(xué)習(xí)S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)IO地址分配：任務(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)二、通過一個典型任務(wù)學(xué)習(xí)S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)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(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)二、通過一個典型任務(wù)學(xué)習(xí)S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)硬件接線：任務(wù)2.2西門子S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)二、通過一個典型任務(wù)學(xué)習(xí)S7-1200PLC編程及應(yīng)用技術(shù)S7-1200PLC編程及調(diào)試：任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用3任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用一、氣壓傳動系統(tǒng)認(rèn)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(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用二、空氣壓縮機認(rèn)知空氣壓縮機作用，分類，主要技術(shù)參數(shù)，安全操作規(guī)程和使用注意事項。任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用三、氣動執(zhí)行元件認(rèn)知請說出以上氣動執(zhí)行元件名稱任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用三、氣動執(zhí)行元件認(rèn)知任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用四、氣動控制元件認(rèn)知氣動控制元件按照作用如何分類？任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用四、氣動控制元件—壓力控制閥什么是氣動三聯(lián)件？任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)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(qū)動方式有哪些？任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用四、氣動控制元件—流量控制閥任務(wù)2.3氣壓傳動技術(shù)及應(yīng)用五、氣壓傳動系統(tǒng)的安裝調(diào)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(diào)試，氣壓傳動系統(tǒng)的使用與維護。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用4任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器——磁感應(yīng)式接近開關(guān)磁感應(yīng)式接近開關(guān)是利用磁場信號來控制線路的開關(guān)器件，也稱磁控開關(guān)，其工作方式是當(dāng)有磁性物質(zhì)接近磁性開關(guān)傳感器時，傳感器感應(yīng)動作，并輸出開關(guān)信號。在自動化設(shè)備中，磁性開關(guān)主要與內(nèi)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(guān)上一般具有動作指示燈。當(dāng)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(guān)的技術(shù)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器——電容式接近開關(guān)電容式接近開關(guān)，對環(huán)境要求不高，可以檢測各種物質(zhì)。電容式接近開關(guān)利用自身的測量頭構(gòu)成電容器的一個極板，被檢測物體構(gòu)成另一個極板。當(dāng)物體靠近接近開關(guān)時，物體與接近開關(guān)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(yīng)的發(fā)生變化，并輸出開關(guān)信號。電容式接近開關(guān)的技術(shù)參數(shù)主要有工作電壓、工作電流、工作溫度、滯后距離、響應(yīng)時間和滯后距離等。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器——電感式接近開關(guān)電感式接近開關(guān)，其利用金屬物體在接近時能使其內(nèi)部產(chǎn)生電渦流，使得接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，進而控制開關(guān)的通斷。電感式接近開關(guān)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(guān)基于渦流效應(yīng)工作，因此它檢測的對象必須是金屬。電感式接近開關(guān)的技術(shù)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(yīng)時間等。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器——光電式接近開關(guān)光電式接近開關(guān)是一種利用光電效應(yīng)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(jù)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(guān)具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應(yīng)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(chǎn)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(biāo)檢測以及安全防護等諸多領(lǐng)域。光電式接近開關(guān)對環(huán)境條件要求較高，不能安裝在水、油、灰塵多的地方，應(yīng)回避強光及室外太陽光的直射，同時應(yīng)注意消除背景物的影響。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器——接線磁性開關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開關(guān)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用二、開關(guān)量傳感器——接線兩線制接近開關(guān)的接線比較簡單，接近開關(guān)與負載串聯(lián)后接到電源即可。三線制接近開關(guān)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(yīng)接負載，對于NPN型接近開關(guān)，應(yīng)接到電源正端；對于PNP型接近開關(guān)，則應(yīng)接到電源0V端。接近開關(guān)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用三、數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用數(shù)字傳感器是指將傳統(tǒng)的模擬式傳感器經(jīng)過加裝或改造A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)同步器和視覺傳感器等。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(yīng)用最多的數(shù)字編碼器，是將信號（如比特流）或數(shù)據(jù)進行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。光電編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用三、數(shù)字量傳感器——光電編碼器任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(biāo)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(jù)標(biāo)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(yīng)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用三、數(shù)字量傳感器——感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器，是利用定尺與滑尺之間的電磁感應(yīng)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(yīng)同步器和圓盤式感應(yīng)同步器。感應(yīng)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(chǎn)等特點，在各領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。直線式感應(yīng)同步器廣泛應(yīng)用于大型精密坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)銑床、數(shù)控和數(shù)顯；圓盤式感應(yīng)同步器常用于雷達天線定位跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密機床或測量儀器設(shè)備的分度裝置等領(lǐng)域。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用三、數(shù)字量傳感器——感應(yīng)同步器感應(yīng)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(jīng)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(yīng)后的正余弦信號。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(shè)備，是將物體的光信號轉(zhuǎn)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(guān)，而且與被測物體的檢測距離相關(guān)，被測物體距離越遠，其絕對的位置精度越差。任務(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)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(shè)定的參數(shù)進行處理，處理后的數(shù)據(jù)傳送給上位機。由于視覺傳感器采用以太網(wǎng)方式與主控制設(shè)備進行通信，因此接線的方式采用網(wǎng)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(wù)2.4傳感器認(rèn)知及應(yīng)用三、模擬量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用模