搬運工作站自動控制系統的信號配置是完成工作站電氣線路安裝與調試的關鍵環節。需要掌握自動控制系統的關鍵設備PLC、傳感器、電磁閥等電氣設備的接線方法，識讀電氣接線圖紙，通過任務的實施完成搬運工作站自動控制系統的電氣線路連接，掌握PLC、傳感器、電磁閥等電氣設備的硬件調試等技能點，養成細心、耐心、吃苦耐勞的工作態度。

【任務描述】項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置

【任務目標】知識目標1.掌握自動控制系統的關鍵設備元件如PLC、傳感器、電磁閥等的電氣接線方法；2.掌握以PLC為核心的自動控制系統的硬件調試方法；3.分析工作站的I/O信號。技能目標1.能識讀工作站的I/O分配和電路等相關圖紙，正確規范地完成自動控制系統的電路連接；2.能識讀工作站氣路連接圖紙，正確規范地完成自動控制系統的氣路連接；3.能夠調整自動化設備的參數，使設備之間的信號對接正常，動作力度適中。素養目標1.增強團隊合作精神、與隊員交流、合作、協調的能力；2.養成細心、耐心、吃苦耐勞的工作態度任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用01

【任務準備】一、西門子S7-1200PLC與傳感器的接線傳感器根據輸出類型可以分為NPN（也稱為漏型傳感器）和PNP（也稱為源型傳感器）兩大類。S7-1200CPU的輸入端既支持漏型也支持源型，所以既可以接NPN傳感器也可以接PNP傳感器，其他型號可以參照產品手冊。1.S7-1200CPU的接線方法以CPU1214CDC/DC/DC的接線圖為例來介紹PLC的接線，其電源電壓、輸入回路電壓和輸出回路電壓均為24VDC，如圖3-2-3所示。圖3-2-3CPU1214CDC/DC/DC的接線圖任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用01

【任務準備】2.S7-1200CPU與NPN型傳感器的連接NPN型傳感器接入PLC，對西門子PLC來說是源型輸入接法，連接方法如圖3-2-4所示，電流流向順序為：24V→1M端→I0.0（電流從I端口流出)→傳感器OUT端→傳感器0V端→0V圖3-2-4NPN型傳感器接線示例

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【任務準備】3.S7-1200CPU與PNP型傳感器的連接PNP傳感器接入PLC對西門子PLC來說是漏型輸入接法，連接方法如圖3-2-5所示，電流流向順序為：24V→傳感器24V→傳感器OUT端→I0.0（電流流入I端口)→M端→0V任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置圖3-2-5PNP型傳感器接線示例

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【任務準備】二、明確工作站I/O信號

表3-2-1工業機器人的輸入/輸出信號表任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置

板卡DI地址

對應關系

對應I/O

板卡DO地址

對應關系

對應I/O0PLCQ0.01PLCI0.01PLCQ0.12PLCI0.12PLCQ0.23PLCI0.23PLCQ0.34PLCI0.34PLCQ0.45PLCI0.45PLCQ0.56PLCI0.56急停按鈕8紅燈7停止按鈕9綠燈8啟動按鈕10黃燈9復位按鈕11蜂鳴器12快換工具接頭13手爪工具開合15推料氣缸項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務準備】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置表3-2-2PLC的輸入/輸出信號表序號地址功能描述1I0.0氣缸推出限位2I0.1氣缸縮回限位3I0.2物料到位檢測4I0.3料倉有料檢測5Q0.6推料氣缸電磁閥項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】一、準備施工施工前應仔細閱讀設備隨機技術文件，識讀工作站電路圖、氣動回路圖等圖紙，按照要求檢查電壓狀態，準備樣圖、工具及線號管，然后根據施工任務制訂施工計劃、施工方案等。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置圖3-2-3電氣線路連接施工流程項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】二、識讀圖紙并連接自動控制系統電路搬運工作站的電路連接主要包括兩部分工作，一是推料單元的傳感器、電磁閥與西門子PLC的電路接線，通過7針的航空插頭進行連接；二是工業機器人與外圍設備，如PLC、按鈕指示燈模塊的電路連接。電路連接應符合工藝、安全規范要求，所有導線應置于線槽導線與端子排連接時，應套線號管并及時編號，避免錯編、漏編。插入端子排的連接線應接觸良好且緊固。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置1.連接PLC與電磁閥、傳感器電路在推料單元中，用到的傳感器有光纖傳感器和磁性接近開關。本次任務選用PNP型光纖傳感器，其探頭分別安裝在在料倉底下和出料平臺處，進行檢測料倉有無物料、物料是否被推出到位。磁性接近開關安裝在推缸凹槽出，分別檢測推缸推出和縮回的位置，以判斷其狀態。因此，搬運工作站傳感器主要集中在推料單元，如圖3-2-16所示是PLC與電磁閥、傳感器的引腳接線圖。3-2-16PLC引腳接線圖

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【任務實施】2.識讀航空插引腳圖紙為了增加設備的集成性和拆卸便利性，現引入7針航空插頭進行轉換。位于集成蓋的7針航空插公頭底座接線圖如下，每個針腳都有對應的數字編號，根據如圖3-2-15所示的編號連接對應的元件。由圖可知，通過該航空插頭集中了直流電源、供料碼垛氣缸與傳感器的連接線。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置圖3-2-157針航空插公頭底座示意圖項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置2.連接航空插與外部設備根據如圖3-2-16所示7針航空插公頭底座示意圖，將以上元器件的引腳分別接至對應的引腳號，連接好的實物如圖3-2-17所示。根據連接電路，連接好后的實物如圖3-2-17所示。圖3-2-17航空插頭與外部設備接線示意圖

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【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置3.連接工業機器人與PLC等外圍設備的電路根據如圖3-2-18所示的工業機器人數字量輸入輸出接線示意圖，使用相應工具連接實物。圖3-2-18工業機器人數字量輸入信號接線示意圖

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【任務實施】三、識讀氣路連接圖紙并連接氣路1.連接氣源用Φ6氣管連接空氣壓縮機與氣動二聯件，再將氣動二聯件與電磁換向閥閥組用Φ4氣管相連。

圖3-2-9搬運工作站氣路連接示意圖任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】2.連接執行元件根據氣路連接示意圖，本工作站執行元件包括了分別用于控制ABB快換接頭、氣爪松夾和推料的三個氣缸與電磁閥的氣路連接，工作站使用的是單控二位五通電磁閥。連接時，將各氣缸與其對應的電磁換向閥用Φ4氣管進行氣路連接。連接步驟如表快速接頭與氣管對接：氣管插入接頭時，應用手拿著氣管端部輕輕壓入，使氣管通過彈簧片和密封圈到達底部，保證氣動回路連接可靠、牢固、密封；氣管從接頭拔出時，應用手將管子向接頭里推一下，然后壓下接頭上的壓緊圈再拔出，禁止強行拔出。用軟管連接氣路時，不允許急劇彎曲，通常彎曲半徑應大于其外徑的9~10倍。由于電磁閥需安裝在集成蓋內，故先將電磁閥的出氣口和進氣口接到集成蓋上，如圖3-2-10所示，由集成蓋上的進氣口轉換接到匯流排的閥口，由集成蓋上的出氣口轉換接到推缸的兩個閥口，這兩個出氣口的氣管接線將直接影響推缸的常規狀態是推出還是縮回，在初步安裝中可以先不考慮，先將氣管連接好，在后續調試中再確定位置。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】本工作站利用單控二位五通電磁閥，通過Φ4氣管連接三個氣缸至對應電磁閥，分別控制ABB快換接頭、氣爪及推料動作。連接時，確保快速接頭與氣管對接穩固密封，禁止強拔。軟管連接避免急彎，彎曲半徑大于外徑9-10倍。電磁閥裝于集成蓋內，其進出口預接集成蓋再轉接到匯流排與推缸，推缸狀態調試時確定。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置圖3-2-20推料氣缸的氣路連接示意圖

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【任務實施】四、調試自動控制系統電氣線路1.設備上電前檢查(1）觀察機構上各元件外表是否有明顯移位、松動或損壞等現象，如果存在以上現象，及時放置、調整、堅固或更換元件。(2）對照接口板端子分配表或接線圖檢查桌面和掛板接線是否正確，尤其要檢查24V電源、電氣元件電源線等線路是否有短路、斷路現象。【提示】設備初次組裝調試時必須認真檢查線路是否正確。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】2.手動調試搬運夾具如圖3-2-21所示，本任務選用平口夾具搬運方形材料，手動安裝搬運夾具步驟如下：（1）按下控制快換裝置的電磁閥的手動按鈕；（2）另一只手拿著夾具去匹配工具快換頭的凹槽；（3）松開電磁閥的手動按鈕，直到確認夾具已安裝牢固不會掉落后才能松開拿著夾具的手。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置圖3-2-21安裝平口夾具項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】3.調試推料單元任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置操作步驟示意圖步驟1：確認位置

將推料單元安裝在固定位置，手動搖一下，確認定位無誤且穩固即可。

步驟2：通電

打開工作站的總電源，注意上電是從左往右依次打開斷路器，下電反方向。按下工作臺面板的上電按鈕，接通24伏電源。將航空插頭插到對應位置，根據接線圖，航空叉應該接在LC-7接口，觀察此處應有一個凹槽，對準，插入，再鎖緊。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置操作步驟示意圖步驟3：通氣

將集成蓋上的氣管快速插到氣源接口，按下去，整理氣管，再去打開氣閥，將氣閥往右邊推，觀察氣壓計指針，氣壓合適即可。

步驟4：調節氣缸狀態

通氣后，用螺絲刀壓下電磁閥按鈕，控制推缸推出或縮回。若發現此時氣缸為推出狀態，不符合氣缸的常規狀態（縮回狀態），可以通過對調氣缸兩根氣管的位置，進行調節。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置操作步驟示意圖步驟5：配置推缸信號

在示教器的控制面板定義名稱為tuigang，地址為15的數字輸出信號，重啟示教器生效。

步驟6：信號強制測試

在輸入輸出界面的數字輸出信號頁面，找到剛剛定義tuigang信號，置1，氣缸推出，置0，氣缸縮收回，信號測試成功。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置操作步驟示意圖步驟7：調節磁性開關傳感器位置

將氣源關閉，手動拉動氣缸向前移動到合適的位置，調節前限位傳感器的位置，此時亮燈，往后拉動滅燈，反復測試，耐心捕捉出亮紅燈區間的中間值位置，按住，用一字螺絲刀鎖緊固定好即可。用同樣的方法設置后限位傳感器的位置。

步驟8：調節氣缸速度

按壓電磁閥按鈕，控制氣缸推出和縮回，觀察它的速度，過快或者過慢，不合理則要調節前后節流閥的旋鈕，控制氣流量。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用02

【任務實施】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置操作步驟示意圖步驟9：調節光纖傳感器

首先測試物料到位，將物料放在出料平臺，觀察到第一個光纖傳感器有亮燈變化，掀開放大器蓋板，旋轉橙色的一字旋鈕，進行調節，當物料在幾乎貼近平臺的時候，才亮燈為合適位置，第一個傳感器調節完畢，合上蓋板。第二個傳感器的調節同理，將物料放于料倉當中合適位置，傳感器才亮燈為合理。

步驟10：整理清潔

推料氣缸調試完畢后，再進行最終的確認檢查，最后再遵守“8S”管理規定，進行工藝整理和工位清潔。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務名稱任務3.2搬運工作站自動控制系統的信號配置班級姓名學號小組名稱組長姓名指導教師學習活動一：安裝與使用平口夾爪學習目標1.識讀氣路連接圖紙并連接氣路；2.認識不同的電磁閥及其使用方法；3.掌握夾具安裝、信號配置的方法；4.掌握控制夾爪開合的編程。學習過程

此學習活動是對已有知識的復習與強化，應獨立思考完成，確保熟練、理解。問題1：

夾具的更換需要通過快換裝置來實現，快換裝置的工作原理是什么呢？這就需要去識讀氣路圖了。想要實現氣路工作，首先要給工作站通氣，這要怎么操作呢？請學會后簡要寫出操作步驟。任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置問題2：

以下是氣源處理裝置，請填寫出各部分名稱。問題3：

夾爪單元里的夾具是如何手動安裝到機器人的法蘭盤的呢？請你分別用三種方法安裝平口手爪工具：電磁閥手動測試法、輸出信號強制法、快捷鍵控制法。問題4：

請你根據自己的理解說出以上3種方法的特點及區別。如果示教器里沒有控制夾爪的信號，該怎么辦？項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置問題5：

請簡要寫出在示教器配置信號的步驟。注意信號地址不能重復，新建后示教器要重啟才能生效。問題6：

請在實訓工位找到以下三種電磁閥，認識并寫出三者的不同。①雙控電磁閥②單控電磁閥③單控電磁閥項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置問題7：

分別用單控電磁閥和用雙控電磁閥來控制夾爪的開合，在編程時有什么不同？①用單控電磁閥，夾爪信號為DO12,則夾爪打開的程序為：

②用單控電磁閥，夾爪信號為DO12,則夾爪閉合的程序為：

③用雙控電磁閥，夾爪打開信號為DO4,夾爪閉合信號為DO7，則夾爪打開的程序為：

④用雙控電磁閥，夾爪打開信號為DO4,夾爪閉合信號為DO7，則夾爪閉合的程序為：

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【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置活動一考核項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置學習活動二：調試推料單元學習目標1.掌握自動控制系統的關鍵設備的電氣接線方法；2.掌握自動控制系統的硬件調試方法；3.能夠調整自動化設備的參數，使設備之間的信號對接正常，動作力度適中。學習過程

活動需要耐心細心來完成，涉及的知識點較多，注意及時做好筆記。問題1：

請靜下心來學習一下相關的理論知識，為后續的實踐操作夯實基礎。①傳感器可以分為（

）制、（

）制、（

）制。磁性開關傳感器是（

）制，有（

）色和（

）色的引出線，分別是（

）

線和（

）線。光纖傳感器是（

）制，有（

）色、（

）色和（

）色的引出線，分別是（

）線、（

）線和（

）線。②

推料氣缸電磁閥線圈有兩根引出線，其中紅色線接（

），黑色線接

（

）。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置③在進行設備調試時，用一字螺絲刀調整電磁閥的手動換向旋鈕，當旋鈕處于上方位置（即常態）時，電磁開關的信號為（

）；此時，用一字螺絲刀將旋鈕向下按壓，則等同于該側的電磁信號為（

）；若一邊按壓一邊順時針轉動旋鈕，則可將電磁信號鎖定為

的狀態。④設備上電前一定要：（

）。⑤工作站的總電源的通電順序：（

）

。⑥氣缸推出縮回速度過快應調節：（

）。⑦傳感器檢測不到物料應調節：（

）。⑧上電通氣后推缸常態為推出而非縮回應調節：（

）。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置⑨完成航空插頭與外部設備接線示意圖連線。項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置問題2：

請你參考調試推料單元的具體步驟完成推料單元的調試。活動二考核項目三工業機器人物料搬運集成工作站應用03

【任務工單】任務二搬運工作站自動控制系統的信號配置學習活動三：自動控制系統的電路連接及信號分析學習目標1.能識讀工作站的I/O分配和電路等相關圖紙，正確規范地完成自動控制系統的電路連接；2.分析工作站的I/O信號。學習過程

理論與實際相結合，先參考教材結合實物看懂連接關系、對應關系，再到工作頁畫圖，以理解為主。問題1：

光纖傳感器檢測到物料推出是如何告知工業機器人的呢