自动化生产线技术电子书

前言

模块1 自动化生产线核心技术应用

项1 气动技术在自动生产线中应用

1.1 气动元件及其应用

1.1.1 气源装置和气动辅助元件的认知

1.1.2 气动执行元件的认知

1.气缸的分类

2.活塞式单杆双作用气缸

3.薄型气缸

4.手指气缸

5.回转气缸

6.导向气缸

1.1.3 气动控制元件的认知

1.压力控制阀

2.流量控制阀

3.方向控制阀

1.2 典型气动控制回路分析

1.2.1 压力控制回路分析

1.一次压力控制回路

2.二次压力控制回路

1.2.2 速度控制回路分析

1.2.3 方向控制回路分析

1.3 气动系统的安装调试和故障分析

1.3.1 气动系统的使用及维护

1.3.2 气动系统主要元件常见故障及排除方法

项2 传感器技术在自动生产线中应用

2.1 接近开关及其应用

2.1.1 磁性开关简介及应用

2.1.2 电感式接近开关简介及应用

2.1.3 漫反射光电接近开关简介及应用

1.光电式接近开关

2.漫射式光电开关

2.1.4 光纤式接近开关简介及应用

1.光纤检测原理

2.光纤式接近开关的特点

3.灵敏度调节

2.1.5 接近开关的选用及安装

2.2 光电编码器及其应用

项3 控制电机技术在自动生产线中应用

3.1 步进电机及其驱动应用

3.1.1 步进电机简介

1.步进电机的工作原理

2.步进电机的使用

3.步进电机的选用

3.1.2 步进电机驱动器简介

3.1.3 步进电机驱动控制应用

3.2 伺服电机及其驱动应用

3.2.1 永磁交流伺服系统概述

1.交流伺服电机的工作原理

2.交流伺服系统的位置控制模式

3.位置控制模式下电子齿轮的概念

3.2.2 认知交流伺服电机及驱动器

3.2.3 伺服电机及驱动器的硬件接线

1.主回路的接线

2.电机的光电编码器与伺服驱动器的接线

3.PLC控制器与伺服驱动器的接线

3.2.4 伺服驱动器的参数设置

3.3 变频器及其应用

3.3.1 交流异步电动机的使用

3.3.2 西门子MM420变频器简介

1.通用变频器的工作原理

2.认识西门子MM420变频器

3.3.3 变频器在交流异步电动机调速控制中的应用

1.变频器的性能参数

2.MM420变频器的参数访问和常用参数设置举例

项4 PLC技术在自动生产线中的应用

4.1 S7-200系列PLC系统结构组成

4.1.1 S7-200系列PLC的硬件

4.1.2 S7-200系列PLC的外部结构及接线

1.外部结构及作用

2.给S7-200系列PLC供电

3.输入输出接线

4.扩展模块

1）输入输出扩展模块

2）通信扩展模块

3）特殊扩展模块

4.1.3 S7-200系列PLC的内存结构

1.S7-200的内部软元件

2.S7-200的PLC的寻址

4.2 基本控制指令及其应用

1.梯形图（LAD）程序指令

2.语句表（STL）程序指令

3.功能块图（FBD）程序指令

4.2.1 基本位逻辑指令及其应用

4.2.2 定时器及其应用

1.定时器的种类及指令

2.定时器的工作原理

3.定时器的应用

4.2.3 计数器及其应用

1.计数器的种类及格式

2.计数器的工作原理

3.计数器指令的基本应用

4.2.4 基本功能指令及其应用

1.数据传送指令

2.移位指令

3.比较指令

4.递增、递减指令

4.2.5 顺序控制指令及其应用

1.段开始控制继电器指令（LSCR）

2.顺序控制继电器转换指令（SCRT）

3.顺序控制继电器结束指令（SCRE）

4.2.6 中断指令及其应用

1.中断事件

2.中断优先级

3.中断指令

4.3 运动控制指令及其应用

4.3.1 高速计数器指令及其应用

1.认知高速计数器

2.高速计数器指令

3.高速计数器的输入端

4.高速计数器的状态字节

5.高速计数器的工作模式

6.高速计数器的控制字节

7.高速计数器的当前值寄存器和设定值寄存器

8.高速计数器的初始化

4.3.2 高速脉冲输出指令及其应用

1.脉宽调制输出（PWM）

2.脉冲串输出（PTO）

3.PTO/PWM寄存器

4.高速脉冲输出指令

4.3.3 开环位置控制

1.高速脉冲输出

2.开环位控用于步进电机或伺服电机的基本信息

3.使用位控向导编程

4.项目组件

4.4 STEP7-Micro/WIN编程软件

1.STEP7-Micro/WIN编程软件介绍

1）主菜单

2）工具条

3）浏览条

4）指令树

5）用户窗口

6）输出窗口

7）状态条

2.STEP7-Micro/WIN主要编程功能

1）编程元素及项目组件

2）梯形图程序的输入

3）程序的下载、上传

4）选择工作方式

5）程序的调试与监控

项5 触摸屏技术在自动生产线中应用

5.1 触摸屏硬件系统连接

5.1.1 认知TPC7062K人机界面和MCGS嵌入式工控组态软件

1.TPC7062K的简单使用

2.认知MCGS嵌入式组态软件

5.1.2 TPC7062K与PLC的接线与工程组态

1.TPC7062K与PLC的接线

2.MCGS嵌入版与西门子S7-200PLC连接的组态

5.2 工程应用案例

1.设备组态

2.窗口组态

3.工程下载及运行效果

模块2 YL-335B自动生产线安装与调试

项6 YL-335B自动生产线的认知

6.1 典型自动化设备及生产线的构成

6.1.1 工业自动化设备的一般组成

6.1.2 工业自动化设备各部分的作用

1.机械本体

2.检测及传感器部分

3.控制部分

4.执行机构部分

5.动力源部分

6.2 自动生产线的组成及其设备选型

6.2.1 自动生产线的组成

6.2.2 自动生产线的设备选型

1.设备选型的基本原则

2.设备选型应考虑的因素

6.2.3 自动生产线的发展趋势

1.高速化

2.综合自动化

3.广泛采用工业机械手和工业机器人

6.3 YL-335B自动生产线

6.3.1 YL-335B自动生产线的基本组成

6.3.2 YL-335B各单元的基本功能

6.3.3 YL-335B的电气系统组成

1.YL-335B工作单元的结构特点

2.YL-335B的控制系统

6.3.4 YL-335B供电系统

项7 供料工作单元安装与调试

7.1 供料工作单元结构

7.2 供料工作单元设备清单

7.3 供料工作单元的装配与测试

7.3.1 供料单元的机械装配与调整

1.机械组件的组成

2.机械组件的安装方法

7.3.2 气动元件的安装与连接

1.气动系统的组成

2.气路控制原理图

3.气动元件（气路）的连接方法

4.气路系统的调试方法

7.3.3 传感器的安装与接线

1.磁性开关的安装与接线

2.光电开关的安装与接线

3.金属接近开关的安装与接线

7.3.4 PLC的安装与接线

1.供料单元电气控制原理图

2.供料单元电气接线

7.3.5 供料单元的功能测试

1.传感器的功能测试

2.按钮/指示灯的功能测试

3.气动元件的功能测试

4.PLC的功能测试

7.4 供料工作单元的编程与调试

7.4.1 供料单元PLC程序设计思路

1.供料单元PLC I/O信号分配表

2.控制程序结构设计

3.控制程序顺序控制功能图

7.4.2 供料单元PLC梯形图程序设计

1.主程序

2.供料控制子程序

3.状态显示子程序

7.4.3 供料单元PLC的程序调试

项8 加工工作单元安装与调试

8.1 加工工作单元结构

1.物料台及滑动机构

2.加工（冲压）机构

8.2 加工工作单元设备清单

8.3 加工工作单元的装配与测试

8.3.1 加工单元的机械装配与调整

1.机械组件的组成

2.机械组件的安装方法

1）加工机构组件的安装方法

2）滑动加工台组件的安装方法

3）加工单元的总体安装方法

8.3.2 加工单元气动元件的安装与连接

1.气动系统的组成

2.气动元件连接方法

3.气路系统的调试方法

8.3.3 加工单元传感器的安装与接线

1.磁性开关的安装与接线

1）磁性开关的安装

2）磁性开关的接线

2.光电开关的安装与接线

1）光电开关的安装

2）光电开关的接线

8.3.4 加工单元PLC的安装与接线

1.加工单元电气控制原理图

2.加工单元电气端子排接线

1）装置侧接线

2）PLC侧接线

8.3.5 加工单元的功能测试

1.传感器的功能测试

1）磁性开关功能测试

2）光电开关功能测试

2.按钮/指示灯的功能测试

1）按钮功能测试

2）指示灯功能测试

3.气动元件的功能测试

1）电磁阀Y1A功能测试

2）电磁阀Y2A功能测试

3）电磁阀Y3A功能测试

4.PLC的功能调试

8.4 加工工作单元的编程与调试

8.4.1 加工单元PLC程序设计思路

1.加工单元PLC I/O地址分配表

2.控制程序结构设计

3.控制程序顺序控制功能图

8.4.2 加工单元PLC梯形图程序设计

1.主程序

2.加工控制子程序

3.状态显示子程序

8.4.3 加工单元PLC的程序调试

1.程序的仿真调试

2.程序的运行调试

项9 装配工作单元安装与调试

9.1 装配工作单元结构

1.管形料仓

2.落料机构

3.回转物料台

4.装配机械手

5.装配台料斗

6.警示灯

9.2 装配工作单元设备清单

9.3 装配工作单元的装配与测试

9.3.1 装配单元的机械装配与调整

1.机械组件的组成

2.机械组件的安装方法

9.3.2 装配单元气动元件的安装与连接

1.气动系统的组成

2.气路控制原理图

3.气动元件的连接方法

4.气路系统的调试方法

9.3.3 装配单元传感器的安装与接线

1.磁性开关的安装与调试

1）磁性开关的安装

2）磁性开关的接线

2.光电开关的安装与接线

1）光电开关的安装

2）光电开关的接线

3.光纤传感器的安装与接线

1）光纤传感器的安装

2）光纤传感器的接线

9.3.4 装配单元PLC的安装与接线

1.装配单元电气控制原理图

2.装配单元电气端子排接线

1）装置侧接线

2）PLC侧接线

9.3.5 装配单元的功能测试

1.传感器的功能测试

1）磁性开关功能测试

2）光电开关功能测试

3）光纤传感器功能测试

2.按钮/指示灯的功能测试

1）按钮功能测试

2）指示灯功能测试

3.气动元件的功能测试

1）电磁阀Y1A功能测试

2）电磁阀Y2A功能测试

3）电磁阀Y3A功能测试

4）电磁阀Y4A功能测试

5）电磁阀Y5A功能测试

6）电磁阀Y6A功能测试

4.多层指示灯测试

5.PLC的功能测试

9.4 装配工作单元的编程与调试

9.4.1 装配单元PLC程序设计思路

1.装配单元PLC I/O地址分配表

2.控制程序结构设计

3.控制程序顺序控制功能图

9.4.2 装配单元PLC梯形图程序设计

1.主程序

2.落料控制子程序

3.抓取控制子程序

4.状态显示子程序

9.4.3 装配单元PLC的程序调试

1.程序的仿真调试

2.程序的运行调试

项10 分拣工作单元安装与调试

10.1 分拣工作单元结构

1.传送和分拣机构

2.传动带驱动机构

3.电磁阀组和气动元件

10.2 分拣工作单元设备清单

10.3 分拣工作单元的装配与测试

10.3.1 分拣单元的机械装配与调整

1.机械组件的组成

2.机械组件的安装方法

10.3.2 分拣单元气动元件的安装与连接

1.气动系统的组成

2.气路控制原理

3.气动元件的连接方法

4.气路系统的调试方法

10.3.3 分拣单元传感器的安装与接线

1.磁性开关的安装与接线

2.光电开关的安装与接线

3.光纤传感器的安装与接线

4.金属接近开关的安装与接线

5.光电旋转编码器的安装与接线

10.3.4 分拣单元变频器的安装与接线

1.分拣单元变频器的接线

2.分拣单元变频器的参数设置

10.3.5 分拣单元PLC的安装与接线

1.分拣单元电气控制原理图

2.分拣单元电气端子排接线

10.3.6 分拣单元的功能测试

1.传感器的功能测试

2.按钮/指示灯的功能测试

3.气动元件的功能测试

4.变频器的功能测试

5.PLC的功能测试

10.4 分拣工作单元的编程与调试

10.4.1 分拣单元PLC程序设计思路

1.分拣单元PLC I/O地址分配表

2.控制程序结构设计

3.控制程序顺序控制功能图

10.4.2 分拣单元PLC梯形图程序设计

1.主程序

2.分拣控制子程序

3.HSC_INIT子程序

10.4.3 分拣单元PLC的程序调试

1.程序的仿真调试

2.程序的运行调试

项11 输送工作单元安装与调试

11.1 输送工作单元结构

1.抓取机械手装置

2.直线运动传动组件

3.电磁阀组和气动元件

11.2 输送工作单元设备清单

11.3 输送工作单元的装配与测试

11.3.1 输送单元的机械装配与调整

1.机械组件的组成

2.机械组件的安装方法

11.3.2 输送单元气动元件的安装与连接

1.气动系统的组成

2.气路控制原理

3.气动元件（气路）的连接方法

4.气路系统的调试方法

11.3.3 输送单元传感器的安装与接线

1.磁性开关的安装与接线

2.金属接近开关的安装与接线

11.3.4 输送单元伺服系统的安装与接线

1.输送单元伺服系统的安装

2.伺服驱动器的参数设置与调整

11.3.5 输送单元PLC的安装与接线

1.输送单元电气控制原理图

2.输送单元电气端子排接线

11.3.6 输送单元的功能测试

1.传感器的功能测试

2.按钮/指示灯的功能测试

3.气动单元的功能测试

4.伺服系统的功能测试

5.PLC的功能测试

11.4 输送工作单元的编程与调试

11.4.1 输送单元PLC程序设计思路

1.输送单元PLC I/O地址分配表

2.控制程序顺序控制功能图

11.4.2 输送单元PLC梯形图程序设计

1.主程序

2.输送控制子程序

3.初态检查复位子程序

4.急停处理子程序

5.运行控制子程序

6.抓料子程序

7.放料子程序

11.4.3 输送单元PLC的程序调试

1.程序的仿真调试

2.程序的运行调试

项12 自动生产线联机调试与运行

12.1 各站PLC网络连接

12.2 自动生产线组态设计

12.3 程序编制要求及调试流程

1）单机运行模式测试

1）供料站单站运行工作要求

2）加工站单站运行工作要求

3）装配站单站运行工作要求

4）分拣站单站运行工作要求

5）输送站单站运行工作要求

2）系统正常的全线运行模式测试

1）系统在上电，PPI网络正常后开始工作

2）供料站的运行

3）输送站运行1

4）加工站运行

5）输送站运行2

6）装配站运行

7）输送站运行3

8）分拣站运行

9）仅当分拣站分拣工作完成，并且输送站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。如果在工作周期期间没有触摸过停止按钮，系统在延时1秒后开始下一周期工作。如果在工作周期期间曾经触摸过停止按钮，系统工作结束，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。系统工作结束后若再按下启动按钮，则系统又重新工作。

3）异常工作状态测试

1）工件供给状态的信号警示

2）急停与复位

模块3 LZ_Me101生产线安装与调试

项13 安装调试LZ_Me101生产线

13.1 系统组成

1.推料组件

2.定位检测组件

3.摆臂组件

4.限位检测组件

5.电机组件

6.气动移位顶升组件

7.滑道组件

8.高空搬运组件

9.PLC组件

1..电、气控制柱组件

1..其他组件

13.2 设备清单

13.3 LZ_Me101生产线的安装

13.4 LZ_Me101生产线的PLC控制

13.5 LZ_Me101生产线部分程序解析

13.6 LZ_Me101生产线的运行调试

模块4 机电控制系统和自动化生产线仿真

项14 机电控制系统和自动生产线电路绘制与仿真

14.1 认识机电控制仿真系统

14.1.1 系统登录

1.注册IP地址

2.登录系统

14.1.2 初始界面

1.标题栏

2.菜单栏

14.1.3 工具栏

14.1.4 元器件库

14.1.5 仿真操作区

1.单个元器件添加

2.多个元器件连续添加

3.元器件的使用

4.西门子PLC梯形图程序编辑与仿真

14.2 简单电路控制系统的绘制与仿真

14.3 简单气动控制系统的绘制与仿真

1.任务分析

2.气动器件的添加

3.气路连接

4.电气连接

5.运行调试

14.4 简单PLC控制系统的绘制与仿真

1.任务分析

2.元器件添加

3.硬件接线

4.软件程序编写

5.程序调试

6.软硬件联调

7.清除程序

8.PLC状态显示

9.更改PLC

1..已有PLC程序修改

1..外部程序导入

14.5 自动生产线控制系统绘制与仿真

参考文献