1、TianhuangTeaching Apparatus 天煌教儀 版本號：V1.0 THMSZC-2E型 機電一體化柔性生產綜合實訓系統實訓指導書天煌教儀浙江天煌科技實業有限公司93目 錄第一章 概 述2一、概 述2二、PLC的結構與工作原理2三、S7-200 PLC的硬件組成及指令系統4四、PLC控制系統的設計與故障診斷6五、S7-300和S7-200的PROFIBUS-DP網絡通信7第二章 實訓項目8第一節STEP 7 MICROWIN編程8第二節上料單元10第三節多軸加工單元13第四節機器人、檢測、搬運單元16第五節落料單元19第六節圖像處理、直角轉角單元22第七節行車機械手搬運單元25

2、第八節加蓋單元54第九節噴涂烘干單元57第十節穿銷單元61第十一節檢測單元64第十二節分揀搬運單元67第十三節物流倉儲單元71第十四節PROFIBUS DP網絡組建74第十五節觸摸屏監控82附錄一 STEP7 MicroWIN軟件使用入門85附錄二 觸摸屏的使用93附錄三 歐姆龍伺服電機的使用99附錄四 氣動原理107附錄五 變頻器的使用109附錄六 步進電機及驅動器的使用114附錄七 工業機器人的使用126第一章 概 述一、 概 述柔性自動生產線是將微電子學、計算機信息技術、控制技術、機械制造和系統工程有機地結合起來，是一種技術復雜、高度自動化系統，柔性制造技術更是當前機械制造業適應市場動態

3、需求及產品不斷迅速更新的主要手段，是先進制造技術的基礎。本實訓系統是專門為職業院校、職業教育培訓機構研制的自動生產線實訓系統，根據機電類、自動化類、先進制造類行業、企業中工業自動化應用的特點，對各類自動生產線的工作過程和相關的技術進行研究，對工業現場設備進行提煉和濃縮，并針對實訓教學活動進行專門設計，融機、光、電、氣于一體，包含了PLC、傳感器、氣動、工業控制網絡、電機驅動與控制、計算機、機械傳動等諸多技術領域，主控PLC和下位PLC通過網絡通訊技術構成一個完整的多級計算機控制系統，通過訓練，能強化了學生對復雜柔性自動生產線的設計、安裝、接線、編程、調試、故障診斷與維修等綜合職業能力，適合機電

4、類、自動化類相關專業的教學和實訓，同時也適合工程技術人員上崗培訓。本實訓系統是一種典型的環形柔性自動生產線，它由上料單元、五軸機器人單元、多軸加工單元、落料單元、加蓋單元、穿銷單元、檢測單元、分揀輸送單元、物流倉儲單元、行車機械手單元組成。傳輸鏈有輥道、皮帶、鏈條滾輪三種模式，配有相應的圓帶轉角，通過傳輸鏈和轉角連成環形生產線。上述機構均安裝在工業型材桌面上，系統中的機械結構、電氣控制回路、執行機構完全獨立，采用工業標準件設計，便于拆、裝?？刂葡到y主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西門子S7-200(CPU226)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7

5、-200從站主要用于控制與驅動設備層，并對現場反饋的信號進行采集，S7-300主站采集各從站數據，協調各站運行，并為上位機的監控程序提供數據，同時系統還配有工業以太網通信模塊和10.4英寸彩色工業觸摸屏，可以完成系統控制網絡的集成。該系統有單機、聯機二種工作方式。在單機模式下，各從站獨立運行，站間沒有數據傳送，學員可進行外部接線操作，使用S7-200專用PPI電纜或ProfiBus總線將編寫程序下載到PLC中，并監控程序運行，在聯機模式下，系統各從站同時工作，工件依次進行上料、搬運、加工、落料、加蓋、穿銷、檢測、分揀、入庫等操作，各站間通過ProfiBus現場總線進行通訊，在主站的控制下實現相

6、關的互鎖、數據傳送操作，系統中的安裝了工業觸摸屏，對現場設備生產狀況進行動態實時監控。系統工業現場總線和標準的電氣接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP多種通信方式。系統具備多種組態軟件、編程軟件、管理軟件功能。二、 PLC的結構與工作原理PLC的結構PLC的類型繁多，功能和指令系統也不盡相同，但結構與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。1. 主機主機部分包括中央處理器（CPU）、系統程序存儲器和用戶程序及數據存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監控輸入/輸出接口狀

7、態、作出邏輯判斷和進行數據處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。PLC的內部存儲器有兩類，一類是系統程序存儲器，主要存放系統管理和監控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數據存儲器，主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數據和中間結果。2. 輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等）的控制信號。輸出接口是將主機經處理后的結果通過功放電路去驅動輸出設備（如接觸器、

8、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數即輸入/輸出端子數是PLC的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。3. 電源圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源，通常也為輸入設備提供直流電源。4. 編程器編程器是PLC的一種主要的外部設備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調試程序或監示PLC的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯接，并利用專用的工具軟件進行電腦編程和監控。5. 輸入/輸出擴展單元I/O擴展接口用于連接擴充外

9、部輸入/輸出端子數的擴展單元與基本單元（即主機）。6. 外部設備接口此接口可將編程器、打印機、條碼掃描儀等外部設備與主機相聯，以完成相應的操作。PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。PLC的掃描一個周期必經輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃

10、描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執行階段。PLC在程序執行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執行每條指令，執行的結果再寫入輸出狀態寄存器中，輸出狀態寄存器中所有的內容隨著程序的執行而改變。輸出刷新階段：當所有指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅動相應輸出設備工作。三、 S7-200 PLC的硬件組成及指令系統硬件組成S7-200CPU將一個微處理器、一個集成電源和數字量I/O點集成在一個緊湊的封

11、裝中，從而形成了一個功能強大的微型PLC，具體見下圖：S7-200CPU模塊包括一個中央處理器（CPU）、電源以及I/O點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設備中。CPU負責執行程序和存儲數據，以便對工業自動控制任務或過程進行控制輸入和輸出時系統的控制點：輸入部分從現場設備中（例如傳感器或開關）采集信號，輸出部分則控制泵、電機、指示燈以及工業過程中的其他設備。電源向CPU及所連接的任何模塊提供電力支持。通信端口用于連接CPU與上位機或其他工業設備狀態信號燈顯示了CPU工作模式，本機I/O的當前狀態，以及檢查出的系統錯誤指令系統1. 標準觸點指令LE常開觸點指令，表示一個與輸入母線相連的動合接點指

12、令，即動合接點邏輯運算起始。LDN常閉觸點指令，表示一個與輸入母線相連的動斷接點指令，即動斷接點邏輯運算起始。A 與帶開觸點指令，用于單個動合接點的串聯。AX 與非常閉觸點指令，用于單個動斷開接點的串聯。O 或常開觸點指令，用于單個動合接點的并聯。ON 或非常閉觸點指令，用于單個動斷接點的并聯。LD、LDN、A、AN、O、ON觸點指令中變量的數據類型為布爾(BOOC)型。LD、LDN兩條指令用于將接點接到母線上，A、AN、O、ON指令均多次重復使用，但當需要對兩個以上接點串聯連接電路塊的并聯連接時，要用后述的OLDB指令。2. 串聯電路塊的并聯連接指令OLD兩個或兩個以上的接點串聯連接的電路叫

13、串聯電路塊。串聯電路塊并聯連接時，分支開始用LD、LDN指令，分支結束用OLD指令。OLD指令與后述的ALD指令均為無目標元件指令，而兩條無目標元件指令的步長都為一個程序步。OLD有時也簡稱或塊指令。3. 并聯電路的串聯連接指令ALD兩個或兩個以上接點并聯電路稱為并聯電路塊，分支電路并聯電路塊與前面電路串聯連接時，使用ALD指令。分支的起點用LD、LDN指令，并聯電路結束后，使用ALD指令與前面電路串聯。ALD指令也簡稱與塊指令，ALD也是無操作目標元件，是一個程序步指令。4. 輸出指令 (=)輸出指令與線圈相對應，驅動線圈的觸點電路接通時，線圈流過“能流”，輸出類指令應放在梯形圖的最右邊，變

14、量為Bool型。5. 置位與復位指令S、RS為置位指令，使動作保持；R為復位指令，使操作保持復位。從指定的位置開始的N個點的映像寄存器都被置位或復位,N=1255如果被指定復位的是定時器位或計數器位,將清除定時器或計數器的當前值。6. 跳變觸點EU,ED正跳變觸點檢測到一次正跳變(觸點得輸入信號由0到1)時,或負跳變觸點檢測到一次負跳變(觸點得輸入信號由1到0)時,觸點接通到一個掃描周期.正/負跳變的符號為EU和ED,他們沒有操作數,觸點符號中間的“P”和“N”分別表示正跳變和負跳變7. 空操作指令NOPNOP指令是一條無動作、無目標元件的1程序步指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫驗榭詹僮?。用NOP指令

15、替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序時可以減少步序號的改變。8. 程序結束指令ENDEND是一條無目標元件的1程序步指令。PLC反復進行輸入處理、程序運算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序就不再執行，直接進行輸出處理。在程序調試過程中，按段插入END指令，可以按順序擴大對各程序段動作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認處于前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指令。要注意的是在執行END指令時，也刷新監視時鐘。四、 PLC控制系統的設計與故障診斷1. 分析被控對象分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電之間

16、的配合，確定被控對象對PLC控制系統的控制要求。根據生產的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動作(動作順序、動作條件、必須的保護和連鎖等)、操作方式(手動、自動、連續、單周期、單步等)2. 確定輸入/輸出設備根據系統的控制要求，確定系統所需的輸入設備（如：按鈕、位置開關、轉換開關等）和輸出設備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈等）。據此確定PLC的I/O點數。3. 選擇PLC包括PLC的機型、容量、I/O模塊、電源的選擇。4. 分配I/O點分配PLC的I/O點，畫出PLC的I/O端子與輸入/輸出設備的連接圖或對應表。（可結合第2步進行）。5. 設計軟件及硬件進行PLC程序設計，進行控制柜（臺）等

17、硬件及現場施工。由于程序與硬件設計可同時進行，因此PLC控制系統的設計周期可大大縮短，而對于繼電器系統必須先設計出全部的電氣控制電路后才能進行施工設計。其中PLC程序設計的一般步驟在上一課題中已進行介紹。其中硬件設計及現場施工的步驟如下：1) 設計控制柜及操作面板電器布置圖及安裝接線圖。2) 設計控制系統各部分的電氣互連圖。3) 根據圖紙進行現場接線，并檢查。6. 聯機調試聯機調試是指將模擬調試通過的程序進行在線統調。7. 整理技術文件包括設計說明書、電氣安裝圖、電氣元件明細表及使用說明書等。五、 S7-300和S7-200的PROFIBUS-DP網絡通信此處所舉的例子為：一臺S7-300PL

18、C做主站，下面掛兩臺S7-200作從站。組建PROFIBUS-DP網絡。硬件需求：1. CPU314C-2DP一個2. CPU226兩個（其他型號S7-200的主機也可以）3. EM277兩個軟件需求：1. STEP7 V5.2以上版本2. STEP 7 MicroWIN SP3 V4.0組網步驟：1. 在這個網絡中的S7-200PLC只有V數據區才能和S7-300通訊。當我們需要用S7-300PLC或WINCC對S7-200的輸入輸出點的狀態進行監視時，我們就需要先把S7-200中輸入輸出點的狀態送入S7-200的V數據區，然后再由V數據區送至S7-300中，所以，保證通訊成功的第一步就是把

19、S7-200輸入輸出點的狀態送入其V區中。本動畫演示的就是在S7-200中怎樣寫一段程序完成上述傳送工作。如動畫所示（雙擊1.1S7-200數據處理程序書寫演示.exe即可觀看）。程序書寫完畢后，用PC/PPI電纜將剛才寫的程序下載到S7-200PLC中。2. 現在我們對S7-300做硬件組態、建立數據塊和程序書寫。第一步：硬件組態：也就是在S7-300中把整個網絡硬件組建好。動畫演示如下（雙擊1.2S7-300硬件組態演示.exe即可觀看）：第二步：建立數據塊，建立數據塊的作用是用他來存儲來自S7-200和S7-300本身的數據。動畫演示如下（雙擊1.3建立數據塊DB2.exe即可觀看）：第

20、三步：S7-300程序書寫：書寫此段程序的作用是向WINCC傳遞數據，即把從S7-200從站和S7-300采集到的數據統一放在S7-300的數據塊DB2中，再由WINCC監視這些數據。動畫演示如下（雙擊1.4S7-300數據處理程序書寫演示.exe即可觀看）：此時我們在S7-300里面的工作也完成了?，F在需要用PC/MPI電纜將剛才我們為S7-300做的工作下載到S7-300里面。動畫演示如下（雙擊1.5項目下載.exe即可觀看）：3. 下載完畢后，用DP電纜連接S7-300上的DP接口和EM277。連接完畢后，用一字起將EM277的地址旋鈕撥至合適的位置，例如：從站DP地址為3的就撥到3（十

21、位撥為0，個位撥為3），為4的就撥到4，注意地址不要沖突，即某兩個或幾個的DP地址不要設成一樣的。另外，需要把最后一個EM277上網絡連接器的終端電阻撥至ON狀態。4. 一切完畢后，將整個系統通電。檢查S7-300和EM277上面的報警燈（紅燈）是否亮，如果不亮則表示網絡組建成功，如果亮，檢查網絡硬件連接和軟件設置。網絡組建成功后，就可以用WINCC監視整個系統的工作狀態了。注意：1. 在連接硬件或更改硬件接線時，一定要把整個系統的電斷掉。切記！2. 如果從站不是兩個，則組態其他的從站跟這個例子相似，只需做以下工作即可：（1） 在硬件組態（組網步驟2中的第一步）中繼續添加其他的從（2） 在S7

22、-300程序書寫（組網步驟2中的第二步）中繼續添加新的數據處理程序第二章 實訓項目第一節 STEP 7 MICROWIN編程一、 實訓目的1. 熟悉STEP 7 MICROWIN軟件的主要操作功能。2. 初步掌握STEP 7 MICROWIN軟件對PLC的編程和監控。3. 學會編制一個簡單的程序并能正確的運行。二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺（具有STEP7 MICROWIN軟件）。2. PLC（西門子S7-200系列）一臺。3. PC與PLC的通信電纜一根（PC/PPI）。三、 實訓步驟（一） 編輯程序1. 將PC與PLC按正確方式連接。2. 將PLC的工作狀態開

23、關放在“STOP”處。3. 啟動STEP 7 MICROWIN軟件，用鼠標單擊工具欄上的“新建”按鈕或者在“文件”菜單中選擇“新建”，新建一個程序。在“PLC”菜單中選擇“類型”，然后在下拉菜單中選擇使用的PLC（CPU224CN），或者點擊“讀取PLC”軟件將自動選定已連接上的PLC類型，再單擊“確認”按鈕。4. 將光標定位于左上角，選擇功能圖上的常開按鈕(或按F4),然后輸入常開觸點編號I1.0；接著再選擇常閉按鈕，輸入觸點編號I1.1，最后選擇功能圖(按F6)上的線圈按鈕，輸入線圈編號M0.0；然后將光標移至下一行起始處，選擇功能圖上的常開按鈕(或按F4),輸入常開觸點M0.0，然后選擇

24、功能圖上的豎線按鈕(或按Ctrl)，這樣就完成了一個網絡的輸入。5. 按步驟4輸入常開觸點M0.0和線圈Q1.0，最后選擇“PLC”菜單中的“編譯”，軟件將輸入完成的程序進行編譯，如果有錯誤，在輸出窗口中出現錯誤提示，根據提示找到原因并解決。程序未通過編譯時，不能下載到PLC中。6. 若要刪除一行，可將光標移至要刪除行的起始處，點擊右鍵，選擇“刪除”菜單中的“行”命令即可；若要插入一行，可將光標移至要插入處，選擇“插入”菜單中的“行”命令；若刪除后留有一些豎線，可將光標移至該豎線的右上側，然后按鍵盤上的刪除按鈕“Delete”即可。7. 將編輯好的程序存盤。8. 選擇“文件”菜單中的“保存”或

25、工具欄中的保存按鈕，即可彈出保存對話框，在保存對話框中選擇所保存的驅動器、文件夾、文件名等。（二） 將編輯好的程序傳入PLC。1. 點擊“查看”菜單中的“設置PG/PC接口”，在彈出的對話框里選擇“PC/PPI cable (PPI)”，再單擊“屬性”按鈕，然后選擇“本地連接”對話框中選擇通訊串口，在“PPI”對話框中不做改動。完成后點擊“確認”關閉屬性對話框，再點擊“確定”關閉“設置PG/PC接口”對話框。2. 點擊“查看”菜單中的“通信”，在彈出的對話框中雙擊“雙擊刷新”，程序搜索連接上的PLC站點。PLC在出廠時默認設定站點號為2，點中搜索到PLC，再點擊“確定”鍵。3. 當多臺PLC組

26、成PPI網絡使用時，必須先單臺連接，將每個站點重新設置站點號為互不重復的號碼。點擊“查看”菜單中的“系統塊”，在“PLC地址”中輸入要給定的網絡站點號，然后點擊“確定”退出。4. 選擇“文件”菜單中的“下載”或工具欄中的下載按鈕，將編譯好的程序下載到PLC中。（三） 程序運行1. 選擇“PLC”菜單中的“RUN運行”，在彈出的“RUN運行”對話框上單擊“確定”按鈕，就可使PLC處于運行狀態。2. 運行程序結果：上電后，按“開始”按鈕I1.0，指示燈Q1.0亮，按“復位”按鈕I1.1，指示燈Q1.0滅。檢查運行結果是否正確。3. 選擇 “調試”菜單中的“開始程序狀態監控”，可在屏幕中看到運行過程

27、中各觸點的接通與斷開狀態，以檢查程序中的錯誤。通過本實訓學會了如何輸入一個程序，如何將輸入的程序保存在磁盤上，如何將程序輸入PLC，如何運行一個程序，如何檢查一個程序在運行過程中的接通與斷開情況。如果已掌握這部分內容，則可進入下一個實訓。在以后的實訓中，實訓步驟均相同，不再重復說明。第二節 上料單元一、 實訓目的1. 掌握氣缸及電磁閥的工作原理。2. 掌握光電、電感傳感器的使用方法。3. 掌握直流減速電機的使用方法。4. 上料單元控制程序的編寫。二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺（具有STEP7 MICROWIN軟件）。2. 電源、按鈕、PLC主機掛箱（CPU226主

28、機）各一臺。3. PC與PLC的通信電纜一根（PC/PPI）。三、 工作原理l PLC電氣原理圖四、 控制要求復位：按下黃色復位按鈕，頂料氣缸縮回，落料氣缸伸出，機械手升降臺下降、手臂縮回，氣夾張開，機械手旋轉臂會原位且直線行會原位后，復位完成。運行：按下綠色開始按鈕，當庫存檢測傳感器檢測到有工件時，頂料氣缸伸出，落料氣缸縮回，使倒數第二個工件落到板鏈傳輸線上，板鏈傳輸電機工作將工件傳輸至工件輸出到位檢測傳感器位置后停止，等待機械手將工件抓取。停止：按下紅色停止按鈕，當前一個工作周期完成后，本單元停止工作；五、 端子圖及接線表l 端子圖l 接線表序號PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明1I

29、0.49庫存檢測傳感器2I0.512落料完成檢測傳感器3I0.613頂料縮回檢測傳感器4I0.715頂料伸出檢測傳感器5I1.017落料縮回檢測傳感器6I1.119落料伸出檢測傳感器7I1.223工件到位檢測傳感器8Q0.041頂料電磁閥9Q0.143落料電磁閥10Q0.346板鏈傳輸11Q0.745皮帶傳輸12（1）磁性傳感器引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接PLC輸入端（2）電磁閥引出線：黑色為“負”，接“0V”；紅色為“正”，接PLC輸入端（3）電容及光電開關引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接“+24V”;黑色為“輸出”接PLC輸入端六、 操作步驟1.

30、 按照端子圖與接線表連接控制回路；2. 檢查接線，相鄰兩人互換檢查對方接線包括電源及各I/O點是否對應，特別是要仔細檢查DC24V電源連接；3. 確保接線無誤后，將空氣開關撥上，打開電源開關，將編譯無誤的控制程序下載至PLC中，并將模式選擇開關撥至RUN狀態；4. 按動“復位”按鈕，等待復位完成。按動“運行”按鈕，觀察并記錄落料單元運行狀態；5. 嘗試編譯新的控制程序，實現不同于示例程序的控制效果。七、 實訓總結1. 討論并學習掌握示例程序所用指令的應用；2. 通過分析氣動原理圖了解其工作原理；3. 分析并學習各個傳感器的檢測特性；八、 示例程序（參見配套光盤）第三節 多軸加工單元一、 實訓目

31、的1. 掌握氣缸及電磁閥的工作原理。2. 掌握伺服電機工作原理。3. 掌握步進電機工作原理。4. 掌握伺服電機的使用方法。5. 掌握光電、電感傳感器的使用方法。6. 多軸加工單元控制程序的編寫二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺（具有STEP7 MICROWIN軟件）。2. 電源、按鈕、PLC主機掛箱（CPU226主機）各一臺。3. PC與PLC的通信電纜一根（PC/PPI）。三、 工作原理l PLC電氣原理圖四、 控制要求復位：按下黃色復位按鈕，阻擋氣缸縮回，夾緊氣缸張開，十字滑臺X、Y軸及圓臺分別回原點，機頭向上回原點，復位完成；運行： 按下綠色啟動按鈕，皮帶傳輸線

32、開始工作，當機械手將工件放置在加工圓臺上時，多軸加工單元開始工作，十字滑臺將工件帶到機頭正下方的指定位置后，機頭開始下降，同時加工電機開始運行，當機頭下降到一定位置后，加工圓臺進行旋轉，模擬多方位加工。待加工完成后十字滑臺復位，機頭上升至原點位置，完成一個工作周期。停止：按下紅色停止按鈕，當前一個工作周期完成后，本單元停止工作；五、 端子圖及接線表l 端子圖l 接線表序號PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明1I0.411工件到位傳感器2I0.514旋轉原位傳感器3I0.615機頭原位傳感器4I0.717機頭上極限傳感器5I1.018機頭下極限傳感器6I1.121主軸正轉到位7I1.224主

33、軸反轉到位8I1.325主軸正轉極限9I1.426主軸反轉極限10I1.527定位伸出傳感器11I1.629定位縮回傳感器12I1.733十字滑臺x軸原位傳感器13I2.036十字滑臺Y軸原位傳感器14Q0.056升降脈沖控制15Q0.157旋轉脈沖控制16Q0.258升降方向控制線17Q0.359旋轉方向控制18Q0.460主軸正轉控制19Q0.561主軸反轉控制20Q0.662加工電機控制21Q0.763夾緊電磁閥22Q1.065托盤傳輸控制23Q1.266X、Y運動功能（67接0V）24Q1.368/69短接XY復位25（1）磁性傳感器引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接

34、PLC輸入端（2）電磁閥引出線：黑色為“負”，接“0V”；紅色為“正”，接PLC輸入端（3）電容及光電開關引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接“+24V”;黑色為“輸出”接PLC輸入端（4）端子號33與37短接后接入I1.7，端子號36與39短接后接入I2.0（5）因滑臺伺服需要低電平控制，所以擴展模塊的3L接0V。六、 操作步驟1. 按照端子圖與接線表連接控制回路；2. 檢查接線，相鄰兩人互換檢查對方接線包括電源及各I/O點是否對應，特別是要仔細檢查DC24V電源連接；3. 確保接線無誤后，將空氣開關撥上，打開電源開關，將編譯無誤的控制程序下載至PLC中，并將模式選擇開關撥至

35、RUN狀態；4. 按動“復位”按鈕，等待復位完成。按動“運行”按鈕，觀察并記錄落料單元運行狀態；5. 嘗試編譯新的控制程序，實現不同于示例程序的控制效果。七、 實訓總結1. 討論并學習掌握示例程序所用指令的應用；2. 通過分析氣動原理圖了解其工作原理；3. 分析并學習各個傳感器的檢測特性；八、 示例程序（參見配套光盤）第四節 機器人、檢測、搬運單元一、 實訓目的7. 掌握氣缸及電磁閥的工作原理。8. 掌握機器人的工作原理、編程方法。9. 掌握光電、電感傳感器的使用方法。10. 掌握伺服電機的使用方法。11. 掌握視覺傳感器的使用方法。二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺

36、（具有STEP7 MICROWIN軟件）。2. 電源、按鈕、PLC主機掛箱（CPU226主機）各一臺。3. PC與PLC的通信電纜一根（PC/PPI）。三、 工作原理l PLC電氣原理圖四、 控制要求復位：按下復位按鈕，傳輸線的阻擋氣缸縮回，傳輸線運行，工業機器人復位，搬運氣缸復位，料盤運行到限位的位置。運行：機器人將工件依次搬運液壓沖壓單元、多軸加工單元、檢測單元后料盤開始 運轉，當料盤轉動四分之一圈時，升降氣缸帶動位移傳感器進行深度的測量，待測量完畢后再旋轉四分之一圈，到達搬運機械手的位置，此時搬運機械手將工件搬運至落料單元的落料轉盤位置，完成一個循環。停止：按下紅色停止按鈕，當前一個工作

37、周期完成后，本單元停止工作；五、 端子圖及接線表l 端子圖l 接線表序號PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明1I0.49機器人左限位2I0.510機器人右限位3I0.611機器人原位4I0.715轉盤原位5I1.018工件到位檢測6I1.222檢測氣缸上限7I1.424檢測氣缸下限8I1.526轉動氣缸左限位9I1.628轉動氣缸右限位10I1.730支撐氣缸上限位11I2.032支撐氣缸下限位12I2.134機械手夾緊13I2.236機器人動作14I2.539機器人加工放料完成15I2.640機器人加工取料完成16I2.741機器人落料放料完成17Q0.054伺服脈沖18Q0.155伺服

38、方向19Q0.246機器人動作一20Q0.347機器人動作二21Q0.466皮帶傳輸22Q0.556升降氣缸23Q0.658旋轉氣缸24Q0.760支撐氣缸25Q1.062機械手夾緊26Q1.164機械手松開27Q1.268轉盤電機28Q1.442機器人停止29Q1.543機器人啟動30Q1.644機器人復位31Q1.745機器人伺服ON32（1）磁性傳感器引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接PLC輸入端（2）電磁閥引出線：黑色為“負”，接“0V”；紅色為“正”，接PLC輸入端（3）電容及光電開關引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接“+24V”;黑色為“輸出”接

39、PLC輸入端六、 操作步驟1. 按照端子圖與接線表連接控制回路；2. 檢查接線，相鄰兩人互換檢查對方接線包括電源及各I/O點是否對應，特別是要仔細 檢查DC24V電源連接；3. 確保接線無誤后，將空氣開關撥上，按下“上電”按鈕，將編譯無誤的控制程序下載 至PLC中，并將模式選擇開關撥至RUN狀態；4. 按動“復位”按鈕，等待復位完成。按動“運行”按鈕，觀察并記錄落料單元運行狀態；5. 嘗試編譯新的控制程序，實現不同于示例程序的控制效果。七、 實訓總結一、 討論并學習掌握示例程序所用指令的應用；二、 通過分析氣動原理圖了解其工作原理；三、 分析并學習各個傳感器的檢測特性；八、 機器人單元學習本單

40、元的三菱六自由度機器人參照資料三菱機器人使用說明書進行實訓學習。九、 示例程序（參見配套光盤）第五節 落料單元一、 實訓目的1. 掌握氣缸及電磁閥的工作原理。2. 掌握光電、電感傳感器的使用方法。3. 掌握直流減速電機的使用方法。4. 搬運落料單元控制程序的編寫。5. 了解槽輪機構的工作原理。二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺（具有STEP7 MICROWIN軟件）。2. 電源、按鈕、PLC主機掛箱（CPU226主機）各一臺。3. PC與PLC的通信電纜一根（PC/PPI）。三、 工作原理l PLC電氣原理圖四、 控制要求復位：按下黃色復位按鈕，阻擋氣缸縮回，直流減速

41、電機1動作帶動傳輸線運行5S至無雜物；氣動機械手旋轉到工件定位裝置上方，氣爪張開，傳送帶停止，直流減速電機2動作帶動四槽輪機構運行，推料轉盤旋轉，直至電感傳感器1感應到定位標志，電機2停止動作，確保各工位定位準確。復位完成；運行：按下綠色運行按鈕，阻擋氣缸伸出，電機1動作帶動傳輸線運行，等待托盤到位；，總控臺缺料指示燈亮；若有則直流減速電機2工作帶動鎖止弧轉動一周，鎖止弧上的撥銷軸承撥動四槽輪轉動90度到下一個槽輪，同時帶動同軸的圓柱齒輪轉動90度，圓柱齒輪則帶動與其嚙合的一系列圓柱齒輪、圓錐齒輪同步轉動90度，則推料轉盤隨之轉動90度，推動工件滑動至落料平臺落料口落下到滑道上滑至托盤；光電傳

42、感器2檢測到工件信號，落料完成，阻擋氣缸縮回，電機1動作傳輸線運行，托盤工件前往下一站，一個工作周期完成；停止：按下紅色停止按鈕，當前一個工作周期完成后，本單元停止工作；五、 端子圖及接線表l 端子圖l 接線表序號PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明1I0.49托盤到位檢測傳感器2I0.512工件有無檢測傳感器3I0.615下料完成檢測傳感器4I0.718轉盤原位檢測傳感器5I1.019擋料上限位傳感器6I1.121擋料下限位傳感器7Q0.037擋料電磁閥8Q0.139落料盤旋轉9Q0.240托盤輸送10（1）磁性傳感器引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接PLC輸入端（2）

43、電磁閥引出線：黑色為“負”，接“0V”；紅色為“正”，接PLC輸入端（3）電容及光電開關引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接“+24V”;黑色為“輸出”接PLC輸入端。六、 x操作步驟1. 按照端子圖與接線表連接控制回路；2. 檢查接線，相鄰兩人互換檢查對方接線包括電源及各I/O點是否對應，特別是要仔細檢查DC24V電源連接；3. 確保接線無誤后，將空氣開關撥上，按下“上電”按鈕，將編譯無誤的控制程序下載至PLC中，并將模式選擇開關撥至RUN狀態；4. 按動“復位”按鈕，等待復位完成。按動“運行”按鈕，觀察并記錄落料單元運行狀態；5. 嘗試編譯新的控制程序，實現不同于示例程序的

44、控制效果。七、 實訓總結1. 討論并學習掌握示例程序所用指令的應用；2. 通過分析氣動原理圖了解其工作原理；3. 分析并學習各個傳感器的檢測特性；4. 槽輪機構、錐形齒輪、直齒輪的工作原理。八、 示例程序（參見配套光盤）第六節 圖像處理、直角轉角單元一、 實訓目的1. 掌握輥道傳輸線的工作原理。2. 掌握直角轉角單元的工作原理。3. 直角轉角單元的控制程序的編寫。4. 了解滾道傳輸和直角轉角單元的構造及傳輸方式。二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺（具有STEP7 MICROWIN軟件、）。2. 電源、按鈕、PLC主機掛箱（CPU226主機）各一臺。3. PC與PLC的

45、通信電纜一根（PC/PPI）。三、 工作原理l PLC電氣原理圖四、 控制要求復位：按下黃色復位按鈕，直角轉角單元向左旋轉至原位，輥道傳輸線運行將工件輸送完畢。復位完成；運行：按下綠色運行按鈕，輥道輸送線開始運行，當進料傳感器檢測到有托盤過來時，直角轉角的電機開始運行，將托盤輸送至直角轉角單元，當轉角工件到位傳感器有信號時直角轉角進行旋轉，并且電機開始反向運行將托盤輸送出去，待出料傳感器檢測到信號時，直角轉角單元復位，完成一個循環。停止：按下紅色停止按鈕，當前一個工作周期完成后，本單元停止工作五、 端子圖及接線表l 端子圖l 接線表序號PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明1I0.47氣缸左

46、極限2I0.59氣缸右極限3I0.613轉角工件到位傳感器4I1.119轉角來料傳感器5I1.222轉角出料傳感器6Q0.037氣缸右轉7Q0.139轉角傳送正轉8Q0.240轉角傳送反轉9Q1.141拍照輸出10Q0.445皮帶傳送11Q0.543紅燈12Q0.642綠燈13（1）磁性傳感器引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接PLC輸入端（2）電磁閥引出線：黑色為“負”，接“0V”；紅色為“正”，接PLC輸入端（3）電容及光電開關引出線：藍色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接“+24V”;黑色為“輸出”接PLC輸入端六、 操作步驟1. 按照端子圖與接線表連接控制回路；2

47、. 檢查接線，相鄰兩人互換檢查對方接線包括電源及各I/O點是否對應，特別是要仔細檢查DC24V電源連接；3. 確保接線無誤后，將空氣開關撥上，按下“上電”按鈕，將編譯無誤的控制程序下載至PLC中，并將模式選擇開關撥至RUN狀態；4. 按動“復位”按鈕，等待復位完成。按動“運行”按鈕，觀察并記錄加蓋單元運行狀態；5. 嘗試編譯新的控制程序，實現不同于示例程序的控制效果。七、 實訓總結1. 討論并學習掌握示例程序所用指令的應用。2. 通過分析氣動原理圖了解其工作原理。3. 分析并學習各個傳感器的檢測特性。4. 討論渦輪蝸桿式如何工作的。八、 示例程序（參見配套光盤）第七節 行車機械手搬運單元一、

48、實訓目的1. 掌握氣缸及電磁閥的工作原理。2. 掌握各個傳感器的使用方法。3. 三相交流減速電機及變頻器的使用。4. 行車機械手單元控制程序的編寫。5. 了解齒輪齒條的工作原理。二、 實訓設備1. 安裝有WINDOWS操作系統的PC機一臺（具有STEP7 MICROWIN軟件）。2. 操作網孔板一塊（電源、按鈕、CPU226主機）3. PC與PLC的通信電纜一根（PC/PPI）。三、 工作原理l PLC電氣原理圖四、 控制要求復位：按下黃色按鈕，傳送帶停止，由平行氣夾、長程導桿氣缸、交流減速電機、齒輪齒條機構組成的行車機械手移動到左端起始位，平行氣夾張開，復位完成運行：按下綠色按鈕，傳送帶啟動

49、，帶動托盤運行到定位裝置處，電感傳感器檢測到托盤后，傳送帶繼續運行1S后停止，長程導桿氣缸伸出，平行氣夾張開落到托盤兩端夾緊，長程導桿氣缸縮回，提起托盤，交流減速電機啟動，向右端移動到起始工位，長程導桿氣缸伸出平行氣夾張開將托盤放到傳輸線上，傳輸線上的電感傳感器檢測到托盤后啟動傳輸線，托盤進入新一輪的工作循環。在行車工作期間，任何物體進入工作區域，行車立即停止工作直至重新按動緊急按鈕盒上的綠色啟動按鈕。停止：按下紅色停止按鈕，本單元當前一個工作周期完成后停止。五、 端子圖及接線表l 端子圖l 接線表序號PLC地址（PLC端子）面板端子功能說明1I0.49前托盤到位左2I0.512前托盤到位右3

50、I0.615左極限傳感器4I0.718左原點到位傳感器5I1.021左減速到位傳感器6I1.124右極限傳感器7I1.227右原點到位傳感器8I1.330右減速到位傳感器9I1.431提升氣缸上限傳感器10I1.533提升氣缸下限傳感器11I1.635手爪張開傳感器12I1.737手爪夾緊傳感器13I2.043紅外接收傳感器14I2.146漫反射檢測傳感器15I2.249光幕檢測16I2.350緊急停止17I2.452緊急停止啟動18Q0.060下降電磁閥19Q0.162手爪張開電磁閥20Q0.264手爪夾緊電磁閥21Q0.366前托盤傳輸22Q0.467后托盤傳輸23Q1.1變頻器5正轉24

51、Q1.3變頻器6急停25Q1.2變頻器7反轉26電機U變頻器U27電機V變頻器V28電機W變頻器W29（1）磁性傳感器引出線：蘭色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接PLC輸入端（2）電磁閥引出線：黑色為“負”，接“0V”；紅色為“正”，接PLC輸入端（3）電容及光電開關引出線：蘭色為“負”，接“0V”；棕色為 “正”，接“+24V”;黑色為“輸出”接PLC輸入端。對射傳感器的發射傳感器引出線棕色為 “正”，接“+24V”六、 操作步驟1. 按照端子圖與接線表連接控制回路；2. 檢查接線，相鄰兩人互換檢查對方接線包括電源及各I/O點是否對應，特別是要仔細檢查DC24V電源連接；3. 確保接

52、線無誤后，將空氣開關撥上，打開電源開關，將編譯無誤的控制程序下載至PLC中，并將模式選擇開關撥至RUN狀態；4. 按動“復位”按鈕，等待復位完成。按動“運行”按鈕，觀察并記錄行車機械手單元運行狀態。本單元涉及變頻器對交流電機的控制，變頻器的參數設置及使用參見附錄六；5. 嘗試編譯新的控制程序，實現不同于示例程序的控制效果。七、 實訓總結1. 討論并學習掌握示例程序所用指令的應用。2. 通過分析氣動原理圖了解其工作原理。3. 分析并學習各個傳感器的檢測特性。4. 掌握三相交流減速電機及變頻器的使用。5. 了解齒輪齒條的結構。八、 示例程序（參見配套光盤）九、 變頻器參數設置參考序號參數代號設置值說明1P001030調出出廠設置參數2P09701恢復出廠值3P00033參數訪問級4P00040參數過濾器5P00101快速調試6P01000工頻選擇7P0