自动化生产线及应用任务五-检测单元课件

任务五任务五 检测单元安装与调试检测单元安装与调试知识与能力目标知识与能力目标熟悉检测单元结构与功能，并正确的安装与调整熟悉检测单元结构与功能，并正确的安装与调整1正确分析检测单元气动回路，并对其进行安装与调试正确分析检测单元气动回路，并对其进行安装与调试2熟练掌握电容式接近开关的安装与调试方法熟练掌握电容式接近开关的安装与调试方法3正确分析直线位移传感器电气线路，并对其进行安装与调试正确分析直线位移传感器电气线路，并对其进行安装与调试4掌握模拟量信号和信息编码处理的控制程序设计方法掌握模拟量信号和信息编码处理的控制程序设计方法5任务五 检测单元安装与调试知识与能力目标熟悉检测单元结构与任务五任务五 检测单元安装与调试检测单元安装与调试子任务一子任务一 检测单元结构与功能分析检测单元结构与功能分析 子任务二子任务二 检测单元机械及气动元件安装与调整检测单元机械及气动元件安装与调整 子任务三子任务三 检测单元气动回路分析、安装与调试检测单元气动回路分析、安装与调试 子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试 任务五 检测单元安装与调试子任务一 检测单元结构与功能分子任务一子任务一 检测单元结构与功能分析检测单元结构与功能分析 检测单元的主要任务检测单元的主要任务 将上一单元提供将上一单元提供的工件进行材料检测的工件进行材料检测及高度尺寸测量，并及高度尺寸测量，并根据检测与测量结果根据检测与测量结果将满足条件的工件通将满足条件的工件通过滑槽到分流下一个过滑槽到分流下一个工作单元，对于不符工作单元，对于不符合要求的工件在本单合要求的工件在本单元中剔除元中剔除 识别模块识别模块升降模块升降模块测量模块测量模块滑槽模块滑槽模块CP阀岛阀岛 I/O转接转接端口模块端口模块过滤减压阀过滤减压阀子任务一 检测单元结构与功能分析 检测单元的主要任务 子任务一子任务一 检测单元结构与功能分析检测单元结构与功能分析 识识别别模模块块 对工件的颜色和材质进对工件的颜色和材质进行识别检测的部件，主要行识别检测的部件，主要由由电容式接近开关电容式接近开关、电感式接电感式接近开关近开关、漫反射式光电接近漫反射式光电接近开关开关及安装固定支架组成及安装固定支架组成 测测量量模模块块 测量工件的高度尺寸测量工件的高度尺寸,由由直线位移传感器直线位移传感器及及变送变送器器、滑台气缸滑台气缸、传感器固、传感器固定支架等组成定支架等组成 电容式接近开关电容式接近开关电电感感式式接接近近开关开关漫反射光电接近开关漫反射光电接近开关 传传感感器器固固定定支架支架直直线线位位移移传传感器感器滑台气缸滑台气缸子任务一 检测单元结构与功能分析 识别模块 子任务一子任务一 检测单元结构与功能分析检测单元结构与功能分析 升升降降模模块块 在竖直方向上运送在竖直方向上运送工件工件,主要由主要由无杆气缸无杆气缸、直线气缸直线气缸、工作平台、工作平台、支架以及磁感应接近开支架以及磁感应接近开关组成关组成 由由上滑槽上滑槽与与下滑槽下滑槽两个滑槽组成，用于两个滑槽组成，用于工件分流或者剔除不工件分流或者剔除不合格的工件合格的工件 无杆气缸无杆气缸 工作平台工作平台支架支架直线直线位位移传移传感器感器直线气缸直线气缸上滑槽上滑槽下滑槽下滑槽滑滑槽槽模模块块子任务一 检测单元结构与功能分析 升降模块 子任务二子任务二 检测单元机械及气动元件安装与调整检测单元机械及气动元件安装与调整连接块连接块平台侧板平台侧板直线气缸直线气缸无杆气缸无杆气缸接近开关接近开关1、升降模块安装、升降模块安装：通过两连接块将：通过两连接块将无杆气缸安装固定在垂直升降支架侧面无杆气缸安装固定在垂直升降支架侧面上，将上，将L型工作平台的侧面固定在无杆型工作平台的侧面固定在无杆气缸的滑块上，再将直线气缸活塞杆套气缸的滑块上，再将直线气缸活塞杆套进工作平台的另一侧面安装孔中，用螺进工作平台的另一侧面安装孔中，用螺母将缸体前端与工作平台锁紧在一起。母将缸体前端与工作平台锁紧在一起。2 2、识别模块的安装识别模块的安装：通过外直角铰通过外直角铰链将升降支撑架垂直安装于铝合金台面链将升降支撑架垂直安装于铝合金台面中部靠左合适位置，将中部靠左合适位置，将电容式接近开关电容式接近开关、电感式接近开关电感式接近开关、漫反射式接近开关漫反射式接近开关分分别固定到各自的支架上，让无杆气缸滑别固定到各自的支架上，让无杆气缸滑块连带工作平台一起降到最下行程位置，块连带工作平台一起降到最下行程位置，再进行三个接近开关的再进行三个接近开关的安装位置选择安装位置选择和和定位安装定位安装。子任务二 检测单元机械及气动元件安装与调整连接块平台侧板直子任务二子任务二 检测单元机械机气动元件安装与调整检测单元机械机气动元件安装与调整测量支撑架测量支撑架直线位移传感器直线位移传感器固定连接条固定连接条测量模块测量模块3、测量模块安装、测量模块安装:先将测量支撑架通先将测量支撑架通过过直角铰链直角铰链和和螺钉螺钉垂直固定到升降模垂直固定到升降模块右前方合适的面板位置上。将块右前方合适的面板位置上。将直线直线位移传感器位移传感器与与连接块连接块竖直固定连接之竖直固定连接之后，再定位安装到滑台气缸侧面滑台后，再定位安装到滑台气缸侧面滑台上并锁紧。最后将测量与滑台整体装上并锁紧。最后将测量与滑台整体装置通过连接板竖直安装到测量支撑架置通过连接板竖直安装到测量支撑架上上4、滑槽模块安装滑槽模块安装：在测量模：在测量模块的支撑架上安装上滑槽，调块的支撑架上安装上滑槽，调整滑槽的整滑槽的位置位置与与倾斜度倾斜度。适当。适当调整支撑杆的位置，以确保上调整支撑杆的位置，以确保上滑槽与工作平台不发生干涉为滑槽与工作平台不发生干涉为宜，最后将下滑槽水平安装在宜，最后将下滑槽水平安装在上滑槽正下面的面板上即可上滑槽正下面的面板上即可子任务二 检测单元机械机气动元件安装与调整测量支撑架直线位子任务三子任务三 检测单元气动回路分析、安装与调试检测单元气动回路分析、安装与调试无杆气缸无杆气缸滑台气缸滑台气缸 双作用直线气缸双作用直线气缸 检测单元气动控制回路原理图检测单元气动控制回路原理图子任务三 检测单元气动回路分析、安装与调试无杆气缸滑台气缸子任务三子任务三 检测单元机械机气动元件安装与调试检测单元机械机气动元件安装与调试检测单元气动控制回路安装连接图检测单元气动控制回路安装连接图子任务三 检测单元机械机气动元件安装与调试检测单元气动控制子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元中接近开关检测单元中接近开关电感式接近开关电感式接近开关电容式接近开关电容式接近开关漫反射式光电接漫反射式光电接近开关近开关 对金属物对金属物质接近其检测质接近其检测范围时动作，范围时动作，用于识别用于识别金属金属与与非金属非金属材质材质工件工件 对对任何物体任何物体接近其检测范围接近其检测范围内都能识别，用内都能识别，用于检测判断工件于检测判断工件的有无的有无 对物体接对物体接近后反射回光近后反射回光线达到一定强线达到一定强度时动作，用度时动作，用于其识别于其识别黑色黑色和和非黑色非黑色工件工件 子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元中接近开子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 检测单元通过此三种类型接近开关的组合检测信息，就可识别出红色检测单元通过此三种类型接近开关的组合检测信息，就可识别出红色金属、白色尼龙和黑色尼龙工件，其具体的识别检测结果信息如下表所示。金属、白色尼龙和黑色尼龙工件，其具体的识别检测结果信息如下表所示。子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试 本检测单元的另一任务是进行本检测单元的另一任务是进行工件高度尺寸的测量工件高度尺寸的测量，用于判断工件尺寸是，用于判断工件尺寸是否合格，此任务的实现是依靠否合格，此任务的实现是依靠直线位移传感器直线位移传感器来进行测量工作的，如图所示为来进行测量工作的，如图所示为其实物图。其实物图。子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 该直线位移传感器实该直线位移传感器实质上是一个质上是一个导电塑料电位导电塑料电位器器，其工作时将测量杆的，其工作时将测量杆的位移变化量位移变化量转变为转变为电阻值电阻值的变化量的变化量，再转变为，再转变为电位电位器电压的变化量器电压的变化量输出。直输出。直线位移传感器的电气连接线位移传感器的电气连接线路为三线制，分别为线路为三线制，分别为棕棕色色、红色、橙色、红色、橙色 本检测单元的另一任务是进行工件高度尺寸的测量子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试直线位移传感器直线位移传感器输出电压输出电压信号非常信号非常微弱微弱不利于信不利于信号的远距号的远距离传输离传输不便于后不便于后续控制器续控制器进行接口进行接口处理处理因此需配备有一因此需配备有一个电压变送器，个电压变送器，用于实现直线位用于实现直线位移传感器输出信移传感器输出信号的放大处理与号的放大处理与传送。传送。缺缺 点点改改 正正子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试直线位移传感器输 如右图所示为变送器，其供电电源为如右图所示为变送器，其供电电源为DC 24V，它的表面上设置有，它的表面上设置有SPAN和和ZERO两工作两工作旋钮，分别用于旋钮，分别用于放大系数的调整放大系数的调整和和输出信号的输出信号的调零调零处理。位移传感器与变送器的连接原理如处理。位移传感器与变送器的连接原理如下图所示，图中下图所示，图中7、8为变送器电源和接地接线为变送器电源和接地接线端口，用于提供工作电源；端口，用于提供工作电源；1、2为变送器信号为变送器信号输出接线端口，用于连接后续输出接线端口，用于连接后续PLC装置；装置；3、4、5为信号输入接线端口，连接位移传感器的三为信号输入接线端口，连接位移传感器的三条电气引线。条电气引线。子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 如右图所示为变送器，其供电电源为DC 24V，子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 PLC型号具体为型号具体为S7-200 CPU 224XP CN DC/DC/DC。该款。该款PLC具有具有14输入和输入和10输出开输出开关量端口，同时还具有关量端口，同时还具有2路路模拟量输入模拟量输入和和1路路模模拟量输出拟量输出端口。但是，仍然还缺少端口。但是，仍然还缺少1数字量输数字量输入端口，所以本单元中又另外扩展配备有入端口，所以本单元中又另外扩展配备有EM223数字量模块数字量模块，它具有，它具有8输入和输入和8输出数字输出数字量端口，而多余出来的端口为以后检测单元的量端口，而多余出来的端口为以后检测单元的工艺流程变动和系统工艺流程变动和系统I/O通信功能的扩充等时留通信功能的扩充等时留作备用端口。作备用端口。子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试 子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 如图所示，由于如图所示，由于扩展模块扩展模块EM223在本次在本次I/O地址分配中只用到了地址分配中只用到了I2.0端口，其端口，其上连接有继电器上连接有继电器KM的一个常开触头，因此原理图中没有体现出来，特此说明。的一个常开触头，因此原理图中没有体现出来，特此说明。检测单元检测单元PLC I/O接线原理图接线原理图 子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试 如图所示，由于子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 连接连接工件高度尺寸的测量工件高度尺寸的测量装置时，先按如下图分别将直线位移传感器装置时，先按如下图分别将直线位移传感器输出信号连接到电压变送器输出信号连接到电压变送器INPUT端，即棕色线接端，即棕色线接5号接口、红色线接号接口、红色线接4号号接口、橙色线接接口、橙色线接3号接口。电压变送器工作电源号接口。电压变送器工作电源7号和号和8号接线端口分别连号接线端口分别连接直流接直流24V电源正负端，变送器输出电源正负端，变送器输出1号接线端口（号接线端口（“+”端）和端）和2号接线号接线端口（端口（“-”端）用导线连接到端）用导线连接到PLC模拟量输入通道口模拟量输入通道口A+和和M端。端。注意：注意：模模拟信号传输过程中容易受到拟信号传输过程中容易受到外界电磁干扰外界电磁干扰影响，以上线路连接时需要采用影响，以上线路连接时需要采用抗干扰能力好的屏蔽导线连接，并做好接线端头的保护处理。抗干扰能力好的屏蔽导线连接，并做好接线端头的保护处理。子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试 子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 接着测试当直线位移传感器检接着测试当直线位移传感器检测探针处于受力的完全缩回状态时，测探针处于受力的完全缩回状态时，传感器工作于满行程测量状态，同样传感器工作于满行程测量状态，同样用万用表测量变送器此时的输出电压用万用表测量变送器此时的输出电压值应该为值应该为10V，否则需要调节变送器，否则需要调节变送器上的上的SPAN旋钮，实现输出信号放大旋钮，实现输出信号放大系数的调节。系数的调节。电气性能调试电气性能调试：当直线位移传感器检测探针处于未受力的自由伸出状态时，此：当直线位移传感器检测探针处于未受力的自由伸出状态时，此时用万用表测量变送器的输出电压值应该为时用万用表测量变送器的输出电压值应该为0V，否则需要用，否则需要用“一一”字螺丝刀字螺丝刀调节变送器上的调节变送器上的ZERO旋钮，实现输出信号调零处理。旋钮，实现输出信号调零处理。子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试 子任务四子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试检测单元电气系统分析、安装与调试 在完成硬件调试的基础之上，也可以结合在完成硬件调试的基础之上，也可以结合PLC软件进行测量装置的调试。如软件进行测量装置的调试。如下图所示为测试用程序，将其下载到下图所示为测试用程序，将其下载到PLC中，运行并监控测试程序。当直线位移中，运行并监控测试程序。当直线位移传感器检测探针自由伸出时，观察测试程序中的传感器检测探针自由伸出时，观察测试程序中的AIW0是否进行数据采集，若有采是否进行数据采集，若有采集到数据在集到数据在0上微小变化即可；当直线位移传感器检测探针完全缩回时，观察采上微小变化即可；当直线位移传感器检测探针完全缩回时，观察采集到数据达集到数据达32000以上，则说明模拟量检测电气回路安装连接调试完成。以上，则说明模拟量检测电气回路安装连接调试完成。子任务四 检测单元电气系统分析、安装与调试 子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试针对检测单元结构特点，下面给出了其典型的设备运行控制要求与操作运行流程。针对检测单元结构特点，下面给出了其典型的设备运行控制要求与操作运行流程。系统上电系统上电1按下复位按钮，复位灯熄灭按下复位按钮，复位灯熄灭滑台气缸带动直线位移传感器测量工件高度滑台气缸带动直线位移传感器测量工件高度对高度合格的工件，直线气缸通过上滑槽分流到下一工作单元对高度合格的工件，直线气缸通过上滑槽分流到下一工作单元对高度不合格的工件，无杆气缸将工件下放，直线气缸将工件推到下滑对高度不合格的工件，无杆气缸将工件下放，直线气缸将工件推到下滑槽中剔除槽中剔除同样，检测单元有手动单周期、自动循环两种工作模式。无论在哪种工同样，检测单元有手动单周期、自动循环两种工作模式。无论在哪种工作模式控制任务中，检测单元必须处于初始复位状态方可允许启动作模式控制任务中，检测单元必须处于初始复位状态方可允许启动按下启动按钮，当没有待检测工件出现时，开始灯继续闪烁按下启动按钮，当没有待检测工件出现时，开始灯继续闪烁234567子任务五 检测单元控制程序设计与调试针对检测单元结构特点，子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试检测单元的控制工艺流程图检测单元的控制工艺流程图 子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元的控制工艺流程子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试程序设计程序设计 在检测单元中，工件的高度数据采集利用直线位移传感器进行检测，首先编在检测单元中，工件的高度数据采集利用直线位移传感器进行检测，首先编写一个测试程序如下图所示，将程序下载到写一个测试程序如下图所示，将程序下载到PLC中运行并监控，手动控制电磁阀中运行并监控，手动控制电磁阀使无杆气缸上升到检测位置，放上合格工件，手动调节电磁阀使滑台气缸下降，使无杆气缸上升到检测位置，放上合格工件，手动调节电磁阀使滑台气缸下降，观察程序中观察程序中MW5值的变化，记录最终稳定的状态值，不合格工件同样的处理方法，值的变化，记录最终稳定的状态值，不合格工件同样的处理方法，测试程序如下图所示。测试程序如下图所示。子任务五 检测单元控制程序设计与调试程序设计 检测单元的检测单元的工件材质与颜色判断工件材质与颜色判断，当工件到位时，当工件到位时，漫反射式光电接近开关动作，漫反射式光电接近开关动作，即判断黑白即判断黑白/非黑色工件（非黑色工件（I0.1）导通，同时金属工件检测（）导通，同时金属工件检测（I0.2）无信号，这时工）无信号，这时工件为白色工件，再将黑白工件的信息存储在地址件为白色工件，再将黑白工件的信息存储在地址V1002.0中，为整条生产线通信的中，为整条生产线通信的信息传递做准备；信息传递做准备；当电感式接近开关动作时，当电感式接近开关动作时，即金属工件检测（即金属工件检测（I0.2）导通，工件）导通，工件为金属工件，将工件信息存储在地址为金属工件，将工件信息存储在地址V1002.1中；金属工件和白色工件检测出来，中；金属工件和白色工件检测出来，剩下就是黑色工件，如下表所示。剩下就是黑色工件，如下表所示。子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试 检测单元的工件材质与颜色判断，当工件到位时，漫7个子程序个子程序组成组成 初始化初始化 循环判断循环判断 复位复位 开始指示灯开始指示灯 不合格工件不合格工件 合格工件合格工件 检测单元主程序检测单元主程序 工件信息和高度检测工件信息和高度检测 子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试7个子程序初始化 循环判断 复位 开始指示灯 不合格工件 合子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试首先直接调用初始化和开始指示灯的子程序，进行系统初始化。首先直接调用初始化和开始指示灯的子程序，进行系统初始化。子任务五 检测单元控制程序设计与调试首先直接调用初始化和开子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试进入步进入步S0.1中，开始指示灯闪烁。中，开始指示灯闪烁。子任务五 检测单元控制程序设计与调试进入步S0.1中，开始子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试 进入步进入步S0.3中，调用工件信息和高度检测子程序，检测、存储工件颜色和材质中，调用工件信息和高度检测子程序，检测、存储工件颜色和材质信息，检测工件的高度，判断合格和不合格工件。信息，检测工件的高度，判断合格和不合格工件。子任务五 检测单元控制程序设计与调试 进入步S 进入步进入步S1.0中，调用不合格工件子程序，装置返回并淘汰不合格工件等待下个中，调用不合格工件子程序，装置返回并淘汰不合格工件等待下个工件到来，子程序执行完成。工件到来，子程序执行完成。子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试 进入步S1.0中，调用不合格工件子程序，装置返在在工件信息和高度检测子程序工件信息和高度检测子程序中，实现了工件信息的检测。中，实现了工件信息的检测。子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试在工件信息和高度检测子程序中，实现了工件信息的检测。子任务子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试子任务五 检测单元控制程序设计与调试 M0.3导通后，复位无杆气缸的电磁阀线圈，进行直线位移传感器检测，利导通后，复位无杆气缸的电磁阀线圈，进行直线位移传感器检测，利用传送指令将采集到的数据值存储到字用传送指令将采集到的数据值存储到字MW5中。中。子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试 M0.3导通后，复位无杆气缸的电磁阀线圈，进在在合格工件子程序合格工件子程序中，将检测合格的工件送往下一单元，并进行复位。中，将检测合格的工件送往下一单元，并进行复位。子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试在合格工件子程序中，将检测合格的工件送往下一单元，并进行复位在在不合格工件子程序不合格工件子程序中，把不合格的工件剔除到下滑槽中，然后复位。中，把不合格的工件剔除到下滑槽中，然后复位。子任务五子任务五 检测单元控制程序设计与调试检测单元控制程序设计与调试 编写完成检测单元的控制程序后，根据本单元的控制要求，认真检查编写完成检测单元的控制程序后，根据本单元的控制要求，认真检查各模块的控制程序，避免出现不安全事故。在检查程序无误后，方可下载各模块的控制程序，避免出现不安全事故。在检查程序无误后，方可下载程序到程序到PLC中运行程序，进行现场设备的运行调试。中运行程序，进行现场设备的运行调试。在不合格工件子程序中，把不合格的工件剔除到下滑槽中，然后复位