机电设备系统安装与调试电气系统联机调试演示文稿

机电设备系统安装与调试电气系统联机调试演示文稿目前一页\总数七十三页\编于八点优选机电设备系统安装与调试电气系统联机调试目前二页\总数七十三页\编于八点电气系统联机调试任务6电气系统联机调试目前三页\总数七十三页\编于八点1.能组建PLC网络。2.能编制网络通信程序。3.了解PLC的有关术语。4.正确联机调试电气系统。5.会处理调试过程中出现的故障。6.能根据工艺控制要求进行程序设计。教学目标任务6电气系统联机调试目前四页\总数七十三页\编于八点

1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和文明生产意识。安全规范任务6电气系统联机调试目前五页\总数七十三页\编于八点1.会识读网络图。2.能根据网络图正确组建PLC网络。3.能正确熟练一种网络程序编制。4.能正确联机调试电气系统。5.会处理联机调试中出现的故障。技能要求任务6电气系统联机调试目前六页\总数七十三页\编于八点

1.在实训室中进行搬运工作站的安装调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、电工仪表等。任务6电气系统联机调试目前七页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前八页\总数七十三页\编于八点在前面的任务中，重点学习了各个工作站在作为独立设备工作时的安装调试。本任务将介绍由几个相对独立的工作站组成的一个群体设备(生产线)的控制功能电气联机调试。系统的工作任务要求如下：1)各工作站的安装位置如图6。1所示。2)系统的控制方式西门子采用PPI网络控制，三菱则采用N∶N网络控制。其中，搬运工作站指定为主站，其余各工作站为从站。系统主令工作信号由连接到搬运工作站的按钮/指示灯模块提供，安装在装配工作站的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，包括供电复位、启动、停止、报警等。工作任务：电气系统联机调试任务6电气系统联机调试目前九页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前十页\总数七十三页\编于八点3)系统在供电后，首先执行复位操作，使搬运工作站机械手装置回到原点位置。这时，绿色警示灯以1Hz的频率闪烁。搬运工作站机械手装置回到原点位置后复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。4)按下启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。5)系统启动后，供料工作站把待加工工件推到物料台上，向系统发出供料操作完成信号，并且推料气缸缩回，准备下一次推料。若供料工作站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。供料工作站物料台上的工件被搬运工作站机械手取走后，若系统启动信号仍然为ON，则进行下一次推出工件操作。6)在工件推到供料工作站物料台后，搬运工作站抓取机械手装置应移动到供料工作站物料台的正前方，然后执行抓取供料工作站工件的操作。任务6电气系统联机调试目前十一页\总数七十三页\编于八点7)抓取动作完成后机械手手臂应缩回。步进电机驱动机械手装置移动到加工工作站物料台的正前方,然后按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开→手臂缩回的动作顺序把工件放到加工工作站物料台上。8)加工工作站物料台的物料检测传感器检测到工件后，把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方,完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。9)系统接收到加工完成信号后，搬运工作站机械手按手臂伸出→手爪夹紧→手臂提升→手臂缩回的动作顺序取出加工好的工件。10)步进电机驱动夹着工件的机械手装置移动到装配工作站物料台的正前方,然后按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开→手臂缩回的动作顺序把工件放到装配工作站物料台上。任务6电气系统联机调试目前十二页\总数七十三页\编于八点11)装配工作站物料台的传感器检测到工件到来后，挡料气缸缩回，使料槽中最底层的小圆柱工件落到回转供料台上，然后旋转供料单元顺时针旋转180°，到位后装配机械手按下降气动手爪→抓取小圆柱→手爪提升→手臂伸出→手爪下降→手爪松开的动作顺序，把小圆柱工件装入大工件中，装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。机械手装配单元复位的同时，回转送料单元逆时针旋转180°回到原位。如果装配工作站的料仓或料槽内没有小圆柱工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。12）搬运工作站机械手伸出并抓取该工件后，逆时针旋转90°，步进电机驱动机械手装置从装配工作站向成品检测站运送工件，然后按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回→返回原点的顺序返回到原点(先高速返回925mm，再低速回到原点)→顺时针旋转90°。任务6电气系统联机调试目前十三页\总数七十三页\编于八点13当搬运工作站送来工件放到成品检测工作站传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，驱动传动电动机工作，运行频率为10Hz。传送带把工件带入分拣区，如果工件为白色(正品)，则该工件应被推到1号槽里；如果工件为黑色(废品)，则该工件应被推到2号槽中。当分拣气缸活塞杆推出工件并返回到位后，应向系统发出检测完成信号。14只有成品检测工作站检测工作完成，并且搬运工作站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。如果在工作周期没有按下过停止按钮，系统在延时1s后开始下一周期工作;如果在工作周期曾经按下过停止按钮，系统工作结束，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。15)如果发生物料不足的预报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮;如果发生物料没有的报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，黄色灯熄灭，绿色黄色灯保持常亮。各工作站之间的间距如图6.2所示。任务6电气系统联机调试目前十四页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前十五页\总数七十三页\编于八点1.所需的工具、材料

所需工具见表6.1。实践操作任务6电气系统联机调试目前十六页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前十七页\总数七十三页\编于八点2.西门子PPI网络控制方式的联机1)按图6.3所示组建PPI网络。利用网络接头和网络线把各工作站PLC中的PPI通信的端口0连接在一起。2#～5#从站用的是标准网络连接器(引脚分配如表6.2所示)。1#主站用的是带编程接口的连接器，该连接器在不影响现有网络连接的情况下，通过RS-232/PPI多主站电缆将编程站连接到网络中。任务6电气系统联机调试目前十八页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前十九页\总数七十三页\编于八点2）确定通信数据。①规划网络读写数据。规划的数据应根据系统工作要求，信息交换量等统一规划。规划的数据有：a.主站向各从站发送数据的长度(字节数)。b.发送的数据位于主站何处。c.数据发送到从站的何处。d.主站从各从站接收数据的长度(字节数)。e.主站从从站的何处读取数据。f.接收到的数据放在主站何处。根据工作任务所规划的数据如表6.3所示。任务6电气系统联机调试目前二十页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前二十一页\总数七十三页\编于八点②根据系统工作要求定义数据。a.定义搬运站(主站1)的数据的意义，如表6.4所示。任务6电气系统联机调试目前二十二页\总数七十三页\编于八点b.定义搬运站(主站1)接收供料工作站(从站2)的数据的意义，如表6.5所示。任务6电气系统联机调试目前二十三页\总数七十三页\编于八点c.定义搬运站(主站1)接收加工工作站(从站3)的数据的意义，如表6.6所示。任务6电气系统联机调试目前二十四页\总数七十三页\编于八点d.定义搬运站(主站1)接收装配工作站(从站4)的数据的意义，如表6.7所示。任务6电气系统联机调试目前二十五页\总数七十三页\编于八点3)设置每一个站PLC系统块中的通信端口参数，对用作PPI通信的端口(PORT0或PORT1)指定其地址(站号)和波特率,设置后把系统块下载到该PLC,具体操作如下：运行STEP7V4.0(SP5)程序，打开“设置端口”界面，如图6.4所示任务6电气系统联机调试目前二十六页\总数七十三页\编于八点利用PPI/RS485编程电缆单独地把搬运工作站CPU系统块里设置端口0为1号站，波特率为了19.2Kbps，如图6.5所示。设置完成后把系统块下载到相应的CPU中。任务6电气系统联机调试目前二十七页\总数七十三页\编于八点同样方法设置供料工作站CPU端口0为2号站，波特率为了19.2Kbps；加工工作站CPU端口0为3号站，波特率为了19.2Kbps；装配工作站CPU端口0为4号站，波特率为了19.2Kbps；最后设置成品检测工作站CPU端口0为5号站，波特率为了19.2Kbps。注意：1.PLC的CPU类型相应与各站PLC是相同的。2.主站与从站的波特率相同。4）检查网络通信。按照图6.3将网络连接好，然后利用STEP7V4.0软件和PPI/RS485编程电缆搜索出PPI网络的5个站。双击“通信”，如果出现如图6.6所示的界面数据，表明5个站PPI网络连接成功；如果没有出现如图6.6所示的界面数据，重复上述步骤，检查核对通信参数设置以及网络接线。任务6电气系统联机调试目前二十八页\总数七十三页\编于八点

5）利用“指令向导”编制主站的网络读写程序，方法如下：①打开STEP7V4.0编程软件，点击“工具”菜单栏，选择“指令导向”，并且在指令向导窗口中选择NETR/NETW(网络读写)，单击【下一步】后，就会出现NETR/NETW指令向导界面，填入数据“8”，如图6.7所示。②进行网络写操作。1～4项填写的数据都是相同的，仅站号不一样。以供料工作站的网络写操作为例,选择NETW操作，将表6.3规划的数据填入对话框中，如图6.8所示。③进行网络读操作。完成前4项数据填写后，进入5～8项网络读操作。以供料工作站的网络读操作为例，选择“NETR”操作，将表6.3规划的数据填入对话框中，如图6.9所示。任务6电气系统联机调试目前二十九页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十一页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十二页\总数七十三页\编于八点④分配存储区。8项配置完成后，单击【下一步】，导向程序将要求指定一个V存储区的起始地址，以便将此配置放入V存储区。这时若在选择框中填入一个VB值(例如VB1000)，单击【建议地址】，程序自动建议一个大小合适且未使用的V存储区地址范围，如图6.10所示。⑤生成项目组件。单击【下一步】，全部配置完成，向导将为所选的配置生成项目组件，如图6.11所示。修改或确认图中各栏目后，点击【完成】。此时，出现“完成向导配置吗？”的界面，如图6.12所示。任务6电气系统联机调试目前三十三页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十四页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十五页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十六页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十七页\总数七十三页\编于八点点击【是】，借助网络读写向导程序配置网络读写操作的工作结束。这时，指令向导界面将消失，程序编辑器窗口将自动增加一个NET_EXE子程序标记，如图6.13所示。要在程序中使用上面所完成的配置，必须在主程序块中加入对子程序NET_EXE的调用。使用SM0.0在每个扫描周期内调用此子程序，这样在程序运行时才能执行配置的网络读/写操作。子程序的调用如图6.14所示。6）根据工艺控制要求设计程序，参照前面任务1～5的方法。因各工作站是一个按步骤进行工作的，可用步进指令编程，这样可以简化程序步。

①设计主站程序，并下载到主站中。②设计各从站程序，并分别下载到各从站中。任务6电气系统联机调试目前三十八页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前三十九页\总数七十三页\编于八点3.三菱N∶N网络控制方式的联机1)按图6.15组建N∶N网络。FX系列PLC支持建立在N∶N的基础上的用FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N等PLC进行的数据传输的网络，能链接小规模系统中的数据。网络中必须有一台PLC为主站，其他PLC为从站，最多能链接8台FX系列PLC。系统中使用的RS485通信模块为FX2N-485-BD和FX1N-485-BD，最大延伸距离50m，网络的站点数为5个。任务6电气系统联机调试目前四十页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前四十一页\总数七十三页\编于八点①安装485-BD通信模块。断开各站PLC电源，把485-BD通信a模块安装在各站PLC上，安装位置如图6.16所示。485-BD的LED显示/端子排列如图6.17所示。任务6电气系统联机调试目前四十二页\总数七十三页\编于八点②连接网络。按图6.18所示，用屏蔽双绞线把各站通信模块连接一起。任务6电气系统联机调试目前四十三页\总数七十三页\编于八点2)确定通信数据。①规划网络数据。FX系列PLC规定了与N∶N网络相关的标志位(特殊辅助继电器)和存储网络参数及网络状态的特殊数据寄存器。当PLC为FX1N或FX2N(C)时，N∶N网络的相关标志(特殊辅助继电器)如表6.8所示。相关特殊数据寄存器如表6.9所示。任务6电气系统联机调试目前四十四页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前四十五页\总数七十三页\编于八点②根据系统工作要求定义数据。a.定义搬运站(站0)数据的意义，如表6.10所示。任务6电气系统联机调试目前四十六页\总数七十三页\编于八点b.定义供料工作站(站1)数据的意义，如表6.11所示。c.定义加工工作站(站2)的数据的意义，如表6.12所示。任务6电气系统联机调试目前四十七页\总数七十三页\编于八点d.定义装配工作站(站3)的数据的意义，如表6.13所示。3)根据工艺控制要求设计程序,参照前面任务1～5的方法，因各工作站是按步骤进行工作的，可用步进指令编程，这样可以简化程序步。①设计主站程序，并下载到主站中。对于主站，在程序开始的第0步(LDM8038)首先设置网络参数，如图6.19所示。任务6电气系统联机调试目前四十八页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前四十九页\总数七十三页\编于八点②设计各从站程序，并分别下载到各从站中。对于从站点，在程序开始的第0步(LDM8038)首先设置网络参数，网络参数设置只需设定站点号即可，例如供料工作站(1号站)的设置为K1，如图6.20所示。任务6电气系统联机调试目前五十页\总数七十三页\编于八点4)检查网络通信。已完成网络上各站点PLC网络参数的设置，则在完成网络连接后接通各PLC工作电源，看到各站通信模块上的SDLED和RDLED指示灯均亮，说明N∶N网络已经组建成功;如果不亮，重复上述方法和步骤，检查通信参数设置以及网络接线。4.调试1)将按钮站中的工作方式选择转换开关SA1置于“手动工作”模式。在“手动工作”模式下，分别对各工作站进行手动调试，达到本任务中各站的工艺要求。调试方法参照任务1～5的调试方法。2)将按钮站中的工作方式选择转换开关SA1置于“自动工作”模式。①检查通信网络系统。通信网络连接成功，相对应的PLC模块的LED能够正常发光,否则检查通信参数设置以及网络接线。任务6电气系统联机调试目前五十一页\总数七十三页\编于八点②原点校正调试。将搬运工作站放置在中间位置，系统供电后搬运工作站应自动回到原点位置，此时绿色警示灯闪烁。回到原点后，绿色警示灯停止闪烁常亮，表示系统可以启动工作,否则检查接线和程序。③按下系统启动按钮，绿色、黄色警示灯常亮。系统应按以下顺序工作，否则检查程序。a.供料工作站顶料气缸顶住次下层工件，推料气缸将最下层工件推到物料台上。b.搬运工作站移动到供料工作站正前方，然后抓取供料工作站物料台上的工件，抓取工件后搬运工作站的机械手手臂缩回。c.搬运工作站移动到加工工作站正前方，然后按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回的顺序，将工件放置在加工工作站的物料台上。任务6电气系统联机调试目前五十二页\总数七十三页\编于八点d.加工工作站的气动手指将本站物料台上的工件夹持住，然后物料台回缩到加工区域冲压气缸的正下方，对工件进行冲压加工。冲压加工完成后，物料台伸出，手指松开工件。e.搬运工作站的机械手按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪抓取工件→手臂缩回的顺序，将加工好的工件抓取。f.搬运工作站移动到装配工作站正前方，然后按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回的顺序，将工件放置在装配工作站的物料台上。g.装配工作站的顶料气缸把次下层的物料顶住，挡料气缸活塞杆缩回，物料掉入回转物料台的料盘中,然后挡料气缸复位伸出，顶料气缸缩回，次下层物料下落，为下一次分料做好准备。h.装配工作站的回转物料台右旋180°，装配工作站的机械手按机械手下降→手爪抓取工件→手爪上升→机械手臂伸出→机械手下降→手爪松开放下工件→机械手回复初始位置的顺序，装配好工件。在机械手回复初始位置的同时回转物料台左旋180°回复原位。任务6电气系统联机调试目前五十三页\总数七十三页\编于八点i.搬运工作站的机械手抓取装配工作站物料台上已经装配好的工件，抓取工件后，机械手逆时针旋转90°,然后向成品检测工作站行进。j.搬运工作站到达成品检测工作站后，按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回的顺序，将工件放置在成品检测工作站的传送带上(工件导向件位置)。放置工件后，搬运工作站返回原点，返回到原点后机械手顺时针旋转90°。k.当成品检测工作站的工件导向物料检测传感器检测到工件时，变频器启动并驱动电动机以10Hz的速度带动传送带运转。传送带把工件送入分拣区。l.当光纤传感器检测到工件是合格品(白色)时，被送入料槽1;当检测到工件是废品(黑色)时，被送入料槽2。如果搬运工作站不能准确到达相应的位置，应检查程序或脉冲量计算是否正确。相应脉冲量参考数据如表6.14所示。任务6电气系统联机调试目前五十四页\总数七十三页\编于八点④工作周期调试。在成品检测工作站检测完成和搬运工作站回到原点位置后，系统即完成一个工作周期。在工作周期内，如果按下过停止按钮，则在本工作周期结束后系统停止工作，警示灯黄色灯熄灭，绿色仍保持常亮;在工作周期内，如果没有按下过停止按钮，则在本工作周期结束后，系统延时1s后开始下一周期工作。任务6电气系统联机调试目前五十五页\总数七十三页\编于八点⑤异常状态调试。a.供料工作站和装配工作站发出物料不足的预警信号后，警示灯红灯应以1Hz的频率闪烁，黄灯和绿灯保持常亮。b.供料工作站和装配工作站发出没有物料的报警信号后，警示灯红灯应以1Hz的频率闪烁，黄灯熄灭,绿灯保持常亮。c.供料工作站物料不足或没有物料时，系统完成一个周期工作后回复到系统初始状态,不再工作。d.装配工作站物料不足或没有物料时，系统完成一个周期工作后回复到系统初始状态,不再工作。e.没有装配的工件认定为废品。f.按下紧急停止按钮时，正在加工工作站冲压加工的工件被视为废品,系统复位后，由搬运工作站直接送到成品检测工作站。任务6电气系统联机调试目前五十六页\总数七十三页\编于八点g.按下紧急停止按钮时，正在向某一工作站移动的搬运工作站应停止。系统复位后，搬运工作站首先回到原点，再向原工作站移动。如果达不到上述要求，检查程序。⑥经过上述调试，系统应反复工作3～4个周期准确无误后才视为调试工作完成。任务6电气系统联机调试目前五十七页\总数七十三页\编于八点1.任务要求1)根据图6.3、表6.2或图6.15、图6.18正确组建网络。2)正确设置通信网络参数。3)根据系统的工作任务要求编程，并正确调试。4)检修调试过程中出现的故障。2.注意事项1)网络接线时，一定要连接终端电阻。2)系统中的每一个工作站都应当加有独立的启动/停止按钮。3)调试时，应先独立调试每一个工作站，使每个工作能分别正常工作后再总体运行调试。4)调试搬运工作站时，应先将搬运工作站放置在系统中间位置，让其自动回到原点。巩固训练任务6电气系统联机调试目前五十八页\总数七十三页\编于八点5)注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。6)金属机架应保护接地。7)通电调试、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。8)要做到安全操作和文明生产。3.时间额定工时420min。4.评分评分细则见评分表。任务6电气系统联机调试目前五十九页\总数七十三页\编于八点学习检测任务6电气系统联机调试目前六十页\总数七十三页\编于八点知识探究：其他相关知识任务6电气系统联机调试目前六十一页\总数七十三页\编于八点1)通信协议：是传递和管理信息的规范，也就是设备与设备之间如何理解接收或发送数据的含义，如何要求对方传送数据。2)波特率：是指数据信号通过网络传送的速率，它每秒钟传送二进制位数，其单位为bps。国际规定了一个标准波特率(bps)系列：110,300,600,1200,1800,2400,9600,144K,192K,288K,366K,56K。3)PPI通信协议：PPI(PointtoPoint)通信协议是专为西门子S7200开发的通信协议,是一种点对点接口主/从串行通信协议。主站发送要求到从站，从站响应，从站不发信息，只是等待主站的要求并对要求作出响应。4)N∶N通信协议：令牌总线通信方式称为N∶N通信。在总线结构上的PLC子网上有N个站，它们地位平等,没有主站与从站之分，也可以说N个站都是主站，所以称之为N∶N通信方式。一、PLC的有关术语任务6电气系统联机调试目前六十二页\总数七十三页\编于八点在西门子S7.200系统中，除利用STEP.7MicroWIN-V4.0软件提供的网络导向功能，由软件的导向编写网络程序外，还可以用网络读写指令进行编程。1.网络读/写指令网络读写指令如图6.21(a,b)所示。二、西门子的网络读写指令任务6电气系统联机调试目前六十三页\总数七十三页\编于八点网络读指令(NETR)：初始化一个通信操作，根据缓冲区(TBL)的定义，通过指定端口从远程设备上采集数据，网络读指令可以从远程站点读取最多16个字节的信息。网络写指令(NETW)：初始化一个通信操作，根据缓冲区(TBL)的定义，通过指定端口向远程设备写数据，网络写指令可以向远程站点写最多16个字节的信息。在程序中，可以使用任意条网络读写指令，但是在同一时间最多只能有8条网络读写指令被激活。缓冲区TBL的定义如图6.22所示。任务6电气系统联机调试目前六十四页\总数七十三页\编于八点使用网络读写指令时，首先要通信初始化，即定义端口控制寄存器。端口控制寄存器SMB30控制通信端口0的通信方式，端口控制寄存器SMB130控制通信端口1的通信方式。对SMB30和SMB130进行数据定义，可以设置端口通信的操作方式，并提供端口或者系统所支持的协议之间的选择，其数据意义如表6.15所示。任务6电气系统联机调试目前六十五页\总数七十三页\编于八点任务6电气系统联机调试目前六十六页\总数七十三页\编于八点2.网络读/写指令应用举例。一条生产线正在灌装黄油桶并将其送到四台打包机中的一台上,打包机把8个黄油桶包装到一个纸板箱中。一个分流机控制着黄油桶流向各个打包机。4个CPU222模块用于控制打包机，一个CPU226模块安装了TD200操