《自动化生产线安装与调试》课件-项目一 自动化生产线的认知及知识准备

自动化生产线安装与调试主讲人：任务1气动技术在YL-335B中的应用

项目一

自动化生产线的认知及知识准备第

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页气动技术在YL-335B中的应用气动技术是以压缩空气作为动力源，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。YL-335B的气动控制系统是以压缩空气为工作介质，在控制元件和辅助元件的配合下，通过执行元件把空气的压缩能转换为机械能，从而完成气缸直线或回转运动并对外做功。第

3

页气动技术在YL-335B中的应用123气动控制系统气源装置气源处理装置及辅助元件4气动执行元件气动控制元件第

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页气动技术在YL-335B中的应用1气源装置气源装置用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其净化、处理及存储的一套装置气泵的输出压力可通过其上的过滤减压阀进行调节储气罐静音气泵过载安全保护器安全阀空气压缩机气源开关一次减压阀空气压缩机启停开关罐体压力指示表一次减压调节指示表第

5

页气动技术在YL-335B中的应用2气源处理装置及辅助元件气源处理装置第

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页气动技术在YL-335B中的应用2气源处理装置及辅助元件气动辅助元件1、消声器2、快速接头第

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页气动技术在YL-335B中的应用2气源处理装置及辅助元件气动辅助元件3、阀座4、塑料气管第

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页气动技术在YL-335B中的应用3气动执行元件气动执行元件的作用是将压缩空气的压力能转换成机械能的装置。气动系统中常用的执行元件气缸气马达气缸用于实现直线往复运动气马达是实现连续回转运动第

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页气动技术在YL-335B中的应用3气动执行元件常见的各种气动执行元件（d）薄型气缸（a）

笔型普通气缸（b）气动手爪（c）导向气缸（e）气马达（f）转动气缸第

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页气动技术在YL-335B中的应用3气动执行元件YL-335B

所有工作单元的执行气缸都是双作用气缸，双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要进行选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。气动调速符号外形图结构示意图第

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页气动技术在YL-335B中的应用控制元件压力控制阀方向控制阀流量控制阀在气动控制系统中，控制元件控制和调节压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度，并按设计的程序正常工作。4气动控制元件第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件压力控制阀减压阀安全阀顺序阀用来控制气动控制系统中压缩空气的压力，以满足各种压力需求，并使压力稳定保持在所需的压力值上。第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件类型作

用

及

应

用

特

点减压阀对来自供气气源的压力，进行二次压力调节，使气源压力减小到各气动装置需要的压力，并保证压力值保持稳定。安全阀也称为溢流阀，在系统中起到安全保护作用。当系统的压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中一部分气体排入大气，使得系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。顺序阀依靠气路中压力的作用来控制执行元件按顺序动作的一种压力控制阀，顺序阀一般与单向阀配合在一起，构成单向顺序阀。第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件流量控制阀在气动系统中通过改变阀的流通截面积来实现流量控制，以达到控制气缸运动速度或者控制换向阀的切换时间和气动信号的传递速度的目的。流量控制阀调速阀单向节流阀带消声器的排气节流阀第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件方向控制阀电磁控制换向阀简称电磁阀常用方向控制阀是气动系统中通过改变压缩空气的流动方向和气流通断，来控制执行元件启动、停止及运动方向的气动元件。电磁阀是气动控制中最主要的元件，它是利用电磁线圈通电时，静铁心对动铁心产生电磁吸引力使阀切换以改变气流方向的阀。第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件根据阀心复位控制方式，又可以分为单电控和双电控两种。双电控电磁换向阀与单电控电磁换向阀的区别：对于单电控电磁换向阀，在无电控信号时，阀芯在弹簧力的作用下会复位；对于双电控电磁换向阀，在两端都无电控信号时，阀芯的位置取决于前一个电控信号。电磁阀按阀切换通道数目的不同又可以分为二通阀、三通阀、四通阀、五通阀。

按阀心的切换工作位置数目的不同又可以分为二位阀、三位阀。第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件所谓“位”指的是为了改变气体方向，阀芯相对于阀体所具有的不同的工作位置，有几个方格就是几位。“通”的含义则指换向阀与系统相连的通口，有几个通口即为几通。下图分别给出二位三通、二位四通和二位五通单电控电磁换向阀的图形符号。部分单电控电磁换向阀的图形符号第

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页气动技术在YL-335B中的应用4气动控制元件为了使气缸的动作平稳可靠，应对气缸的运动速度加以控制，常用的方法是使用单向节流阀来实现。右图为装有两个单向节流阀的双作用气缸连接示意图。这种连接方式称为排气节流方式，即当压缩空气从

A

端进气、从

B端排气时，单向节流阀

A

开启，向气缸快速充气。由于单向节流阀

B

的单向阀关闭，有杆腔的气体只能经节流阀排气，调节节流阀

B

的开度，便可改变气缸伸出时的运动速度。反之，调节节流阀

A

的开度则可改变气缸缩回时的运动速度。这种控制方式活塞运行稳定。自动化生产线安装与调试主讲人：任务2传感器技术在YL-335B中的应用

项目一

自动化生产线的认知及知识准备第

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页传感器技术在YL-335B中的应用YL-335B设备上主要应用了开关量信号输出的接近传感器，包括磁感应接近开关（简称磁性开关）、电感式接近开关、光电式和光纤式接近开关等。此外，

YL-335B上的分拣单元还应用了检测电机旋转角位移的用脉冲方式输出的增量式旋转编码器。传感器是能感知规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。第

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页123传感器技术的应用磁性开关的认知及工作原理电感式接近开关工作原理及应用4光电式接近开关工作原理及应用光纤式接近开关工作原理及应用5旋转编码器工作原理及应用传感器技术在YL-335B中的应用第

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页传感器技术在YL-335B中的应用磁感应式接近开关简称磁性开关，其工作方式是当有磁性物质接近磁性开关传感器时，传感器感应动作，并输出开关信号。磁性开关具有检测时不会磨损和损伤检测对象的优点，常用于检测磁场或磁性物质的存在。

YL-335B

所使用的气缸都是带磁性开关的气缸。这些气缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动行程。1

磁性开关的认知及工作原理第

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页传感器技术在YL-335B中的应用1

磁性开关的认知及工作原理带磁性开关气缸的工作原理图当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开；触点闭合或断开时发出电控信号，在

PLC的自动控制中，可以利用该信号判断推料及顶料缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用1

磁性开关的认知及工作原理在磁性开关上设置的LED显示用于显示其信号状态，供调试时使用。磁性开关动作时，输出信号“1”，LED亮；磁性开关不动作时，输出信号“0”，LED不亮。

磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，对于源型输入的PLC，蓝色引出线应连接到DC24V电源的负极，棕色引出线应连接到PLC输入端。磁性开关内部电路图第

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页传感器技术在YL-335B中的应用2电感式接近开关工作原理及应用电感式接近开关是利用涡流效应制造的传感器。涡流效应是指，当金属物体处于一个交变的磁场中，在金属内部会产生交变的电涡流，该涡流又会反作用于产生它的磁场这样一种物理效应。如果这个交变的磁场是由一个电感线圈产生的，则这个电感线圈中的电流就会发生变化，以平衡涡流产生的磁场。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用2电感式接近开关工作原理及应用电感式传感器原理框图以高频振荡器中的电感线圈作为检测元件，当被检测金属物体接近电感线圈时产生涡流效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路（包括检波、放大、整形、输出等电路）将该变化转换成开关量输出，从而达到检测目的。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用2电感式接近开关工作原理及应用安装在供料单元的圆柱形接近开关，用于检测供料料仓底层的工件是否金属工件安装在分拣单元传感器支架上的圆柱形接近开关，用于检测传送带上工件所嵌入的芯件是否金属芯件安装在输送单元上的方形接近开关，

用于确定抓取机械手装置的原点位置。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用3光电式接近开关工作原理及应用

“光电传感器”是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。

光电式接近开关主要由光发射器和光接收器构成。如果光发射器发射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达光接收器的量将会发生变化。光接收器的敏感元件将检测出这种变化，并转换为电信号，进行输出。大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用3光电式接近开关工作原理及应用按照接收器接收光的方式不同：光电式接近开关分为对射式、反射式和漫射式。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用3光电式接近开关工作原理及应用供料单元中，用来检测工件不足或工件有无的漫射式光电接近开关选用E3Z-LS63

型放大器内置型光电开关。该接近开关是一种小型、可调节检测距离、放大器内置的漫射式光电接近开关，具有光束细小，可检测同等距离的黑色和白色物体、检测距离可精确设定等特点。该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮和显示灯如图所示。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用3光电式接近开关工作原理及应用CX-441（E3Z-L61）光电开关电路原理图第

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页传感器技术在YL-335B中的应用4光纤式接近开关工作原理及应用装配单元分拣单元光纤式接近开关第

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页传感器技术在YL-335B中的应用4光纤式接近开关工作原理及应用组成：光纤检测头、光纤放大器放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用4光纤式接近开关工作原理及应用光纤传感器工作原理示意图如图所示。投光器和受光器均在放大器内，投光器发出的光线通过一条光纤内部从端面（光纤头）以约60°的角度扩散，照射到检测物体上；同样，反射回来的光线通过另一条光纤的内部回送到受光器。反射回来的光线量将由放大器内部的敏感元件检出，并转换为电气信号输出。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用4光纤式接近开关工作原理及应用光纤传感器的原理图注：未用与PLC的连接：同光电式接近开关第

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页传感器技术在YL-335B中的应用4光纤式接近开关工作原理及应用光纤传感器的放大器单元通常包括有入光量显示、输出动作显示、输出灵敏度调节旋钮等部分。调节其中部的8旋转灵敏度无终端旋钮就能进行放大器灵敏度调节（顺时针旋转灵敏度增大）。调节时会看到“入光量显示灯”发光的变化。当探测器检测到物料时“动作显示灯”会亮，提示检测到物料。第

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页传感器技术在YL-335B中的应用5旋转编码器工作原理及应用分拣单元第

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页传感器技术在YL-335B中的应用5旋转编码器工作原理及应用旋转编码器：是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量或转动角度转换成脉冲或

数字量的传感器。增量式编码器信号性质绝对式编码器电信号二进制编码脉冲第

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页传感器技术在YL-335B中的应用5旋转编码器工作原理及应用

典型的旋转编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形狭缝。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒旋转编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速，其原理示意图如图所示。

典型的旋转编码器工作原理图第

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页传感器技术在YL-335B中的应用5旋转编码器工作原理及应用

增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90°，用于辨向：当A相脉冲超前B相时为正转方向，而当B相脉冲超前A相时则为反转方向。Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

增量式编码器输出的三组方波脉冲自动化生产线安装与调试主讲人：项目一

自动化生产线的认知及知识准备

任务3可编程技术在YL-335B中的应用第

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页可编程技术在YL-335B中的应用123可编程技术在YL-335B中的应用YL-335B控制系统组成各工作站PLC配置编程方法总结第

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页可编程技术在YL-335B中的应用1YL-335B控制系统组成YL-335B控制系统的每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。输送站供料站加工站装配站分拣站图1YL-335B控制系统第

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页可编程技术在YL-335B中的应用2各工作站PLC配置在YL-335B中的供料、加工、装配、分拣单元中需要对电磁阀进行控制，采用的是继电器输出型PLC在YL-335B中的输送单元，由于需要输出高速脉冲驱动步进电机或伺服电机，采用的是晶体管输出型PLC序号单元名称PLC型号输入输出数量1输送单元S7-226DC/DC/DC主单元共24点输入，16点晶体管输出2供料单元S7-224AC/DC/RLY主单元共14点输入和10点继电器输出3加工单元S7-224AC/DC/RLY主单元共14点输入和10点继电器输出4装配单元S7-226AC/DC/RLY主单元共24点输入和16点继电器输出5分拣单元S7-224XPAC/DC/RLY主单元共14点输入和10点继电器输出表1YL-335B各工作站PLC配置第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法经验设计方法的步骤：1）分解梯形图程序。将要编制的梯形图程序分解成功能独立的子梯形图程序。2）利用输入信号逻辑组合直接控制输出信号。在画梯形图时应考虑输出线圈的得电、失电和自锁条件等，注意程序的启动、停止、连续运行、选择性分支和并行分支。3）使用辅助元件和辅助触点。如果无法利用输入信号逻辑组合直接控制输出信号，则需要增加一些辅助元件和辅助触点以建立输出线圈的得电和失电条件。4）使用定时器和计数器。如果输出线圈的得电和失电条件中需要定时和计数器条件时，则使用定时器和计数器逻辑组合建立输出线圈的得电和失电条件。5）使用功能指令。如果输出线圈的得电和失电条件中需要功能指令的执行结果作为条件时，则使用功能指令逻辑组合建立输出线圈的得电和失电条件。经验设计方法也叫试凑法。经验设计方法需要设计者在掌握大量典型电路的基础上，将实际控制问题分解成典型控制电路，然后用典型电路或修改的典型电路拼凑梯形图。第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结6）画互锁条件。画出各个输出线圈之间的互锁条件，避免同时发生互相冲突的动作。7）画保护条件。保护条件可以在系统出现异常时，使输出线圈的动作保护控制系统和生产过程。由于PLC组成的控制系统复杂程度不同，梯形图程序的难易程度也不同，因此以上步骤并不是唯一和必须的，可以灵活运用。在设计梯形图程序时，要注意先画基本梯形图程序，当基本梯形图程序功能能够满足要求后，再增加其他功能。在使用输入条件时，注意输入条件是电平，脉冲，还是边沿，一定要将梯形图分解成小功能块调试完毕后，再调试全部功能。经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结经验设计法只能用来设计一些简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序（如手动程序等）。如果用来设计复杂系统梯形图，存在以下问题：1）考虑不周、设计麻烦，周期长。用经验设法设计，没有固定的方法和步骤，且要用大量的中间元件来完成记忆、联锁和互锁等功能。由于需要考虑的因素很多，分析起来非常困难，并且容易遗漏。修改局部程序时，很有可能会对系统其他程序产生影响，往往设计加修改花很长时间得不到一个满意的结果。2）梯形的可读性差、系统维护困难。程序是按设计者的经验和习惯进行设计的。因此，即使是同行，分析也非常困难，更不用说维修人员了，这给PLC系统的维护和改进带来许多困难。所以，经验设计方法一般只适合于比较简单的或与某些典型系统相类似的控制系统的设计。经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法当主要对开关量进行控制时，使用逻辑设计法比较好。逻辑设计法的基础是逻辑代数。逻辑设计法步骤如下：1）用不同的逻辑变量来表示各输入、输出信号，并设定对应输入、输出信号各种状态时的逻辑值。2）根据控制要求，列出状态表。3）由状态表写出相应的逻辑函数，并进行化简。4）根据化简后的逻辑函数画出梯形图。5）上机调试，使程序满足要求。这种方法设计思路清晰，所编写的程序易于优化，是一种较为实用可靠的程序设计方法。第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法如果PLC各输出信号的状态变化有一定的时间顺序，可用时序图法设计程序。时序图法设计步骤如下：1）详细分析控制要求，明确各输入/输出信号个数，合理选择机型，并进行I/O分配。2）明确各输入、输出信号之间的时序关系，画出各输入和输出信号的工作时序图。3）根据输出状态变化，把时序图划分成若干时间区段，确定各个区段时间长短，且找出各个区段间的转换关系和转换条件。4）根据时间区段的个数确定需要几个定时器，分配定时器号，确定各定时器的设定值。明确各定时器开始定时和定时时间到达这两个关键时刻对各输出信号状态的影响。5)根据定时器的功能明细表、时序图和I/O分配表画出梯形图。6）运行调试，修改程序。复杂的控制系统中某个环节属于这类时序控制，可以用这个时序图设计方法去处理。第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法利用改造法设计PLC程序的主要步骤如下：1）分析掌握原有系统的工作原理熟悉原有的继电器控制线路。根据继电器控制线路分析并掌握该系统的工作原理。2）PLC的I/O分配

确定系统的输入设备和输出设备，继电器电路中的主令电器应与PLC的输入继电器对应，执行元件应与PLC的输出继电器对应；根据实际要求合理选择PLC，并进行I/O地址分配；根据继电器控制线路画出PLC外部接线图。3）建立其它元器件的对应关系

继电接触器控制电路的中间继电器、定时器用PLC的辅助继电器、定时器代替。4）根据继电接触器控制电路对应关系画出梯形图，并予以简化和修改。利用继电器控制系统的设计思想来设计PLC梯形图程序，我们称之为“改造法”、“翻译法”或“移植法”。因为原有的继电器控制系统经过长期的使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能，用PLC对应的符号和PLC功能相当的器件替代，把原来的继电接触器控制电路经过适当的“翻译”，从而设计出具有相同功能的PLC梯形图程序。第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结继电接触器系统改造应注意的问题1）要遵循PLC梯形图的语法规则。例如：在继电器电路中，触点可以放在线圈的左边，也可放在右边；而在PLC梯形图中线圈只能放在网络的最右边，左边必须与触点相连。2）设置中间继电器M。若多个线圈都受某一个触点串并联的控制，为了简化电路，在梯形图中，可以设置该触点串并联来控制某M继电器，再利用该M的开关来控制多个线圈。在这里继电器M相当于继电器电路中的中间继电器。3）在不影响系统控制功能的前提下，应尽量减少系统的I/O点数。因为PLC的I/O点数的多少是影响PLC价格的主要因素。4）要尽量减少PLC程序的大小，以节省PLC存储器空间。例如：串联时单个触点应放在右边，而并联时单个触点应放在下边。5）外部电路的设计。为提高系统的安全可靠性，对于重要的互锁，在软件设计中考虑互锁的同时，通常在外部电路中还要保留必要的互锁。例如在控制电机正反转时，为了防止控制正反转的两个接触器同时动作造成三相电源短路，除了要在PLC程序中设置互锁外，还要在PLC外部电路中设置硬件连锁电路。经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地按照一定的顺序进行工作。顺序控制设计方法是一种先进的设计方法，设计效率高，调试修改和阅读非常方便！顺序控制设计法步骤绘制顺序功能图

转换成梯形图组成要素绘制步骤注意问题基本结构方法1：利用起保停电路梯形图设计方法方法2：以转换为中心梯形图设计方法方法3：使用SCR指令梯形图设计方法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结绘制顺序功能图

步动作初始步1）组成要素:步、动作、有向连线、转换、转换条件（1）步与动作a、步。根据系统输出状态的变化，将系统的工作过程划分成若干顺序相连的阶段，这些阶段称为“步”。可以用PLC的编程元件（如辅助继电器、移位寄存器和状态继电器等）来代表各步，并用矩形框表示。

活动步。当系统工作于某一步时，该步处于活动状态，称为“活动步”。

初始步。控制过程刚开始阶段的活动步与系统初始状态相对应，称为“初始步”。

初始状态一般是系统等待启动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每个顺序功能图中至少应有一个初始步。b、动作。指某步活动时，PLC向被控系统发出的命令，或被控系统应执行的动作。动作用矩形框围起来，标出实现该动作的电气执行元件名称或PLC元件的地址。M0.0M0.1M0.1Q0.0SM0.1T37T37Q0.1I0.1I0.0经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结步动作初始步有向线段转换转换条件（2）有向连线、转换和转换条件步与步之间用有向连线连接，并且用转换将步分隔开。当方向不是从上到下、从左到右时，应在有向连线上用箭头注明方向。是用与有向连线垂直的短划线来表示。使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短划线旁边。转换条件可能是外部输入信号，也可能是PLC内部产生的信号，如定时器、计数器触点的接通/断开等，也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。M0.0M0.1M0.1Q0.0SM0.1T37T37Q0.1I0.1I0.0绘制顺序功能图

经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结2）绘制步骤（1）步的划分熟悉控制流程，将整个工作流程按照被控对象工作状态的变化划分为各个步，并分配相应辅助继电器M或状态器S来代表各步。（2）步对应的动作指某步活动时，PLC向被控系统发出的命令，或被控系统应执行的动作。（3）转换条件的确定转换条件一般为使系统由一种工作状态变化到另一种工作状态的切换信号。多数为按钮、指令开关、限位开关、定时器、计数器的接通/断开。转换条件也可能是若干个信号的与、或、非逻辑组合。（4）功能表图的绘制根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控制要求画出功能图。绘制顺序功能图

经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结3）注意问题（1）两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。（2）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。（3）转换实现的基本原则。a.转换实现的条件：该转换所有的前级步都是活动步。相应的转换条件得到满足。如果转换的前级步或后续步不止一个，转换的实现称为同步实现b.转换实现应完成的操作使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步变为活动步。使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步变为不活动步。（4）功能表图中初始步是必不可少的。如果没有该步，无法表示初始状态，系统也无法返回停止状态。（5）顺序功能图中一般应有步和有向连线组成的闭环，完成一次工艺操作后，应从最后一步返回初始步或者下一工作周期的第一步连续循环工作，不能有“到死为止”的死胡同或盲肠。绘制顺序功能图

经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结4）基本结构a.单流程。每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。b.选择分支。在某一时刻一般只允许选择一个分支。c.并行分支。当转换条件的实现导致几个分支同时激活时，这些分支称为并行分支开始。当直接连在双线上的所有前级步都处于活动状态，并且转换条件满足，并行分支的结束，执行下一步。（a）单流程（b）选择分支开始（c）选择分支结束图2单流程与选择分支（a）并行分支开始（b）并行分支结束图3并行分支绘制顺序功能图

经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结转换成梯形图方法1：利用起保停电路步骤：（1）先写出每步的起保停！（2）整理动作！找出每步的启动条件和停止条件。启动条件是前级步为活动步且转换条件满足；停止条件是后级步变为活动步。如下图所示。Mi-1MiMi+1XiXi+1()Mi-1XiMi+1MiMi写Mi步的起保停启动条件停止条件自锁经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结方法2：以转换为中心梯形图设计方法步骤：（1）以转换为中心设计梯形图程序！（2）整理动作！转换条件转换操作转换实现的基本原则。转换实现的条件：前级步都是活动步。转换条件满足。转换实现应完成的操作：置位后续步。复位前级步。转换成梯形图经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法第

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页可编程技术在YL-335B中的应用3编程方法总结方法3：使用SCR指令梯形图设计方法步骤：（1）写出若干个SCR段，每一段对应于功能图中的一步！（2）整理动作！写Mi步SCR段(SCRT)Mi+1SCRMi(SCRE)Xi+1步开始步转移步结束转换成梯形图经验设计法继电系统改造法时序图设计法逻辑设计法顺序控制设计法自动化生产线安装与调试主讲人：任务4

变频技术在YL-335B中的应用

项目一

自动化生产线的认知及知识准备第

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页变频技术在YL-335B中的应用什么是变频器？知识点1知识点2知识点3变频技术变频器的结构原理MM420变频器介绍知识点4MM420变频器快速调试第

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页变频技术在YL-335B中的应用1

什么是变频器由三相异步电动机的转速公式：1pn

n

(

1

s

)

60

f1

(

1

s

)可知，三相异步电动机有下列三种基本调速方法：改变定子极对数

p

调速。改变电源频率f1调速。改变转差率s

调速。第

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页变频技术在YL-335B中的应用1

什么是变频器

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。第

65

页变频技术在YL-335B中的应用

变频器主要由主电路和控制电路组成。主电路控制电路2

变频器的结构原理第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理变频器主电路第

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页变频技术在YL-335B中的应用整流电路电网侧的变流器Ⅰ为整流器，它的作用是把交流电整流成直流电。逆变电路最常见的结构形式是利用六个半导体主开关器件组成三相桥式逆变电路。只要有规律地控制主开关器件的通与断，就可以得到任意频率的三相交流电输出。中间直流环节由于逆变器的负载为电动机，功率因数不为1，在中间直流环节和电动机之间有无功功率的交换,要靠中间直流环节的储能元件来缓冲。2

变频器的结构原理第

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页变频技术在YL-335B中的应用控制电路组成：控制电路由运算、检测、接口和驱动电路组成。对整流器的电压控制、对逆变器的开关控制以及保护。2

变频器的结构原理第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理由VD1～VD6组成三相整流桥，将工频三相交流电整流成直流电。第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理电阻R1和R2作用：在CF1和CF2旁各并联一个阻值相等的均压电阻R1和R2，实现电容均压。滤波电容器CF作用：滤平整流后的电压纹波；当负载变化时，使直流电压保持平稳。由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制，滤波电路中的电容通常由若干个电容器串并联使用。第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理开关SL的作用：当CF充电到一定程度时，令开关SL接通，将RL短路掉。限流电阻RL的作用：当变频器刚合上电源的瞬间，滤波电容器CF的充电电流是很大的。过大的冲击电流将可能使三相整流桥的二极管损坏；同时，也使电源电压瞬间下降而受到“污染”。为了减小冲击电流，在变频器刚接通电源后的一段时间里，电路内串入限流电阻RL，其作用是将电容器CF的充电电流限制在允许范围以内。第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理

HL指示灯作用：HL除了指示电源是否接通以外，还有一个十分重要的功能，即在变频器切断电源后，指示滤波电容器CF上的电荷是否已经释放完毕。由于CF的容量较大、电压高、放电时间长。如不放完，对人身安全将构成威胁。在维修变频器时，必须等HL完全熄灭后才能接触变频器内部的导电部分。第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理逆变电路作用：由逆变管VT1～VT6组成三相逆变桥，把VD1～VD6整流所得的直流电再“逆变”成频率、幅值都可调的交流电。逆变桥是变频器实现变频的具体执行环节，因而是变频器的核心部分。第

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页变频技术在YL-335B中的应用2

变频器的结构原理异步电动机减速，工作频率下降；在工作频率下降中，转子转速将可能超过此时的同步转速（n=60f/P），而处于再生制动（发电）状态拖动系统的动能将反馈到直流电路中使直流母线电压不断上升因而需将反馈能量消耗掉，制动电阻就是用来消耗这部分能量，对电机制动。第

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页变频技术在YL-335B中的应用YL-335B分拣单元使用的三相交流减速电机的速度、方向控制采用西门子通用变频器MM420。其电气接线图如图所示。三相交流电源经熔断器、空气断路器及变频器输出到电动机。变频器与电动机的电气连接3

MM420变频器介绍第

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页变频技术在YL-335B中的应用3

MM420变频器介绍1：

+10V直流电压输出2: 0V（即10V直流电压的地）3：

模拟量输入的正电压接线端4：

模拟量输入的负电压接线端5、6、7：数字量（开关量）输入接线端8：

+24V直流电压输出9：

0V（即24V直流电压的地）10、11：开关量输出接线端12、13：模拟量输出接线端14、15：RS485串行通信接口

变频器MM420端子接线图第

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页变频技术在YL-335B中的应用3

MM420变频器介绍变频器MM420框图第

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页变频技术在YL-335B中的应用利用状态显示板（SDP）和制造厂的默认设置值，就可以使变频器投入运行；如果工厂的默认设置值不适合所控对象的情况，可以利用基本操作面板（BOP），或高级操作面板（AOP）进行参数修改。三种操作面板4MM420变频器快速调试第

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页变频技术在YL-335B中的应用4MM420变频器快速调试

BOP面板的按键功能显示/按钮功能功能的说明状态显示LCD显示变频器当前的设定值起动变频器按此键起动变频器。默认值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，应设定P0700

=1。停止变频器OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车。默认值运行时此键禁用的；为了允许此键操作，应设定P0700

=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车。此功能总是“使能”的。改变电动机的转动方向按此键可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用负号（－）表示或用闪烁的小数点表示。默认值运行时此键是禁用的，为了使此键的操作有效，应设定

P0700

=

1。电动机点动在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。第

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页变频技术在YL-335B中的应用4MM420变频器快速调试显示/按钮功能功能的说明功能键1.此键用于浏览辅助信息。变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动

2秒钟，将显示以下参数值（在变频器运行中，从任何一个参数开始）：直流回路电压（用

d

表示，

单位：V）输出电流（A）输出频率（Hz）

输出电压（用

o

表示

，

单位：V）由

P0005

选定的数值（如果

P0005

选择显示上述参数中的任何一个（3，4，或

5），这里将不再显示）。连续多次按下此键，将轮流显示以上参数。2.跳转功能在显示任何一个参数（rXXXX

或PXXXX）时短时间按下此键，将立即跳转到r0000，如果需要的话，可以接着修改其他的参数。跳转到r0000后，按此键将返回原来的显示点。访问参数按此键即可访问参数增加数值按此键即可增加面板上显示的参数数值减少数值按此键即可减少面板上显示的参数数值第

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页变频技术在YL-335B中的应用4MM420变频器快速调试MM420参数只读参数：r××××可读写参数：p××××访问经常使用参数访问扩展参数仅供专家仅供维修人员第

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页变频技术在YL-335B中的应用4MM420变频器快速调试操作面板运行控制通过BOP对变频器实现正反转控制，启动工作频率为20Hz。操作步骤如下：（1）参数设置①.

P0010=30和P0970=1，按下P键，开始复位，保证变频器的参数恢复到工厂默认值。②.P0010=1,进入快速调试状态。③.设置电动机参数，为了使电动机与变频器相配匹，需要进行电动机参数设置。P0304：电动机的额定电压（V）P0305：电动机额定电流（A）P0307：电动机额定功率P0310：电动机的额定频率P0311：电动机的额定速度（r/min）第

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页变频技术在YL-335B中的应用4MM420变频器快速调试④.P0700=1：由键盘输入设定值(选择命令源)。⑤.P1000=1:

由键盘(电动定位计)输入设定值。⑥.P1080=0：变频器输出的最低频率（Hz）、P1082=50：变频器输出的最高频率（Hz）。⑦.P1020=5：斜坡上升时间(S)、P1021=5：斜坡下降时间(S)。⑧.P3900=1：结束快速调试。⑨.P0003=2：访问级别为扩展级。⑩.P1040=20：启动工作频率为20Hz。第

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页变频技术在YL-335B中的应用4MM420变频器快速调试（2）变频器运行操作①.变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键,变频器将驱动电动机升速,并运行在由P1040所设定的20HZ频率对应的560r/min的转速上。②.正反转及加减速运行：电动机的转速(运行频率)及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键

来改变。③.电动机停车:在变频器的前操作面板上按停止键,则变频器将驱动电动机降速至零。自动化生产线安装与调试主讲人：任务5伺服技术在YL-335B中的应用

项目一

自动化生产线的认知及知识准备第

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页123伺服技术在YL-335B中的应用认知伺服电机伺服电机的基本结构及原理4伺服电机驱动器松下A5伺服驱动器的参数设置伺服技术在YL-335B中的应用第

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页伺服技术在YL-335B中的应用又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件。特点功能概念把所接收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。1认知伺服电机第

88

页伺服技术在YL-335B中的应用1认知伺服电机直流伺服直流永磁电机直流电磁电机交流伺服交流永磁同步机交流异步电机伺服电机第

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页伺服技术在YL-335B中的应用交流伺服电机特点交流异步伺服电机的特点：重量轻，价格便宜。转速随负载变化较大，低速时运动平稳性较差静止时自锁转矩小。交流永磁同步伺服电机的特点：体积小，效率高，运行可靠。调速方便、机械特性好。调速范围宽。建模难度大、控制算法复杂。

自动化生产线YL-335B的输送单元，使用松下交流永磁同步伺服电动机作为运输机械手的运动控制装置。1认知伺服电机第

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页伺服技术在YL-335B中的应用伺服电机由定子、转子和编码器等三部分组成2、伺服电机的基本结构及原理第

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页伺服技术在YL-335B中的应用编码器线交流伺服电动机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电动机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。2、伺服电机的基本结构及原理第

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页伺服技术在YL-335B中的应用

伺服驱动器又称“伺服控制器”，是用来控制伺服电动机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流电动机，属于伺服系统的一部分。伺服驱动器一般通过位置、速度和力矩3种方式对伺服电动机进行控制，实现高精度的传动系统定位。

位置方式就是输入脉冲串来使电动机定位运行，电动机转速与脉冲串频率相关，电动机转动的角度与脉冲个数相关；速度方式有两种，一是通过输入直流-10V至+10V指令电压调速，二是选用驱动器内设置的内部速度来调速；转矩方式是通过输入直流-10V至+10V指令电压调节电动机的输出转矩。3、伺服电机驱动器第

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页伺服技术在YL-335B中的应用

交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。3、伺服电机驱动器第

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页伺服技术在YL-335B中的应用

伺服系统位置控制模式时，位置指令输入到位置控制器，速度控制器输入端前面的电子开关切换到位置控制器输出端，同样，电流控制器输入端前面的电子开关切换到速度控制器输出端。因此，位置控制模式下的伺服系统是一个三闭环控制系统，两个内环分别是电流环和速度环。3、伺服电机驱动器第

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页伺服技术在YL-335B中的应用

位置控制模式下，等效的单闭环系统方框图如图所示。指令脉冲信号和电动机编码器反馈脉冲信号进入驱动器后，均通过电子齿轮变换才进行偏差计算。电子齿轮实际是一个分-倍频器，合理搭配它们的分-倍频值，可以灵活地设置指令脉冲的行程。3、伺服电机驱动器第

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页伺服技术在YL-335B中的应用驱动器的面板和外观4、松下A5伺服驱动器的参数设置第

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页伺服技术在YL-335B中的应用硬件接线4、松下A5伺服驱动器的参数设置第

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页伺服技术在YL-335B中的应用4、松下A5伺服驱动器的参数设置参数设置面板第

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页伺服技术在YL-335B中的应用序号参数设置数值功能和含义参数编号参数名称1Pr0.01控制模式0位置控制（相关代码P）2Pr0.02实时自动增益设置1实时自动调整为标准模式，运行时负载惯量的变化情况很小。3Pr0.03实时自动增益的机械刚性选择13此参数值设得很大，响应越快。4Pr0.04惯量比250

5Pr0.06指令脉冲旋转方向设置1

6Pr0.07指令脉冲输入方式3

7Pr0.08电机每旋转一转的脉冲数6000

8

Pr5.04驱动禁止输入设定2当左或右（POT或NOT）限位动作，则会发生Err38行程限位禁止输入信号出错报警。设置此参数值必须在控制电源断电重启之后才能修改、写入成功。9Pr5.28LED初始状态1显示电机转速松下A5系列伺服驱动器参数设置4、松下A5伺服驱动器的参数设置自动化生产线安装与调试项目一

自动化生产线的认知及知识准备任务6组态技术在YL-335B中的应用第

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页组态技术在YL-335B中的应用13组态技术在YL-335B中的应用组态技术简介MCGS组态软件2人机界面的硬件连接第

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页组态技术在YL-335B中的应用1组态技术简介1）什么是组态英文单词configuration，意思是用应用软件提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。2）组态软件又称监控组态软件，译自英文SCADA,即SupervisoryControlandDataAcquisition(数据采集与监视控制)。顾名思义，组态软件是一种专门应用于数据采集与过程控制的专用软件，是一种专门应用于自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境。3)HMI即人机界面是系统和用户之间进行交互好信息交换的媒介。人机界面产品，包含了硬件和相应的专用画面