自动线安装与调试训练指导书

《自动线安装与调试》

训练指导书

关士岩 景绍学 编写

淮安信息职业技术学院

目 录

训练1 YL-335B教学型自动线认识 ........................................................................................... 1 训练2 自动线传送带安装与调整 ................................................................................................ 3 训练3 灯光交替运行控制设计 .................................................................................................... 5 训练4 彩灯广告屏控制设计 ........................................................................................................ 7 训练5 开关型传感器安装与调试 .................................................................................................. 9 训练6 双作用气缸顺序控制回路 .............................................................................................. 11 训练7 变频器外部端子控制 ...................................................................................................... 13 训练8 变频器多段速控制 .......................................................................................................... 15 训练9 基于S7-200PLC的步进电机位置控制 ......................................................................... 17 训练10 MCGS在电机正反转控制中的应用 ........................................................................... 19

训练1 YL-335B教学型自动线认识

1 训练目的

（1）认识YL-335B型自动线

（2）掌握YL-335B各单元功能及结构组成 （3）观察YL-335B自动线中相关技术的应用情况 2 训练器材

YL-335B型自动线、气泵、标准电源、计算机及相关软件、编程电缆 3 训练要求

（1）认识YL-335B自动线供料单元，掌握其结构组成及功能 （2）认识YL-335B自动线加工单元，掌握其结构组成及功能 （3）认识YL-335B自动线装配单元，掌握其结构组成及功能 （4）认识YL-335B自动线分拣单元，掌握其结构组成及功能 （5）认识YL-335B自动线输送单元，掌握其结构组成及功能 4 训练步骤

（1）认识YL-335B自动线供料单元

供料单元主要由工件库、工件锁紧装置、工件推出装置组成，主要配置有井式工件库、直线气缸、光电传感器、工作定位装置等。

供料单元的基本功能是按照需要将放置在料仓中待加工的工件自动送出到物料台上，以便输送单元的抓取机械手装置将工件抓取送往其他工作单元。

（2）认识YL-335B自动线加工单元

加工单元主要包括工件搬运装置、工件加工装置。主要配置有主要配置有导轨、直线气缸、薄型气缸、工作夹紧装置等。

加工单元的基本功能是把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的抓取机械手装置送来)送到冲压机构下面完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上待输送单元的抓取机械手装置取出。

（3）认识YL-335B自动线装配单元

装配单元主要包括装配工件库和装配工件搬运装置。主要配置有工件库、摆台、导杆气缸、气动手指、直线气缸、传感器等。

转配单元的基本功能完成将该单元料仓内的黑色和白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。

（4）认识YL-335B自动线分拣单元

成品分拣单元主要包括皮带输送线、成品分拣装置。主要配置有主要配置有直线皮带输送线、直线气缸、三相异步电动机、变频器、光电传感器、光纤传感器等。

分拣单元的基本功能是将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。

（5）认识YL-335B自动线输送单元

输送单元主要包括直线移动装置、工件取送装置。主要配置有驱动电机、薄型气缸、气动摆台、双导杆气缸、气动手指、行程开关、磁控开关等。

输送单元的基本功能是通过伺服电机驱动机械手精确定位到指定单元的物料台，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。 5 训练小结

训练2 自动线传送带安装与调整

1 训练目的

（1）了解常用输送机构的形式

（2）认识皮带输送机的的结构、组成、工作特点，掌握其在自动生产线中的应用 2 训练器材

皮带输送机、工具箱 3 训练要求

（1）认识皮带输送机结构组成及作用 （2）能够正确安装皮带输送机，配合正确

（3）能够进行皮带的位置及张紧调整，了解相关注意事项 4 训练步骤

（1）安装皮带输送机的机架

机架的安装是从头架开始的，然后顺次安装各节中间架，最后装设尾架。在安装机架之前，首先要在输送机的全长上拉引中心线，因保持输送机的中心线在一直线上是输送带正常运行的重要条件，所以在安装各节机架时，必须对准中心线，同时也要搭架子找平，机架对中心线的允许误差，每米机长为±0.1mm。但在输送机全长上对机架中心的误差不得超过35mm。当全部单节安设并找准之后，可将各单节连接起来。

（2）安装驱动装置

安装驱动装置时，必须注意使皮带输送机的传动轴与皮带输送机的中心线垂直，使驱动滚筒的宽度的中央与输送机的中心线重合，减速器的轴线与传动轴线平行。同时，所有轴和滚筒都应找平。轴的水平误差，根据输送机的宽窄，允许在0.5—5mm的范围内。在安装驱动装置的同时，可以安装尾轮等拉紧装置，拉紧装置的滚筒轴线，应与皮带输送机的中心线垂直。

（3）安装托辊

在机架、传动装置和拉紧装置安装之后，可以安装上下托辊的托辊架，使输送带具有缓慢变向的弯弧，弯转段的托滚架间距为正常托辊架间距的1/2～1/3。托辊安装后，应使其回转灵活轻快。

（4）皮带输送机的最后找准

为保证输送带始终在托辊和滚筒的中心线上运行，安装托辊、机架和滚筒时，必须满足下列要求：

a所有托辊必须排成行、互相平行，并保持横向水平。 b所有的滚筒排成行，互相平行。

c支承结构架必须呈直线，而且保持横向水平。 为此，在驱动滚筒及托辊架安装以后，应该对输送机的中心线和水平作最后找正。

（5）将机架固定在基础或楼板上

皮带输送机固定以后，可装设给料和卸料装置。 （6）挂设输送带

挂设输送带时，先将输送带带条铺在空载段的托辊上，围抱驱动滚筒之后，再敷在重载段的托辊上。挂设带条可使用0.5—5t的手摇绞车。 在拉紧带条进行连接时，应将拉紧装置的滚筒移到极限位置，对小车及螺旋式拉紧装置要向传动装置方向拉移；而垂直式捡紧装置要使滚筒移到最上方。在拉紧输送带以前，应安装好减速器和电动机，倾斜式输送机要装好制动装置。

（7）皮带输送机安装后，需要进行空转试机

在空转试机中，要注意输送带运行中有无跑偏现象、驱动部分的运转温度、托辊运转中的活动情况、清扫装置和导料板与输送带表面的接触严密程度等，同时要进行必要的调整，各部件都正常后才可以进行带负载运转试机。如果采用螺旋式拉紧装置，在带负荷运转试机时，还要对其松紧度再进行一次调整。 5 训练小结

训练3 灯光交替运行控制设计

1 训练目的

（1）掌握STEP7-Micro/win软件的使用方法 （2）掌握定时器、计数器的使用方法 2 训练器材

S7-200(CPU 226) PLC、按钮和指示灯各2只、导线若干 3 训练要求

应用PLC完成如下控制要求：

（1）按下按钮SB1，灯L1、L2交替点亮，每盏灯每次点亮1秒，连续循环5次后灯L1、L2自动熄灭；

（2）若期间按下按钮SB2，灯L1、L2均熄灭。 4 训练步骤

（1）任务分析

（2）I/O分配

（3）PLC接线

（4）程序设计 a.顺序功能图

b.程序梯形图

（5）安装调试 5 训练小结

训练4 彩灯广告屏控制设计

1 训练目的

（1）掌握STEP7-Micro/win软件的使用方法 （2）掌握步进顺控设计法的使用方法 2 训练器材

S7-200(CPU 226) PLC、按钮和指示灯各2只、导线若干 3 训练要求

对彩灯控制器的要求如下：

广告屏中间部分有4根灯管，从左到右排列，编号为1～4号。系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2号→3号→4号，时间间隔为1S。4根彩灯全亮后，持续10S。然后按照4号→3号→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再从4号灯管开始，按照4号→3号→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。全部点亮后持续20S ，再按照1号→2号→3号→4号的顺序熄灭，时间间隔仍为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。 4 训练步骤

（1）任务分析

（2）I/O分配

（3）PLC接线

（4）程序设计 a.顺序功能图

b.程序梯形图

（5）安装调试 5 训练小结

训练5 开关型传感器安装与调试

1 训练目的

（1）掌握磁控开关的安装与调试方法 （2）掌握光电开关的安装与调试方法 （3）掌握光纤开关的安装与调试方法 2 训练器材

磁控开关、光电开关、光线开关、自动线、安装工具 3 训练要求

（1）磁控开关的安装与调试

将磁控开关SC1、SC2装接到伸缩气缸的滑槽中；把磁控开关与控制器PLC相接，使得检测信号反馈给控制系统。

（2）光电开关的安装与调试

将光电开关SC3装接到供料单元的入料检测口；把光电开关与控制器PLC相接，使得检测信号反馈给控制系统。

（3）光纤开关的安装与调试

将磁控开关SC4装接到分拣单元的传感器支架上；把光纤开关的与控制器PLC相接，使得检测信号反馈给控制系统。 4 训练步骤

（1）磁控开关的安装与调试

磁控开关安装位置的调整方法是松开它的紧定螺栓，让磁控开关顺着气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧紧定螺栓。

磁控开关的棕色引出线接PLC输入端子，蓝色引出线接24V电源负极。因为检测回路基本无负载，为保护接点不被烧毁，一般在棕色线上串联电阻限制电流大小；串联二极管保证在电源极性接反时保护内部电路。

在磁控开关上设置有LED，用于显示传感器的信号状态，供调试与运行监视时观察。当气缸活塞靠近，磁控开关输出动作，输出“1”信号，LED亮；当没有气缸活塞靠近，磁控开关输出不动作，输出“0”信号，LED不亮。

在气缸上安装磁控开关时，先把磁控开关装在气缸上，磁控开关的安装位置根据控制对

象的要求调整，调整方法简单，只要让磁控开关到达指定位置，用螺丝刀旋紧固螺钉（或）螺帽即可。

（2）光电开关安装与调试

通过传感器支架将光电传感器初步固定，然后连接电气接线。

因为关电式传感器信号装换本身需外接电源，所以光电开关比磁控开关多出一根引出线，为三线制传感器。三线制传感器的引出线颜色分别为棕色、黑色、蓝色，电气接线时棕色接外部传感器电源24V的正极，黑色接控制器（此处为PLC）的输入端，蓝色接外部传感器电源24V的负极（0电势参考点）。

光电开关的调整主要是位置及灵敏度的调整。光电开关具有检测距离长，对检测物体的限制小、响应速度快、分辨率高、便于调整等优点。但在光电开关的安装过程中，必须保证传感器到检测物的距离必须在“检出距离”范围内，同时考虑被检测物的形状、大小、表面粗糙度及移动速度等因素。

光电开关调整位置不到位，对工件反应不敏感，动作灯不亮；光电开关位置调整合适，对工件反应敏感，动作灯亮而且稳定灯亮；当没有工件靠近光电开关时，光电开关没有输出。

（3）光纤开关安装与调试

安装过程中，首先将光纤检测头固定，将光纤放大器安装在导轨上，然后将光纤检测头的尾端两条光纤分别插入放大器的两个光纤孔。然后进行电气接线，接线时请注意根据导线颜色判断电源极性和信号输出线。

使用螺丝刀来调整传感器灵敏度。调节灵敏度高速旋钮就能进行放大器灵敏度调节。调节时，会看到“入光量显示灯”发光的变化。在检测距离固定后，当白色工件山现在光纤测头下方时，“动作显示灯”亮，提示检测到工件，当黑色工件出现在光纤测头下方时，“动作显示灯”不亮，这个光纤式光电开关调试完成。 5 训练小结

训练6 双作用气缸顺序控制回路

1 训练目的

（1）掌握气动系统的组成 （2）掌握气动回路的设计方法 （3）掌握气动元件的运用与调整方法 2 训练器材

气源、电磁换向阀、速度控制阀、气缸、PLC、磁控开关 3 训练要求

应用PLC为控制器，完成两个双作用汽缸的顺序控制回路设计与安装，两双作用汽缸分别由两个双电控二位五通阀直接控制。

两个双作用汽缸A、B的动作顺序如下：

按下启动按钮SB1，A伸出，伸出到位后磁控开关SC2动作，控制B伸出；B伸出到位后磁控开关SC4动作，延时5秒B缩回，缩回到位后SC3动作，控制A 缩回；A缩回到位后SC1动作，为下一次启动做好准备。

在整个控制过程中气缸活塞的进出速度可手动调节，系统设有停止按钮SB0，当SB0按下，两气缸恢复初始位置。 4 训练步骤

（1）任务分析

（2）I/O分配

（3）PLC接线

（4）气动回路设计

（在气缸上标示出磁控开关的位置）

（5）程序设计 a.顺序功能图

b.程序梯形图

（6）安装调试

5训练小结

训练7 变频器外部端子控制

1 训练目的

（1）掌握MM440变频器的接线和调试方法 （2）掌握使用外部端子对变频器进行控制的方法 2 训练器材

MM440变频器、开关3只、导线若干 3 训练要求

使用SA1控制变频器正转，SA2控制变频器反转，使用面板控制变频器输出频率为20Hz。 4 训练步骤

（1）变频器接线

L1L2L3PE正转反转

MM440

5(Din1)6(Din2)UVWPE

M

（2）变频器参数设置

表7-1 变频器参数设置

（3）调试

1)接通变频器电源，观察变频器显示；

2)接通DIN1上的拨动开关，观察电动机运转情况；

3)通过面板上的增加键▲和减少键▼增减变频器频率，观察电动机转速的变化；

4)断开DIN1上的拨动开关；

5)接通DIN2上的拨动开关，观察电动机运转情况；

6)通过面板上的增加键▲和减少键▼增减变频器频率，观察电动机转速的变化； 7)断开DIN1上的拨动开关；

8)同时接通上述两个拨动开关，观察电动机运转情况，断开两个开关； 9)断开变频器电源，拆除导线，整理训练场所。 （4）训练记录用表

5训练小结

训练8 变频器多段速控制

1 训练目的

（1）掌握MM440变频器的接线和调试方法 （2）掌握使用多段速度对变频器进行控制的方法 2 训练器材

MM440变频器、开关3只、导线若干 3 训练要求

使用三个开关SA1、SA2、SA3选择10Hz、15Hz、25Hz的频率。 4 训练步骤

（1）变频器接线

L1L2L3PE速度1速度2速度3

MM440

UVWPE

M

5(Din1)6(Din2)7(Din3)9(+24V)

（2）变频器参数设置

表8-1设置变频器参数

（3）调试

1)接通变频器电源，观察变频器显示； 2)按下变频器启动键 I 按启动变频器；

3)按照下表接通端子5、6、7拨动开关，观察电动机运转情况，并做记录； 4)按下变频器停止键 O 停止变 频器； 5)断开变频器电源，拆除导线，整理训练场所。 （4）训练记录用表

5训练小结

训练9 基于S7-200PLC的步进电机位置控制

1 训练目的

（1）认识西门子PLC的PTO/PWM编程向导 （2）运用位置控制向导实现步进电机位置控制 2 训练器材

CPU 226 DC/DC/DC晶体管输出型PLC、步进电机及其驱动器 3 训练要求

（1）利用位置控制向导控制步进电机转动 参数设置： SS-SPEED ACCEL-TIME

500P/S MAX-SPEED 1000ms DECEL-TIME

2000P/S 2000ms

包络1包含1步：步0目标速度1000P/S，步0结束位置5000P； 包络2包含3步：

步0目标速度500P/S, 步0结束位置 1000P； 步1目标速度1000P/S, 步1结束位置2000P； 步2目标速度1500P/S, 步2结束位置 3000P； （2）控制要求

按下启动按钮SB0，步进电机运行包络0，包络0完成后1S，运行包络1； 按下停止按钮SB1, 步进电机减速停止；按下急停按钮步进电机立即停止； 4 训练步骤

（1）位置控制向导参数设置

（2）包络绘制

（3）I/O分配

（4）控制程序

（5）调试

5训练小结

训练10 MCGS在电机正反转控制中的应用

1 训练目的

（1）掌握MCGS组态软件的基本使用方法 （2）运用MCGS设计组态监控界面 2 训练器材

MCGS组态软件、TPC7062K触摸屏、西门子S7-200 PLC 3 训练要求

通过组态软件MCGSE实现电动机的正反转运行控制设计，并在上位机显示电机的运行状态。

组态界面中设有正转启动按钮、反转启动按钮、停止按钮，控制电机的正反转；设有正转、反转指示灯，显示电机的运行情况；设计监控界面，完成组态系统硬件设计与安装、下位机程序编写，实现组态监控功能。 4 训练步骤

（1）硬件连接：TPC7062K与组态计算机连接，TPC7062K与S7-200 PLC连接 （2）建立组态工程，编辑相关窗口。 ①定义数据对象，如表1所示

表1 数据变量定义

②数据链接，建立数据通道，将数据变量与对应数据通道相关联，如表2所示

③建立组态界面，编辑窗口属性，连接组态图形与数据变量，完成组态界面

（3）PLC控制程序

（4）系统调试 5 训练小结