智能傳感器檢測與應(yīng)用技術(shù) 課件 項(xiàng)目九 智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建

智能傳感器檢測與應(yīng)用技術(shù)主編楊杰忠葉光顯鄒火軍主編楊杰忠葉光顯鄒火軍副主編黃浩兵林雙媚韋玉秋

參編農(nóng)晴晴莫小軍李仁芝秦文芳王棟平

韋文杰楊天明韋克寧黃旭張國峰唐國永陳軍主編黃浩兵林雙媚韋玉秋

參編農(nóng)晴晴莫小軍李仁芝秦文芳王棟平

韋文杰楊天明韋克寧黃旭張國峰唐國永陳軍“十四五”職業(yè)教育智能制造技術(shù)應(yīng)用專業(yè)系列教材項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建1．了解智能傳感器檢測系統(tǒng)的工作過程及使用方法。2．掌握智能傳感器檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成。3．掌握智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建方法。4．掌握智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作方法。5．掌握智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置方法。6．掌握智能傳感器檢測模型的編程與調(diào)試方法。知識目標(biāo)：1．能根據(jù)原理圖，完成智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作。2．能根據(jù)控制要求，完成智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置。3．能根據(jù)工藝流程，完成智能傳感器檢測模型的編程與調(diào)試。能力目標(biāo)：

本項(xiàng)目主要包括智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作、智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置、智能傳感器檢測模型的編程與調(diào)試3個(gè)任務(wù)。項(xiàng)目描述目標(biāo)與描述任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建圖9-0-1智能傳感器檢測模型知識目標(biāo)1．了解智能傳感器檢測模型的組成。2．掌握智能網(wǎng)關(guān)的功能及電氣連接方法。3．掌握數(shù)字量擴(kuò)展模塊與電感傳感器、電容傳感器、光電傳感器、光纖傳感器和霍爾傳感器的連接方法。能力目標(biāo)1．會(huì)進(jìn)行智能網(wǎng)關(guān)與交換機(jī)的連接。2．會(huì)進(jìn)行智能網(wǎng)關(guān)與數(shù)字量擴(kuò)展模塊的連接。3．會(huì)進(jìn)行傳感器與數(shù)字量擴(kuò)展模塊的連接。4．會(huì)進(jìn)行智能傳感器接口盒與PLC模塊的電路連接。工作任務(wù)

本任務(wù)是通過學(xué)習(xí)，了解智能傳感器檢測模型的組成，并能完成智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作。項(xiàng)目9激光傳感器檢測系統(tǒng)的搭建任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

智能傳感器檢測模型主要由智能網(wǎng)關(guān)、數(shù)字量擴(kuò)展模塊、電感傳感器（分布式I/O）、電容傳感器（分布式I/O）、光電傳感器（分布式I/O）、光纖傳感器（分布式I/O）、霍爾傳感器（分布式I/O）等組成，如圖9-1-1所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-1智能傳感器檢測模型的組成任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

1．智能網(wǎng)關(guān)智能網(wǎng)關(guān)是一種全新的可擴(kuò)展分布式I/O系統(tǒng)，支持多種主流的標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議，如Profibus-DP、Profinet、EtherCAT、CC-Link等，可以輕松地接入各類PLC系統(tǒng)。每個(gè)智能網(wǎng)關(guān)占用一個(gè)從站地址，最多可以擴(kuò)展4個(gè)I/O模塊，每個(gè)I/O模塊最多可以連接6個(gè)I/O變量，極限擴(kuò)展距離為100m。模塊排序按照所連接擴(kuò)展口的順序（P0—P1—P2—P3）和距離網(wǎng)關(guān)由近到遠(yuǎn)分配為1～24號。作為Profinet從站，智能網(wǎng)關(guān)可以通過組態(tài)工具指定設(shè)備名稱和相應(yīng)的IP地址，也可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由PLC自動(dòng)分配IP地址，以此來實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的Profinet網(wǎng)絡(luò)的通信要求，并在編程軟件Step7中進(jìn)行組態(tài)分配。圖9-1-2所示為智能網(wǎng)關(guān)示意圖。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

2．?dāng)?shù)字量擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊搭載并收集智能傳感器信號，并由智能網(wǎng)關(guān)的擴(kuò)展接口通過專用擴(kuò)展電纜先連接到第一個(gè)模塊的In口，再由第一個(gè)模塊的Out口連接到第二個(gè)模塊的In口，依次連接最多4個(gè)I/O模塊。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-2智能網(wǎng)關(guān)示意圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

2．?dāng)?shù)字量擴(kuò)展模塊圖9-1-3所示為數(shù)字量擴(kuò)展模塊示意圖。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-3數(shù)字量擴(kuò)展模塊示意圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

3．智能傳感器智能傳感器檢測模型主要用到5款傳感器：電感傳感器（分布式I/O）、電容傳感器（分布式I/O）、光電傳感器（分布式I/O）、光纖傳感器（分布式I/O）和霍爾傳感器（分布式I/O）。它們通過專用插件和線纜與數(shù)字量擴(kuò)展模塊連接，將采集到的數(shù)字量信號發(fā)送給數(shù)字量擴(kuò)展模塊。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

3．智能傳感器1）電感傳感器（分布式I/O）本任務(wù)用到的電感傳感器的型號為FI8-G18-ON6L-Q12，檢測距離為8mm，輸出為NPN，電壓為DC24V，開關(guān)頻率為500Hz，其機(jī)械圖如圖9-1-4所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-4電感傳感器機(jī)械圖（單位：mm）任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

3．智能傳感器2）光電傳感器（分布式I/O）本任務(wù)用到的光電傳感器的型號為OM18-K100VN6Q，檢測距離為100mm，光源為紅外線，開關(guān)頻率為200Hz，輸出為NPN，開關(guān)的方式為NO+NC，其電路圖如圖9-1-5所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-5光電傳感器電路圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

3．智能傳感器3）電容傳感器（分布式I/O）本任務(wù)用到的電容傳感器的型號為FC5-M18-ON6L-Q12，檢測距離為5mm，輸出為NPN，電壓為DC24V，開關(guān)頻率為500Hz，其機(jī)械圖如圖9-1-6所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-6電容傳感器機(jī)械圖（單位：mm）任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

3．智能傳感器4）霍爾傳感器（分布式I/O）本任務(wù)用到的霍爾傳感器的型號為NJK-5002C，檢測距離為10mm，輸出為NPN，電壓為DC24V，其實(shí)物圖如圖9-1-7所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-7霍爾傳感器實(shí)物圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

3．智能傳感器5）光纖傳感器（分布式I/O）光纖傳感器主要由光纖頭和數(shù)字光纖傳感器組成。本任務(wù)用到的光纖頭的型號為E32-ZD200，數(shù)字光纖傳感器的型號為E3X-ZD112M，輸出為NPN，檢測距離為150mm，電壓為DC24V。光纖傳感器實(shí)物圖如圖9-1-8所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、智能傳感器檢測模型的組成圖9-1-8光纖傳感器實(shí)物圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

1．智能網(wǎng)關(guān)的電氣連接智能網(wǎng)關(guān)需要進(jìn)行電源線、數(shù)據(jù)擴(kuò)展線、網(wǎng)絡(luò)通信線的連接。1）電源線智能網(wǎng)關(guān)采用DC24V電源供電，供電電源分為網(wǎng)關(guān)模塊電源UMOD（1L+、1M）和信號模塊負(fù)載電源U（2L+、2M）兩部分。兩路電源的正極1L+和2L+之間電隔離，公共點(diǎn)1M和2M之間內(nèi)部連通。智能網(wǎng)關(guān)電源線公插連接視圖如圖9-1-9所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-9智能網(wǎng)關(guān)電源線公插連接視圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

1．智能網(wǎng)關(guān)的電氣連接智能網(wǎng)關(guān)需要進(jìn)行電源線、數(shù)據(jù)擴(kuò)展線、網(wǎng)絡(luò)通信線的連接。1）電源線智能網(wǎng)關(guān)電源線公插接口端子表如表9-1-1所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-8光纖傳感器實(shí)物圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

1．智能網(wǎng)關(guān)的電氣連接智能網(wǎng)關(guān)需要進(jìn)行電源線、數(shù)據(jù)擴(kuò)展線、網(wǎng)絡(luò)通信線的連接。1）電源線智能網(wǎng)關(guān)電源線實(shí)物連接圖如圖9-1-10所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-10智能網(wǎng)關(guān)電源線實(shí)物連接圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

1．智能網(wǎng)關(guān)的電氣連接智能網(wǎng)關(guān)需要進(jìn)行電源線、數(shù)據(jù)擴(kuò)展線、網(wǎng)絡(luò)通信線的連接。2）數(shù)據(jù)擴(kuò)展線數(shù)據(jù)擴(kuò)展線連接數(shù)字量擴(kuò)展模塊和智能網(wǎng)關(guān)，給數(shù)字量擴(kuò)展模塊供電的同時(shí)收集傳感器的觸發(fā)信號。圖9-1-11所示為數(shù)據(jù)擴(kuò)展線實(shí)物連接圖。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-11數(shù)據(jù)擴(kuò)展線實(shí)物連接圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

1．智能網(wǎng)關(guān)的電氣連接智能網(wǎng)關(guān)需要進(jìn)行電源線、數(shù)據(jù)擴(kuò)展線、網(wǎng)絡(luò)通信線的連接。3）網(wǎng)絡(luò)通信線網(wǎng)絡(luò)通信線是智能網(wǎng)關(guān)與PLC連接通信專用的，智能網(wǎng)關(guān)將采集到的傳感器數(shù)字量信號通過網(wǎng)絡(luò)通信線發(fā)送給PLC。圖9-1-12所示為網(wǎng)絡(luò)通信線實(shí)物連接圖。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-12網(wǎng)絡(luò)通信線實(shí)物連接圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

2．?dāng)?shù)字量擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊只需用傳感器信號轉(zhuǎn)換線與各傳感器連接，以及用數(shù)據(jù)擴(kuò)展線與智能網(wǎng)關(guān)連接即可。其中傳感器信號轉(zhuǎn)換線是用于連接各傳感器與數(shù)字量擴(kuò)展模塊之間的專用線，為三線制，即DC24V、0V、信號線。圖9-1-13所示為傳感器信號轉(zhuǎn)換線實(shí)物連接圖。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-13傳感器信號轉(zhuǎn)換線實(shí)物連接圖任務(wù)1智能傳感器檢測模型的電氣連接與操作

2．?dāng)?shù)字量擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊只需用傳感器信號轉(zhuǎn)換線與各傳感器連接，以及用數(shù)據(jù)擴(kuò)展線與智能網(wǎng)關(guān)連接即可。其中傳感器信號轉(zhuǎn)換線是用于連接各傳感器與數(shù)字量擴(kuò)展模塊之間的專用線，為三線制，即DC24V、0V、信號線。圖9-1-13所示為傳感器信號轉(zhuǎn)換線實(shí)物連接圖。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、智能傳感器檢測模型的電氣連接圖9-1-13傳感器信號轉(zhuǎn)換線實(shí)物連接圖知識目標(biāo)1．掌握智能網(wǎng)關(guān)分配IP地址和數(shù)據(jù)位的方法。2．掌握智能傳感器檢測模型選型功能的設(shè)置方法。3．熟悉智能傳感器檢測模型的邏輯運(yùn)算。能力目標(biāo)能完成西門子CPU_1214C及擴(kuò)展模塊SM1223DI8/DQ8的外部電路連接。工作任務(wù)

本任務(wù)是通過學(xué)習(xí)，了解智能網(wǎng)關(guān)的IP地址及名稱定義，掌握智能網(wǎng)關(guān)通信的設(shè)置方法和智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置方法，并能完成智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置。項(xiàng)目9激光傳感器檢測系統(tǒng)的搭建任務(wù)2智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

智能傳感器檢測模型需要與PLC進(jìn)行以太網(wǎng)通信，需要在PLC中為智能網(wǎng)關(guān)分配IP地址和數(shù)據(jù)位，因此暫定智能網(wǎng)關(guān)的IP地址為192.168.13.15，數(shù)據(jù)位為I10.0～I(xiàn)10.4；PLC的IP地址為192.168.13.11。智能網(wǎng)關(guān)與PLC的IP地址和數(shù)據(jù)位如表9-2-1所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建一、IP地址和名稱定義任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

1．?dāng)?shù)字量I/O模塊的端口定義本任務(wù)采用的數(shù)字量I/O模塊為SPDB-0800D-013，其端口定義如表9-2-2所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

1．?dāng)?shù)字量I/O模塊的端口定義本任務(wù)將接入本模塊中電感傳感器、電容傳感器、光電傳感器、霍爾傳感器和光纖傳感器5種傳感器的信號。模塊中3～10號端口為傳感器接線端口，其插頭示意圖如圖9-2-1所示，其插頭說明如表9-2-3所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊圖9-2-1傳感器接線端口插頭示意圖任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

1．?dāng)?shù)字量I/O模塊的端口定義本任務(wù)將接入本模塊中電感傳感器、電容傳感器、光電傳感器、霍爾傳感器和光纖傳感器5種傳感器的信號。模塊中3～10號端口為傳感器接線端口，其插頭示意圖如圖9-2-1所示，其插頭說明如表9-2-3所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

2．?dāng)?shù)字量I/O模塊各指示燈的定義數(shù)字量I/O模塊指示燈示意圖如圖9-2-2所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊圖9-2-2數(shù)字量I/O模塊指示燈示意圖任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

2．?dāng)?shù)字量I/O模塊各指示燈的定義各指示燈的定義及說明如表9-2-4所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊圖9-2-2數(shù)字量I/O模塊指示燈示意圖任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

3．網(wǎng)關(guān)模塊的端口定義I/O模塊與PLC的網(wǎng)絡(luò)連接需經(jīng)過網(wǎng)關(guān)，I/O模塊接入網(wǎng)關(guān)后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集線器與PLC獲得聯(lián)系。圖9-2-3是網(wǎng)關(guān)模塊SPPN-GW-001實(shí)物圖，其端口定義如表9-2-5所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊圖9-2-3網(wǎng)關(guān)模塊SPPN-GW-001實(shí)物圖任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

3．網(wǎng)關(guān)模塊的端口定義I/O模塊與PLC的網(wǎng)絡(luò)連接需經(jīng)過網(wǎng)關(guān)，I/O模塊接入網(wǎng)關(guān)后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集線器與PLC獲得聯(lián)系。圖9-2-3是網(wǎng)關(guān)模塊SPPN-GW-001實(shí)物圖，其端口定義如表9-2-5所示。項(xiàng)目9智能傳感器檢測系統(tǒng)的搭建二、分布式I/O模塊任務(wù)2

智能傳感器檢測模型的組態(tài)設(shè)置

4．網(wǎng)關(guān)模塊指示燈的定義網(wǎng)關(guān)模塊指示燈示意圖如圖9-2-4所示。網(wǎng)關(guān)模塊指示燈的定義及說明如表9-2-6所示。