工业自动化系统设计与调试样本.doc

《工业自动化系统设计与调试》
指 导 书

福建工程学院自控教研室
目 录

机电一体化自动生产线系统使用阐明
实践项目一 送料装置（装配一站）
实践项目二 加盖单元（装配二站）
实践项目三 穿销单元（装配三站）
实践项目四 模仿单元（装配四站）
实践项目五 检测单元（装配五站）
实践项目六 分检单元（装配六站）
实践项目七 升降梯与立体叠层仓库单元（装配七站）
实践项目八 废料解决单元（装配八站）
实践项目九 总控编程

机电一体化自动生产线系统使用阐明
当代工业是计算机、信息技术、当代管理技术、先进工艺技术综合与集成，涵盖了产品设计、生产准备、制造执行等多方面，是国家建设和社会发展重要支柱之一。在“十六大政府工作报告”中先进制造技术被列为首要发展方向之一。为了加强学生面向新世纪挑战能力，抓住国内加入“WTO”机遇，提高机、光、电一体化理论水平与实践能力刻不容缓，重点建设机电类工程柔性加工实验综合平台，更具备迫切性和现实意义。
机电一体化自动生产线系统从简朴到复杂，从零部件到整机，采用不同机械和电气设计，学生可以学到更多实践知识，拓展思维，提高动手和实际操作能力，以适应当代机电一体化技术规定。
一、机电一体化自动生产线系统功能
涵盖课程：微机、数控、组态编程、工业总线、测试与控制技术、气动、机械制动、传感器、气动机器人等课程
特 点：以自动化物料传播和加工装置为对象体现惯用控制，机械传动原理应用，装置选取、调试和系统总调。
二、开创任意组合与开发理念
涵盖课程：机械原理、装配设计、质量控制、加工技术等课程
特 点：展示制造过程本质，包括装置优化、不同组合、位置检测等内容。
三、项目技术内容
1、基本机械传动原理涉及：
“O”型皮带传动、齿轮齿条差动机构、齿轮减速传动机构、螺旋升降机构、间歇送料机构、链轮链条差动机构、同步齿型带动机构、滚珠丝杠传动机构、
2、电器技术：
总线技术PROFIBUS、变频调速技术、可编程控制器应用、电机传动、各种传感器应用、步进电机控制、气动控制、伺服电机控制、继电器控制、计算机组态、计算机控制技术
四、本装置详细构成
1、总电气控制某些
总电源箱、总控制器、总开关盒、总气源开关及气泵、总报警批示灯
2、机电柔性自动循环某些、送料单元（装主体）、加盖单元（装上盖）、穿销单元（穿销钉）、直线单元、转角单元、检测单元、分检单元、模仿单元、高架叠层立体仓库、废料解决单元、主控平台
七、本装置构成详细阐明
1、总控电气某些
1）总电源箱
三相断电路器： 电压 380V 电流 10A
漏电保护开关： 30mA 0.1S
三相电源插口： 380V 16A
三相国产插座： 220V 10A
急停按钮：
24V直流电源： 24V直流 红为正；黑为负
24V直流电源：
单相原则国产插座： 220V 10A
2）总控制器
采用西门子 S7 300可编程控制器
电源模块
CPU 315-2DP模块含后备电池及存储卡
输入/输出模块
整套装置控制
3）总电控按钮组合
急停按钮、复位按钮、启动按钮、启动按钮
4）总气源开关及气泵
气泵电源插入总电源箱单相220V插座，上电（合闸）气泵开始工作，当气压达到6Mpa时，可以使用，打开电源总气源开关，蓝色旋钮，气压达到4Mpa时，可以正常工作。
5）总报警批示灯
当红灯亮时表达停止运营
当黄灯亮时表达运营故障
当绿灯亮时表达正常运营
注：浮现故障显示时应检查每个分站状况，与否浮现故障，有则排除，排除后应再重新运营。
2、机电柔性自动循环某些
1）送料单元
生产线托盘从此站前端开始进入分料仓入口，底层直线单元电机带动传送带动作，托盘沿此方向向前传送。料仓下部直线单元电感式传感器检测到托盘到位，检测工件主体传感器未检测托盘上有工件时，定位气缸将托盘对准分料口，工作批示灯亮，三个条件同步满足，即气缸到位、托盘到位、托盘上无工件时，直流减速电机工作。通过机械间歇机构带动两条同步送料带将装配主体下落到托盘上，这时检测工件传感器检测到工件到位，定位气缸放行，托盘带工件沿自动传送带向下运营，工作批示灯灭。
2）加盖单元
托盘带工件主体沿直线及转角单元进入装配二站，直线单元上传感器检测托盘到位和气缸到位传感器工作，工作批示灯亮，电机带动蜗轮蜗杆减速电机使摆臂开始工作，通过摆臂摆动让上盖装在主体上，上盖检测传感器检测到上盖装好后，托盘带工件沿直线单元下行。
3）穿销单元
旋转料仓为特殊机械传动方式，将差动机构旋转动作，综合成直线推动功能，将销钉精确装配到上盖与工作主体中间，使三者成为整体，销钉分为金属与非金属二种，可以依照不同销钉类型进行分析、存储。本装置演示是依照销钉不同材料分层存储。
4）模仿单元
托盘带工件进入本站，进入后托盘检测到位，进行加热和烘干模仿动作，然后托盘带工件下行。本站重要是让学生进行模仿量编程和控制。
5）直线送料单元
直线送料单元是基本单元之一，它是由直流减速电机作驱动源，积极轮通过同步带带动从动轮转动，并通过O型带传到连动轮，用涨紧轮装置保持传送O型带张力均匀。传送平稳。
6）检测单元
托盘将装配好成品进入检测单元，进行竣工后测试。拟定工件与否齐全。同步对销钉材质进行测试，对金属和尼龙销钉分别赋予不同输出信号，并通过色差传感器检测工件与否贴标签，若没有贴上标签或工件不齐全则输出不合格信号，进入废料解决单元或继续沿生产线运营补齐工件；若标签以贴上且工件齐全，输出合格信号，对于合格品在进行销钉材质分析使其分别进入不同仓库，以便储存。
7）转角单元
这是一种无动力从动单元，目是为了变化方向，90度换向单元在自动生产线中，在需要变化方向地方加装此单元，可以迅速、平稳使工件变化运动方向。它转动是靠转角单元外连轮用“O”型带串联起来，无电器连接和驱动即可换向。
8）分检单元（气动机械手）
依照检测单元提供信息，当托盘带工件在定位口时短程气缸下落，皮碗压紧工件真泵开关动作，排除皮碗内空气，短程气缸上升，托盘继续迈进，摆动缸将工件转动90度，下落到传送带将工件送到升降台。进入仓库单元。
当是废品时，短程气缸下落，皮碗压紧废品件，真空泵开关动作，排除皮碗内空气，短程气缸上升，托盘继续迈进，无杆缸横移将废品装入废品线，真空泵充气废品掉在废品线上。
9）高架叠层立体仓库
该单元由升降梯与高架叠层立体仓库二某些构成，升降梯由升降台和链条提高某些构成，由步进电机做驱动电源，由光栅尺对升降梯上升或下降高度进行准拟定位。工件下行至此站，升降梯上传感器检测到工件进入时，升降梯上传送电机停止工作，此时工件停在升降梯上，升降梯带动工件上行，依照检测单元检测到销钉材质状况分别进入仓库不同层，当到达该层时升降梯上传送电机转动使工件进入该层仓库，当升降梯位置达到该层仓库高度时本层仓库电机也同步动作，本层仓库传感器检测到工件进入后，本层传送电机停，同步升降梯开始下降，回到初始位置，等待下一种工件。
10）废料解决单元
当废品到达废品处，测试传感器检测到废品到位，解决线由变频器控制三相异步电机将废品按指定地点进行回收。
11）主控平台
主控平台由铝合金、T型槽拼装而成，可以单独使用，也可以四周互相连成一体，做为实验平台，整套生产线以此铝合金为基本平台进行各种实验。
本装置可采用整套装置或独立单元运营，也可自行组合，先进行机械连接，再编程、调试，培训学生把所学到东西变成实际，增强开创动手能力，扩展创新进取理念，毕业后可直接参加生产实际工作。
工业电气自动化学生可进行编程外还可以进行组态画面编程，通过触摸屏进行控制，真正把计算机与控制对象连接，还可进行总线控制（CANBUS、PROFIBUS…），总线连接。
机械自动化学生可以进行自行设计新方案，在自动生产线上按照自己想象设计制造、加工、装配等新制造工艺，创新自己设想，实现整体设计方案，同步教师可在机械传动中、电气传动中设立故障，让学生排查，锻炼和培养学生解决问题能力和与同窗合伙能力，达到培养21世纪实际高档技能型人才。高档人才目的：坚实基本理论知识；创新开发进取理念；具备定性和定量检测与分析能力；具备动手和排除故障判断能力；能与她人合伙共创共建交往能力。

实践项目一 送料装置（装配一站）
一、实践目：
1、理解装配一站装配过程
2、观测机械传动全过程
3、理解每种传感器功能和在此站作用
4、用PLC控制整站过程并编程
5、熟悉所有电气接线与功能
二、实践材料：
1、整套装配一站机械设备
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、装配一站接线图，电气原理图、气动原理图
三、实践内容：
1、检查机械传动某些及PLC上输入输出点接线与否与图纸完全一致。检测本站中S7 200通讯地址与否与S7 300硬件通讯中设立地址相似，以便使用总线控制。
2、进行无工件手动测试。
3、将手动/自动转换开关：拨到“手动”。
4、按下启动按钮，同步带同向转动，观测间歇机构，电机每一转，同步带下降一次每两转同步带下降一种工件。
5、如果一切正常，开始将工件主体装入分料箱，从上开口向内装料，并保证料在两条同步带同一层中，装好一种工件再按启动，工件下降一位，按停止键装第二个工件，依次可装进七个主体模块。
6、检测传感器位置，手动测试，托盘到位时托盘下传感器与否有输出信号（用万能表检测）。移开托盘，传感器无输出信号。
7、检测气缸定位与否到位，到位工作批示灯亮。
8、定位气缸到位后，手动进行装配一站手动装配，将工件主体下降到托盘，工件下落后定位气缸放行，托盘带工件下行，工作批示灯灭。
9、依照手动功能全过程，编写PLC程序。
四、编程规定：
一方面设计本站开关盒上每个按钮作用，同步总站开关盒可对各站进行控制（总站开关盒详细阐明见总站编程），此规定为每站必要编写内容，后来各站将不在详述。
1、工件托盘到位后，工作批示灯亮，显示机械开始工作，2秒后送料电机启动。
2、主体工作靠自重下落到托盘后，电容传感器检测工件的确到位后启动定位气缸，同步第二站必要是预备工作状态，才可将工件放行，继续工作；
3、定位气缸放行，托盘沿传送带下行，工作批示灯灭，同步进行3秒延时，3秒后气缸复位，该站恢复预备工作状态。
五、问 题
1、该站使用了哪些机械传动机构？
2、本站为什么采用有机玻璃作为主体构造？现实生活中应采用什么材料？
附：下料单元I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
托盘检测
I0.0

1
传送电机
Q0.0

2
工件检测
I0.1

2
下料电机
Q0.1

3
止动气缸复位
I0.2

3
止动气缸
Q0.2

4
止动气缸到位
I0.3

4
工作批示灯
Q0.3

5
启动
I2.0

5

Q

6
手动/自动
I2.1

6

Q

7
停止1
I2.2

7

Q

8
急停1
I2.3

8

Q

9

I

9

Q

10

I

10

Q

控制面板详细阐明：
1、“220V电源”：此电源分为两组，前面一组为外设电源，可供外部设备使用；另一组为本站电源，由其开关进行控制，当开关闭合时，本站电源得电，相应本站执行装置可以工作，开关打开时，本站处在无电状态，而外设电源依然有电，不受此开关控制。
2、“可编程序控制器S7-226和总线扩展模块EM277”：将对的程序输入到PLC中，即可控制各执行装置动作执行状况，也可通过总线扩展模块使本站由总线进行整体控制。
3、“PLC输入/输出状态批示灯”：此批示灯相应着PLC各个输入和输出点，显示其输入/输出状态。
4、“手动/自动按钮”：拨到“自动”时由总站进行控制。拨到“手动”时可手动进行本站操作，只有当此按钮拨到“手动” 位置时“启动按扭”和“停止按钮”才可具备控制作用。
5、“启动按钮”：一方面启动底层传送电机，然后按先后顺序和各种传感器检测状况进行相应动作。
6、“停止按钮”：按下此按钮时本站动作均处在停止状态，按启动后可继续工作。
7、“急停按钮”：遇到紧急状况，按下此按钮强制性将各种设备处在停止工作状态，此时按其他按钮均不起作用，只有当急停按钮旋起时，各种设备才干正常工作。
8、“220V批示灯和24V批示灯”：本站电源开关闭合时，220V批示灯亮，本站处在工作状态；开关打开时，灯灭，本站处在停止工作状态。
9、“模仿量扩展模块接口位置”：为模仿单元预留。在模仿单元中增长两个模仿量模块。
10、在分检单元和升降梯与高架叠层仓库单元中220V批示灯和24V批示灯位置为两个按钮，在分组实验时可以通过此按钮定义销钉材质状况和工件与否合格。在系统整体运营时，可依照检测单元检测到实际状况进行动作，不需用到此按钮。

实践项目二 加盖单元（装配二站）
一、实践目：
1、理解翻转定位装配工作原理
2、观测蜗轮蜗杆减速机构造
3、理解连杆机构及连轴器工作原理
4、理解每种传感器功能和在此站作用
5、用PLC控制整站过程并编程
6、熟悉所有电气接线与功能
二、实践材料：
1、整套装配二站机械设备
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、装配二站接线图，电气原理图、气动原理图
三、实践内容：
1、检查机械传动某些与否与图纸完全一致，检查编程器输入/输出点接线状况，核对总线通讯地址。
2、进行无工件手动测试。
3、将手动/自动转换开关：扭向“手动”。
4、按启动按钮，电机开始启动，同步带同向转动，观测连杆机构，电机带动蜗轮蜗杆减速机转动（减速比为1：10），主摆臂动作，进行取、放工件。
5、如果一切正常，开始将工件放在料槽内，工件靠自身自重滑行到位。
6、检测传感器位置，手动测试，托盘带主体件到位后，传感器与否有输出信号。
7、检测气缸定位与否到位，若到位工作批示灯亮。
8、当托盘带主体到达定位口并检测到位后，开始装配上盖。将上盖与主体精确装配后，定位气缸放行，托盘带工件下行，工作批示灯灭。
9、依照手动功能全过程，编写S7 200程序。
四、编程规定：
1、当托盘从一站下行至此，二站托盘检测到位，且携带工件主体，同步上盖检测无信号输出时（即无上盖时），启动下料电机，本站工作批示灯亮。
2、PLC通过两个继电器控制电机正反转，电机带动减速机使摆臂动作，主摆臂从料槽中取出上盖，翻转180度，当遇到放件控制板时复位弹簧松开，此时摆臂遇到限位开关后停止，上盖靠自重落入工件主体内。
3、放竣工件后，摆臂回到初始状态。
4、当上盖检测传感器检测到上盖放好后，延时2秒，止动气缸放行，至下一站，工作批示灯灭，止动气缸复位，该站恢复预备工作状态。
五、问 题：
1、该站使用了哪些机械传动原理？
2、摆臂两侧采用限位开关作用是什么？
附：加盖单元I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
上盖检测
I0.0

1
取件
Q0.0 Q0.1

2
托盘检测
I0.1

2
放件
Q0.1

3
止动气缸至位
I0.2

3
工作批示灯
Q0.2

4
止动气缸复位
I0.3

4
止动气缸
Q0.3

5
摆臂至位
I0.4

5
传送电机
Q0.4

6
摆臂复位
I0.5

6

Q

7
手动/自动
I2.0

7

Q

8
启动
I2.1

8

Q

9
停止
I2.2

9

Q

10
急停
I2.3

10

Q

实践项目三 穿销单元（装配三站）
一、实践目：
1、理解旋转装配机械传动构造
2、观测销钉存储与下降原理
3、理解每种传感器功能和在此站作用
4、用PLC控制整站过程并编程
5、熟悉所有电气接线与功能
二、实践材料：
1、自动装销钉单元
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具一套
5、电器接线图，电气原理图、气动原理图
三、实践步聚：
1、将气缸与旋转装配传动机构托勾，用于推、拉旋转装配体，观测运动过程，与销钉连动原理。
2、将气缸与旋转装配机构重新接好，打开气源开关，用手动开关控制二位三通阀门推动气缸来回活动。（注意：应在无销钉时检测工件主体中孔位置与本站销钉穿入位置与否吻合。）
3、以上环节进行完后，将“手动/自动”转换开关打到手动，按“启动按钮”，观测电磁阀运动过程。
4、依照本单元动作过程，检查各传感器功能。
止动气缸到位 止动气缸复位
销钉气缸到位 销钉气缸复位
托盘检测
销钉检测
5、依照PLCI/O分派状况表检查编程器输入/输出点接线与否对的。
6、依照手动功能全过程，编写S7 200程序。
四、编程规定：
1、当托盘带工件主体下行至本站，托盘检测到位后，销钉检测为主体内无销钉，此时进行3秒延时，延时时间到后，销钉气缸置位，开始穿销钉，工作批示灯亮。
2、当销钉气缸穿完销钉后销钉气缸复位，且进行延时。
3、2秒后，止动气缸放行，工作批示灯灭，托盘带工件下行，本站恢复就绪状态。
五、问 题：
该站使用了哪些机械传动原理？
附：穿销单元I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
销钉检测
I0.0

1
止动气缸
Q0.0

2
托盘检测
I0.1

2
工作批示灯
Q0.1

3
止动气缸至位
I0.2

3
销钉气缸
Q0.2

4
止动气缸复位
I0.3

4
传送电机
Q0.3

5
销钉气缸至位
I0.4

5

Q

6
销钉气缸复位
I0.5

6

Q

7
手动/自动
I2.0

7

Q

8
启动
I2.1

8

Q

9
停止
I2.2

9

Q

10
急停
I2.3

10

Q

实践项目四 模仿单元（装配四站）
一、实践目：
1、理解电炉丝加热原理和加热过程
2、理解PLC对模仿量控制编程过程
3、理解每种传感器功能和在此站作用
4、用PLC控制整站过程并编程
5、熟悉所有电气接线与功能
二、实践材料：
1、模仿单元
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具一套
5、电器接线图、电气原理图、气动原理图
三、实践步聚：
1、检查机械传动某些与否与图纸完全一致，检查编程器输入/输出点接线状况，核对总线通讯地址。
2、将“手动/自动”转换开关拨到手动，按启动按钮进行手动控制。
3、启动喷气阀，观测喷气状况。
4、观测电炉丝加热状况。
5、依照本单元动作过程，检查各传感器功能。
6、依照手动功能全过程，编写S7 200程序。
四、编程规定：
1、托盘带工件下行至此站，托盘检测传感器检测到托盘到位，启动喷气阀，进行延时。
2、500ms后关闭喷气阀，用最大加热限度加热，持续8秒。
3、8秒后停止，循环读取输入。（用热电阻输入值和设定值46°比较，若不大于输入值则按50%最大加热限度加热，始终加热到当循环读取输入值不不大于或等于设定值时，跳出。）加热停止，启动电扇散热，进行延时。
4、5秒后止动气缸放行，托盘带工件下行，电扇停，同步进行3秒延时。
5、延时时间到后，止动气缸复位，循环标志和采样标志清零。本站进入预备工作状态。
五、问 题：
1、该站PLC输入和输出与其他站有何不同？
2、模仿量输入输出编程特点是什么？
附：模仿单元I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
托盘检测
I0.0

1
止动气缸
Q0.0

2
温度检测
I0.1

2
喷气阀
Q0.1

3
止动气缸至位
I0.2

3
电扇
Q0.2

4
止动气缸复位
I0.3

4
工作批示灯
Q0.3

5
手动/自动
I2.0

5
传送电机
Q0.4

6
启动
I2.1

6

Q

7
停止
I2.2

7

Q

8
急停
I2.3

8

Q

9

I

9

Q

10

I

10

Q

实践项目五 检测单元（装配五站）
一、实践目：
1、理解PROFIBUS功能
2、理解每种传感器功能和在此站作用
3、用PLC控制整站过程并编程
4、熟悉所有电气接线与功能
二、实践材料：
1、检测单元
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、电器接线图、电气原理图、气动原理图
三、实践基本知识简介：
现场总线是连接控制系统中现场装置双向数字通讯网络。
长处：
1、具备较高性能价格比，系统综合成本减少。导线连接附件减小，设计安装以便，调试、维护费用大幅度减少，维护和改造停工时间将减少60%~80%。
2、系统性能提高，使控制系统档次跨越了一种台阶。自动诊断、显示故障位置，诊断涉及总线节点通讯故障，电源故障，以及现场装置和连接件断路、短路故障，从而使设备维护人员可以迅速发现系统各种故障位置和状态。
3、采用数字信号通讯，有效提高了系统测量和控制精度。
4、安装迅速、简便、更适合设备改造和更新。
5、可靠数据传播、迅速数据响应、强大抗干扰能力。
6、PROFIBUS，占当前世界工业总路线24%以上，这是最优总线，世界范畴原则是原则化开放式通讯网络，即PLC作为主控制器与现场设备数据互换通讯网络，12Mbps是其最快通讯速率，扫描1000个I/O点时间少于1ms。
7、一种系统可以有126个节点，数千个模仿量和数字量。
8、一种独立模块，可连接8个如下现场装置，扩展模块，通过接口模块连接到总线上，依照需要可以最多扩展至256个点。
9、本模块可直接连接Profibus-DP总线上，它最多可连接8个开关输入，同步可驱动4个开关量执行器。
10、输入具备共用短路保护功能，每个通道有一种绿色LED批示信号状态一种绿/红双色总线LED批示模块在线/离线状态。
四、实践内容
1、检查各种传感器工作状况。
气缸到位传感器（非接触式） 气缸复位传感器（非接触式）
托盘到位传感器（电感式） 材质检测 （磁感式）
色差检测（智能式） 销子检测（电容式）
2、依照接线图和输入/输出明细表，检查编程器输入/输出点接线状况。
3、依照传感器检测顺序与合格、不合格辨别条件，编写检测PLC程序。
五、编程规定：
1、当托盘带工件进入本站后，进行2秒延时。
2、延时过程中检测托盘上工件状况，此时检测工件主体，工件与否有上盖，与否贴标签，（贴标签为合格产品，无标签则为废品，将进入废品回收单元）。与否穿销钉，若穿销钉，分析销钉材质为金属还是非金属，置相应标志位，以便在分检和料仓中做判断标志使用。
3、2秒后，检测完毕止动气缸放行，工件进入下一站，同步在进行2秒延时。
4、2秒后止动气缸复位，该站恢复预备工作状态。
五、问 题：
1、为什么采用PROFIBUS-DP作为现场通讯总线？
2、PROFIBUS-DP现场总线具备什么特性？
3、简朴阐明各种传感器作用。

附：检测单元I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
止动气缸至位
I0.0

1
止动气缸
Q0.0

2
止动气缸复位
I0.1

2
传送电机
Q0.2

3
托盘检测
I0.2

3

Q

4
上盖检测
I0.3

4

Q

5
材质检测
I0.4

5

Q

6
标签检测
I0.5

6

Q

7
销钉检测
I0.6

7

Q

8
手动/自动
I2.0

8

Q

9
启动
I2.1

9

Q

10
停止
I2.2

10

Q

11
急停
I2.3

11

Q

①汽动阀门组 ②检测器件安装平台
③工件 ④直线传送单元
实践项目六 分检单元（装配六站）
一、实践目：
1、理解气动机械手动作原理
2、理解无杆气缸原理
3、理解短程气缸功能
4、理解摆动缸动作原理和功能
5、理解真空皮碗工作原理和功能
6、用PLC控制整站过程并编程
二、实践材料：
1、分检单元
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万能表
4、电工工具
5、电器接线图、电气原理图、气动原理图
三、实践内容：
1、手动启动无杆气缸先后活动。
2、手动启动短杆气缸上下活动。
3、手动启动摆动缸90度旋转。
4、手动启动真空皮碗抽真空和充气过程。
5、用手动启动上进全过程。
6、检测PRODIBUS总线S7 200连接。
7、检测输入、输出端子模块。
8、检测总线功能端子模块。
9、依照开关量输入和电器接线图和电路图，编写程序。
四、编程规定：
1、工件进入本站，进行3秒延时。
2、3秒后启动短程气缸，真空皮碗将工件吸起，摆动气缸将工件旋转90°。
3、依照检测单元检测状况，若为合格产品则进行2秒延时，并检测升降梯工作状况，若升降梯为准备就绪状态，则启动止动气缸将托盘放行，两秒后将工件放究竟层传送带上。传送带带动工件进入下一站，在进行2秒延时，时间到后止动气缸复位。若升降梯处在工作状态，则工件吸起后，始终处在等待状态，等到升降梯复位后在将托盘和工件放行。
4、将工件放到传送带上后，摆动气缸和短程气缸复位。
若为不合格产品，也依照升降梯状态进行工作。若升降梯为准备就绪状态，则启动止动气缸将托盘放行，进行2秒延时。同步启动导向驱动装置，将工件送入废品解决单元，进行回收。将工件放入后，导向驱动装置复位，短程气缸和摆动气缸复位。
5、2秒后，止动气缸复位，所有动作都将恢复预备状态。
五、问 题：
1、该站无杆气缸作用？与否可用其他方式代替？
2、伸摆缸功能？
附：分检单元I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
导向驱动装置复位
I0.0
无
1
止动气缸
Q0.0

2
导向驱动装置至位
I0.1

2
摆动气缸
Q0.1

3
短程气缸至位
I0.2

3
导向驱动装置
Q0.2

4
短程气缸复位
I0.3

4
短程气缸
Q0.3

5
摆动气缸至位
I0.4

5
真空阀
Q0.4

6
摆动气缸复位
I0.5

6
传送电机
Q0.6

7
止动气缸至位
I0.6

7

Q

8
止动气缸复位
I0.7

8

Q

9
真空开关
I1.0

9

Q

10
托盘检测
I1.1

10

Q

11
手动/自动
I2.0

11

Q

12
启动
I2.1

12

Q

13
停止
I2.2

13

Q

14
急停
I2.3

14

Q

15
合格工件
I2.4

15

Q

16
不合格工件
I2.5

16

Q

①水平移动汽缸 ②垂直移动汽缸
③立柱 ④悬摆汽缸
⑤负压吸盘 ⑥工件
⑦直线送料单元 ⑧汽动阀门组
⑨控制某些实践项目七 升降梯与立体叠层仓库单元（装配七站）
一、实践目：
1、理解升降梯机械传动原理
2、理解步进电机驱动与控制
3、理解叠层仓库直流减速驱动过程
4、结识光栅尺和光栅显示屏
5、理解每种传感器功能和在此站作用
6、用PLC控制整站过程并编程
7、熟悉所有电气接线与功能
二、实践材料：
1、升降梯与立体叠层仓库单元
2、整机配套，西门子“S7 200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、电器接线图、电气原理图、气动原理图
三、实践内容：
1、理解升降梯传动过程，直流步进电机传动，链条与飞轮传动，齿轮减速传动，配重、拉力平衡块设计原理与实物对比。
2、步进电机与步进电机驱动电源和脉冲控制电源控制办法与原理。
3、测量叠层仓库同步传动和“O”型带传动关系同步理解升降梯与每层仓库传送工件原理和交接关系。
4、依照装配图和电器原理图，检测总线与S7 200连接关系。
5、此站是全电气传动和机械传动，无气动环节依照上述成果，编制此站程序。
四、编程规定：
1、依照检测单元检测状况，若检测到工件为合格产品，则下行至此站，升降梯上传感器检测到工件，升降梯上传送电机停，通过步进电机驱动器使步进电机转动，经齿轮齿条差动使升降梯带动工件上升。
2、依照前面检测成果，使用计数器，若为金属销钉且为第一种工件则升降梯依照光栅尺定位，精确上升至二层时停止，启动升降梯和二层上传送电机，将工件送入，二层传感器检测到工件进行延时，2秒后，此层传送电机停。步进电机反方向转动，升降梯下降到初始位置，准备运送下一种工件。
3、依照计数器，若为金属且为第二个工件，升降梯仍重复上面动作，将工件送入二层。
4、依照计数器，若为金属且为第三个工件，（在程序中以为每层可装两个工件）升降梯则带工件自动进入三层。后来依次装入工件。
5、若为尼龙销钉且为第一种工件，则升降梯带动工件先垂直上升至二层，然后启动水平电机带动升降梯水平动作，当遇到水平内限位开关时停止水平动作，启动升降梯和二层上传送电机，依照光栅尺准拟定位，将工件送入，二层传感器检测到工件进行延时，2秒后，此层传送电机停。水平电机反方向转动，回到外层遇到外限位停，然后启动步进电机使其反方向转动，升降梯下降时碰究竟层限位停，回到初始位置，准备运送下一种工件。
6、若为尼龙销钉且为第二个工件则重复上一步。
7、若为尼龙销钉且为第三个工件，则重复上面环节，升降梯带动工件先垂直上升至二层，然后水平移动，遇到内层限位时，水平电机停，此时升降梯带动工件继续上升至三层，将工件送入后，启动水平电机，升降梯进行反方向水平动作，遇到外限位时，水平电机停，步进电机继续工作，带动升降梯下降至初始位置。后来工件依次装入。
五、问 题：
1、该站使用了哪些机械传动原理？
2、该站光电传感器作用是什么？
3、光栅尺作用是什么？
附：升降梯与立体叠层仓库I/O分派表
输 入

输 出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
底层限位
I0.0

1
步进方向
Q0.0
上升1
2
高层限位
I0.1

2
步进脉冲
Q0.1

3
传动带物流检测
I0.2

3
传送电机
Q0.2

4
外二层物流检测
I0.3

4
外二层传动
Q0.3

5
外三层物流检测
I0.4

5
外三层传动
Q0.4

6
外四层物流检测
I1.3

6
外四层传动
Q1.5

7
内二层物流检测
I0.5

7
内二层传动
Q0.5

8
内三层物流检测
I0.6

8
内三层传动
Q0.6

9
内四层物流检测
I0.7

9
内四层传动
Q0.7

10
内限位
I1.0

10
工作批示灯
Q1.0

11
外限位
I1.1

11
内进
Q1.2

12
变频导轨物流检测
I1.2

12
外送
Q1.2
Q1.3

13
手动/自动
I2.0

13
仓库底层传送电机
Q1.4

14
启动
I2.1

14

Q

15
停止
I2.2

15

Q

16
急停
I2.3

16

Q

17
金属销
I2.4

17

Q

18
非金属销
I2.5

18

Q

19
光电开关

19

Q

20
旋转编码
I2.6 I2.7

20

Q

①配重链条 ②配重块
实践项目八 废料解决单元（装配八站）
一、实践目
1、对三相异步电动机变频调速进一步结识
2、变频器与总线和电机之间关系与控制
二、实践材料
1、废料解决单元
2、变频器
3、电工工具
4、万用表
三、实践内容
1、理解变频器用法，和对电机参数设定，通过变频器控制电机。
2、依照传感器检测与否有信号，若传感器检测到工件则启动电机，带动导轨动作。
3、检测连接状况，编写该站程序。
四、编程规定
当废料导轨上传感器检测到有信号时，电机转动，导轨带动工件动作进行回收。
①滑道 ②工件
③托轮架 ④传动轴
⑤电动机 ⑥皮带传动轮
⑦滑道
实践项目九 总控编程
PLC通过PROFIBUS DP总线实现S7 300与S7 200直接通讯。本系统为单主多从型系统，由S7 300作为系统主站在工作时间内始终占有总线控制权，与网中从站进行通讯，为纯主从式通讯。
一、实践目
理解PLC机通过PROFIBUS DP总线实现S7 300与S7 200主从式通讯原理。
二、实践材料
1、S7 300PLC
2、电工工具
3、万用表
三、实践内容
1、依照总控制屏接线图，电路图，检查电路连接与否对的。
2、检查各分站总线通讯地址与否对的。
3、在前面各分站编程基本上，编写整个生产线程序。