自动机与自动线-第三章讲课稿

自动机与自动线-第三章3.1概述自动机是以自动供料、自动加工、自动输送等环节相联结来进行连续作业的机器。组成自动机的各个环节都必须按规定的顺序动作且相互配合形成统一和协调的生产系统。为此必须有一个准确可靠的控制系统。控制系统的完善程度往往是自动机自动化水平的重要标志。控制系统的核心是控制器不同的控制器可以组成不同的控制系统控制系统常按以下分类方法分类1.按控制理论来分有经典控制系统和现代控制系统两大类2.按控制方式分有顺序控制系统，反馈控制系统，最优控制系统3.按控制作用与时间的关系分有连续控制系统和采样控制系统4.按控制的结构和层次分有集中型控制系统和集散型控制系统3.2可编程控制装置3.2.1可编程控制器的由来和定义可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用一种可编程存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时和算术运算等操作的指令，通过数字式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。3.2.2PLC的特点、功能和应用场合1.可编程控制器的主要特点(1)适合工业控制环境(2)高可靠性(3)可编程(4)易于扩展2.PLC的主要功能(1)条件控制(2)限时控制(3)计数控制(4)步进控制(5)数据处理(6)通信和联网(7)A／D和D／A转换(8)对控制系统进行监控(9)自诊断功能3.PLC的应用场合(1)开关逻辑控制(2)闭环过程控制(3)机械加工的数字控制(4)组成分布控制系统3.2.3可编程控制器的结构和工作原理3.2.3可编程控制器的结构和工作原理1.总体结构2.CPU模块3.工作方式3.2.4PLC控制与其他控制方式的比较1.PLC与继电器控制的比较(1)控制逻辑继电器采用硬接线逻辑(2)控制速度(3)限时控制继电器控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行限时控制(4)可靠性和可维护性2.PLC与单片机比较(1)PLC具有高可靠性(2)PLC编程方便，易于使用(3)PLC与其他装置配置联接方便(4)PLC多用于过程控制，而单片机多用于实时控制系统3.3PLC选购、安装与维护3.3.1PLC的选购1.I／0端口的数量和种类2.对CPU功能及其运行速度要求3.对内存容量及存储器种类的要求4.对外围设备的要求5.结构形式要求3.3.2安装环境在安装可编程控制器时要避开下列场所：(1)环境温度超出0-55°C的范围。(2)相对湿度超过85％或者存在凝露。(3)太阳光直接照射的地方。(4)有腐蚀性和易燃的气体，如氯化氢、硫化氢等。(5)有大量铁屑或灰尘。(6)频繁或连续的振动，振动频率超出10~55Hz，幅度超出0.5mm的范围。(7)超过l0kg的冲击。3.3.3PLC的安装图3-5模块的固定图3-6扩展模块的安装图3-7钥匙的安装图3-8模板上的电压选择开关图3-9使用电源插头给电源模块和CPU模块接线图3-10PLC输入信号接线图3-11PLC输出信号接线3.3.5PLC的维护与保养1.作好每天的运行情况记录，详细记录发生故障的现象和环境，以及处理的方式和结果2.定期对系统保养和检修(1)供电电源的检查(2)安装状态的检查(3)机内电池的定期更换(4)输出继电器的检查(5)配备条件(6)除尘3.3.6设备调试和故障的检测与显示图3-12后备电池的更换图3-13基本单元部分显示图3.4PLC在工业控制中的应用图3-18六个单元构成的MPS系统送料工作站：转盘转动一判断有无工件一上升缸上升一检测工件颜色，等待取工件搬运站：伸缩缸伸出一提升缸下降—气爪夹紧工件一提升缸上升一伸缩缸缩回一机械手臂右摆—伸缩缸伸出一提升缸下降—气爪放开工件—机械手臂左摆。加工工作站：等工件一转工位—进行工件加工一工件检测一转工位，等待取工件……依次循环安装站：换料缸伸出到位—打料缸推出工件—吸盘吸住工件—气缸提升吸盘摆臂转位180º—吸盘放松工件—气缸下降吸盘摆臂转位180º。安装搬运站：提升缸落下—气爪夹住工件—提升缸升出—右侧牵引缸缩回—提升缸落下—气爪放开工件—提升缸上升—右侧牵引缸缩回—左侧牵引缸伸出—提升缸下降—气爪夹住工件—左侧牵引缸缩回—提升缸下降—气爪放开工件—提升缸上升—左右牵引缸同时伸出。分类站：打料缸推出工件—根据上料检测站以及安装站的工件类型信号，设置放置工件轨道对应档块的位置—工件进入相应轨道。图3-20加工单元实例I／O分配具体情况如下：(1)输入信号I0.0(B1)——光电传感器：判断等待工件工位上是否有工件，I0.0=1表示有工件。I0.1(B2)——定位传感器：判断圆盘工作台是否转到位,I0.1=1表示圆盘转到位。I0.2(1B1)——位置传感器：电机升降小车上升是否到位，高电平有效。I0.3(1B2)——位置传感器：电机升降小车下降是否到位，高电平有效。I0.4(3B1)——位置传感器：工件夹紧气缸是否返回原位，高电平有效。I0.5(3B2)——位置传感器：工件夹紧气缸是否将工件夹紧，I0.5=1表示已将工件夹紧。I0.6(2B1)——位置传感器：判断检测气缸上升是否工作到位，高电平有效。I0.7(2B2)——位置传感器：判断检测气缸下降是否工作到位，高电平有效。I1.0——“开始”按钮。I1.1——“复位”按钮。I1.2——“特殊”按钮。I1.3——“自动/手动”旋钮I1.4——“联网/特殊”旋钮I1.5——“停止”按钮。图3-21加工单元I/O连接图(2)输出信号Q0.0(Y1)——控制圆盘转动电机是否转动。Q0.1(Y2)——控制钻孔电机是否转动。Q0.2(1Y1)——控制电机升降小车的气缸向下动作。Q0.3(1Y2)——控制检测气缸的升降动作，Q0.3=1气缸向下动作；Q0.3=0气缸回退原位。Q0.4(3Y1)——控制夹紧气缸的动作，Q0.4=1气缸伸出夹紧；Q0.4=0气缸回退原位。Q0.5(2Y1)——控制电机升降小车的气缸向下动作。Q1.0——“开始灯”。Q1.1——“复位灯”。Q1.2——“特殊灯”。Q1.5——“停止灯”。本章小结自动机与自动线的控制系统可按控制理论、控制方式、控制作用与时间的关系、控制的结构和层次来分类。可编程控制装置具有适应工业控制环境、高可靠性、可编程、易于扩展等特点。可编程控制装置具备条件控制、限时控制、计数控制、步进控制、数据处理、通信和联网、自诊断功能等功能。可编程控制装置选购主要需要考虑：I/O端口的数量和种类、对CPU功能及其运行速度要求、对内存