智能传感器检测与应用技术 课件 项目九 智能传感器检测系统的搭建

智能传感器检测与应用技术主编杨杰忠叶光显邹火军主编杨杰忠叶光显邹火军副主编黄浩兵林双媚韦玉秋

参编农晴晴莫小军李仁芝秦文芳王栋平

韦文杰杨天明韦克宁黄旭张国峰唐国永陈军主编黄浩兵林双媚韦玉秋

参编农晴晴莫小军李仁芝秦文芳王栋平

韦文杰杨天明韦克宁黄旭张国峰唐国永陈军“十四五”职业教育智能制造技术应用专业系列教材项目9智能传感器检测系统的搭建1．了解智能传感器检测系统的工作过程及使用方法。2．掌握智能传感器检测系统的基本构成。3．掌握智能传感器检测系统的搭建方法。4．掌握智能传感器检测模型的电气连接与操作方法。5．掌握智能传感器检测模型的组态设置方法。6．掌握智能传感器检测模型的编程与调试方法。知识目标：1．能根据原理图，完成智能传感器检测模型的电气连接与操作。2．能根据控制要求，完成智能传感器检测模型的组态设置。3．能根据工艺流程，完成智能传感器检测模型的编程与调试。能力目标：

本项目主要包括智能传感器检测模型的电气连接与操作、智能传感器检测模型的组态设置、智能传感器检测模型的编程与调试3个任务。项目描述目标与描述任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作项目9智能传感器检测系统的搭建图9-0-1智能传感器检测模型知识目标1．了解智能传感器检测模型的组成。2．掌握智能网关的功能及电气连接方法。3．掌握数字量扩展模块与电感传感器、电容传感器、光电传感器、光纤传感器和霍尔传感器的连接方法。能力目标1．会进行智能网关与交换机的连接。2．会进行智能网关与数字量扩展模块的连接。3．会进行传感器与数字量扩展模块的连接。4．会进行智能传感器接口盒与PLC模块的电路连接。工作任务

本任务是通过学习，了解智能传感器检测模型的组成，并能完成智能传感器检测模型的电气连接与操作。项目9激光传感器检测系统的搭建任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

智能传感器检测模型主要由智能网关、数字量扩展模块、电感传感器（分布式I/O）、电容传感器（分布式I/O）、光电传感器（分布式I/O）、光纤传感器（分布式I/O）、霍尔传感器（分布式I/O）等组成，如图9-1-1所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-1智能传感器检测模型的组成任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

1．智能网关智能网关是一种全新的可扩展分布式I/O系统，支持多种主流的标准总线协议，如Profibus-DP、Profinet、EtherCAT、CC-Link等，可以轻松地接入各类PLC系统。每个智能网关占用一个从站地址，最多可以扩展4个I/O模块，每个I/O模块最多可以连接6个I/O变量，极限扩展距离为100m。模块排序按照所连接扩展口的顺序（P0—P1—P2—P3）和距离网关由近到远分配为1～24号。作为Profinet从站，智能网关可以通过组态工具指定设备名称和相应的IP地址，也可根据网络拓扑结构由PLC自动分配IP地址，以此来实现基于工业以太网结构的Profinet网络的通信要求，并在编程软件Step7中进行组态分配。图9-1-2所示为智能网关示意图。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

2．数字量扩展模块数字量扩展模块搭载并收集智能传感器信号，并由智能网关的扩展接口通过专用扩展电缆先连接到第一个模块的In口，再由第一个模块的Out口连接到第二个模块的In口，依次连接最多4个I/O模块。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-2智能网关示意图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

2．数字量扩展模块图9-1-3所示为数字量扩展模块示意图。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-3数字量扩展模块示意图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

3．智能传感器智能传感器检测模型主要用到5款传感器：电感传感器（分布式I/O）、电容传感器（分布式I/O）、光电传感器（分布式I/O）、光纤传感器（分布式I/O）和霍尔传感器（分布式I/O）。它们通过专用插件和线缆与数字量扩展模块连接，将采集到的数字量信号发送给数字量扩展模块。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

3．智能传感器1）电感传感器（分布式I/O）本任务用到的电感传感器的型号为FI8-G18-ON6L-Q12，检测距离为8mm，输出为NPN，电压为DC24V，开关频率为500Hz，其机械图如图9-1-4所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-4电感传感器机械图（单位：mm）任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

3．智能传感器2）光电传感器（分布式I/O）本任务用到的光电传感器的型号为OM18-K100VN6Q，检测距离为100mm，光源为红外线，开关频率为200Hz，输出为NPN，开关的方式为NO+NC，其电路图如图9-1-5所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-5光电传感器电路图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

3．智能传感器3）电容传感器（分布式I/O）本任务用到的电容传感器的型号为FC5-M18-ON6L-Q12，检测距离为5mm，输出为NPN，电压为DC24V，开关频率为500Hz，其机械图如图9-1-6所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-6电容传感器机械图（单位：mm）任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

3．智能传感器4）霍尔传感器（分布式I/O）本任务用到的霍尔传感器的型号为NJK-5002C，检测距离为10mm，输出为NPN，电压为DC24V，其实物图如图9-1-7所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-7霍尔传感器实物图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

3．智能传感器5）光纤传感器（分布式I/O）光纤传感器主要由光纤头和数字光纤传感器组成。本任务用到的光纤头的型号为E32-ZD200，数字光纤传感器的型号为E3X-ZD112M，输出为NPN，检测距离为150mm，电压为DC24V。光纤传感器实物图如图9-1-8所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、智能传感器检测模型的组成图9-1-8光纤传感器实物图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

1．智能网关的电气连接智能网关需要进行电源线、数据扩展线、网络通信线的连接。1）电源线智能网关采用DC24V电源供电，供电电源分为网关模块电源UMOD（1L+、1M）和信号模块负载电源U（2L+、2M）两部分。两路电源的正极1L+和2L+之间电隔离，公共点1M和2M之间内部连通。智能网关电源线公插连接视图如图9-1-9所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-9智能网关电源线公插连接视图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

1．智能网关的电气连接智能网关需要进行电源线、数据扩展线、网络通信线的连接。1）电源线智能网关电源线公插接口端子表如表9-1-1所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-8光纤传感器实物图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

1．智能网关的电气连接智能网关需要进行电源线、数据扩展线、网络通信线的连接。1）电源线智能网关电源线实物连接图如图9-1-10所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-10智能网关电源线实物连接图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

1．智能网关的电气连接智能网关需要进行电源线、数据扩展线、网络通信线的连接。2）数据扩展线数据扩展线连接数字量扩展模块和智能网关，给数字量扩展模块供电的同时收集传感器的触发信号。图9-1-11所示为数据扩展线实物连接图。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-11数据扩展线实物连接图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

1．智能网关的电气连接智能网关需要进行电源线、数据扩展线、网络通信线的连接。3）网络通信线网络通信线是智能网关与PLC连接通信专用的，智能网关将采集到的传感器数字量信号通过网络通信线发送给PLC。图9-1-12所示为网络通信线实物连接图。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-12网络通信线实物连接图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

2．数字量扩展模块数字量扩展模块只需用传感器信号转换线与各传感器连接，以及用数据扩展线与智能网关连接即可。其中传感器信号转换线是用于连接各传感器与数字量扩展模块之间的专用线，为三线制，即DC24V、0V、信号线。图9-1-13所示为传感器信号转换线实物连接图。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-13传感器信号转换线实物连接图任务1智能传感器检测模型的电气连接与操作

2．数字量扩展模块数字量扩展模块只需用传感器信号转换线与各传感器连接，以及用数据扩展线与智能网关连接即可。其中传感器信号转换线是用于连接各传感器与数字量扩展模块之间的专用线，为三线制，即DC24V、0V、信号线。图9-1-13所示为传感器信号转换线实物连接图。项目9智能传感器检测系统的搭建二、智能传感器检测模型的电气连接图9-1-13传感器信号转换线实物连接图知识目标1．掌握智能网关分配IP地址和数据位的方法。2．掌握智能传感器检测模型选型功能的设置方法。3．熟悉智能传感器检测模型的逻辑运算。能力目标能完成西门子CPU_1214C及扩展模块SM1223DI8/DQ8的外部电路连接。工作任务

本任务是通过学习，了解智能网关的IP地址及名称定义，掌握智能网关通信的设置方法和智能传感器检测模型的组态设置方法，并能完成智能传感器检测模型的组态设置。项目9激光传感器检测系统的搭建任务2智能传感器检测模型的组态设置任务2

智能传感器检测模型的组态设置

智能传感器检测模型需要与PLC进行以太网通信，需要在PLC中为智能网关分配IP地址和数据位，因此暂定智能网关的IP地址为192.168.13.15，数据位为I10.0～I10.4；PLC的IP地址为192.168.13.11。智能网关与PLC的IP地址和数据位如表9-2-1所示。项目9智能传感器检测系统的搭建一、IP地址和名称定义任务2

智能传感器检测模型的组态设置

1．数字量I/O模块的端口定义本任务采用的数字量I/O模块为SPDB-0800D-013，其端口定义如表9-2-2所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块任务2

智能传感器检测模型的组态设置

1．数字量I/O模块的端口定义本任务将接入本模块中电感传感器、电容传感器、光电传感器、霍尔传感器和光纤传感器5种传感器的信号。模块中3～10号端口为传感器接线端口，其插头示意图如图9-2-1所示，其插头说明如表9-2-3所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块图9-2-1传感器接线端口插头示意图任务2

智能传感器检测模型的组态设置

1．数字量I/O模块的端口定义本任务将接入本模块中电感传感器、电容传感器、光电传感器、霍尔传感器和光纤传感器5种传感器的信号。模块中3～10号端口为传感器接线端口，其插头示意图如图9-2-1所示，其插头说明如表9-2-3所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块任务2

智能传感器检测模型的组态设置

2．数字量I/O模块各指示灯的定义数字量I/O模块指示灯示意图如图9-2-2所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块图9-2-2数字量I/O模块指示灯示意图任务2

智能传感器检测模型的组态设置

2．数字量I/O模块各指示灯的定义各指示灯的定义及说明如表9-2-4所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块图9-2-2数字量I/O模块指示灯示意图任务2

智能传感器检测模型的组态设置

3．网关模块的端口定义I/O模块与PLC的网络连接需经过网关，I/O模块接入网关后经网络集线器与PLC获得联系。图9-2-3是网关模块SPPN-GW-001实物图，其端口定义如表9-2-5所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块图9-2-3网关模块SPPN-GW-001实物图任务2

智能传感器检测模型的组态设置

3．网关模块的端口定义I/O模块与PLC的网络连接需经过网关，I/O模块接入网关后经网络集线器与PLC获得联系。图9-2-3是网关模块SPPN-GW-001实物图，其端口定义如表9-2-5所示。项目9智能传感器检测系统的搭建二、分布式I/O模块任务2

智能传感器检测模型的组态设置

4．网关模块指示灯的定义网关模块指示灯示意图如图9-2-4所示。网关模块指示灯的定义及说明如表9-2-6所示。