自动化生产线技术(马凯)

本书基于高职高专培养技能型人才的目标，结合自动生产线安装与调试岗位的需求，以亚龙公司YL-335生产线和龙洲公司LZ-Me101自动生产线为学习载体，精心设计了多个项目，将自动化生产线系统的组装调试和西门子S7-200控制器的使用方法，以及PLC程序设计等核心内容融入每个项目之中，切实贯彻“工学结合、任务导向、学做一体”的教学理念，实用性强。本书可作为高职高专电气自动化、机电一体化等专业的教材，也可供技术人员参考使用。

马凯 ，南京科技职业学院电气系主任，副教授，一直从事自动生产线技术课程教学工作。对课程的内容和要求有比较深入的把握。校本教材已经使用三个学期，有出版需求。

模块1自动化生产线核心技术应用

项目1气动技术在自动生产线中应用1

1.1气动元件及其应用1

1.1.1气源装置和气动辅助元件的认知1

1.1.2气动执行元件的认知2

1.1.3气动控制元件的认知5

1.2典型气动控制回路分析11

1.2.1压力控制回路分析11

1.2.2速度控制回路分析11

1.2.3方向控制回路分析12

1.3气动系统的安装调试和故障分析12

1.3.1气动系统的使用及维护12

1.3.2气动系统主要元件常见故障及排除方法13

项目2传感器技术在自动生产线中应用16

2.1接近开关及其应用17

2.1.1磁性开关简介及应用17

2.1.2电感式接近开关简介及应用17

2.1.3漫反射光电接近开关简介及应用18

2.1.4光纤式接近开关简介及应用20

2.1.5接近开关的选用及安装22

2.2光电编码器及其应用23

项目3控制电机技术在自动生产线中应用25

3.1步进电机及其驱动应用25

3.1.1步进电机简介25

3.1.2步进电机驱动器简介28

3.1.3步进电机驱动控制应用30

3.2伺服电机及其驱动应用30

3.2.1永磁交流伺服系统概述31

3.2.2认知交流伺服电机及驱动器33

3.2.3伺服电机及驱动器的硬件接线33

3.2.4伺服驱动器的参数设置35

3.3变频器及其应用37

3.3.1交流异步电动机的使用37

3.3.2西门子MM420变频器简介38

3.3.3变频器在交流异步电动机调速控制中的应用43

项目4PLC技术在自动生产线中的应用49

4.1S7-200系列PLC系统结构组成49

4.1.1S7-200系列PLC的硬件49

4.1.2S7-200系列PLC的外部结构及接线51

4.1.3S7-200系列PLC的内存结构54

4.2基本控制指令及其应用59

4.2.1基本位逻辑指令及其应用59

4.2.2定时器及其应用62

4.2.3计数器及其应用65

4.2.4基本功能指令及其应用67

4.2.5顺序控制指令及其应用72

4.2.6中断指令及其应用73

4.3运动控制指令及其应用77

4.3.1高速计数器指令及其应用77

4.3.2高速脉冲输出指令及其应用90

4.3.3开环位置控制95

4.4STEP7-Micro/WIN编程软件102

项目5触摸屏技术在自动生产线中应用109

5.1触摸屏硬件系统连接109

5.1.1认知TPC7062K人机界面和MCGS嵌入式工控组态软件109

5.1.2TPC7062K与PLC的接线与工程组态112

5.2工程应用案例114

模块2YL-335B自动生产线安装与调试

项目6YL-335B自动生产线的认知121

6.1典型自动化设备及生产线的构成121

6.1.1工业自动化设备的一般组成121

6.1.2工业自动化设备各部分的作用122

6.2自动生产线的组成及其设备选型122

6.2.1自动生产线的组成122

6.2.2自动生产线的设备选型123

6.2.3自动生产线的发展趋势125

6.3YL-335B自动生产线126

6.3.1YL-335B自动生产线的基本组成126

6.3.2YL-335B各单元的基本功能126

6.3.3YL-335B的电气系统组成129

6.3.4YL-335B供电系统130

项目7供料工作单元安装与调试132

7.1供料工作单元结构132

7.2供料工作单元设备清单133

7.3供料工作单元的装配与测试134

7.3.1供料单元的机械装配与调整134

7.3.2气动元件的安装与连接136

7.3.3传感器的安装与接线136

7.3.4PLC的安装与接线137

7.3.5供料单元的功能测试138

7.4供料工作单元的编程与调试140

7.4.1供料单元PLC程序设计思路140

7.4.2供料单元PLC梯形图程序设计141

7.4.3供料单元PLC的程序调试146

项目8加工工作单元安装与调试147

8.1加工工作单元结构147

8.2加工工作单元设备清单149

8.3加工工作单元的装配与测试149

8.3.1加工单元的机械装配与调整149

8.3.2加工单元气动元件的安装与连接149

8.3.3加工单元传感器的安装与接线151

8.3.4加工单元PLC的安装与接线152

8.3.5加工单元的功能测试153

8.4加工工作单元的编程与调试154

8.4.1加工单元PLC程序设计思路154

8.4.2加工单元PLC梯形图程序设计155

8.4.3加工单元PLC的程序调试160

项目9装配工作单元安装与调试161

9.1装配工作单元结构161

9.2装配工作单元设备清单163

9.3装配工作单元的装配与测试164

9.3.1装配单元的机械装配与调整164

9.3.2装配单元气动元件的安装与连接165

9.3.3装配单元传感器的安装与接线166

9.3.4装配单元PLC的安装与接线166

9.3.5装配单元的功能测试168

9.4装配工作单元的编程与调试170

9.4.1装配单元PLC程序设计思路170

9.4.2装配单元PLC梯形图程序设计172

9.4.3装配单元PLC的程序调试181

项目10分拣工作单元安装与调试182

10.1分拣工作单元结构182

10.2分拣工作单元设备清单183

10.3分拣工作单元的装配与测试184

10.3.1分拣单元的机械装配与调整184

10.3.2分拣单元气动元件的安装与连接185

10.3.3分拣单元传感器的安装与接线185

10.3.4分拣单元变频器的安装与接线188

10.3.5分拣单元PLC的安装与接线188

10.3.6分拣单元的功能测试190

10.4分拣工作单元的编程与调试191

10.4.1分拣单元PLC程序设计思路191

10.4.2分拣单元PLC梯形图程序设计193

10.4.3分拣单元PLC的程序调试200

项目11输送工作单元安装与调试201

11.1输送工作单元结构201

11.2输送工作单元设备清单203

11.3输送工作单元的装配与测试204

11.3.1输送单元的机械装配与调整204

11.3.2输送单元气动元件的安装与连接205

11.3.3输送单元传感器的安装与接线206

11.3.4输送单元伺服系统的安装与接线207

11.3.5输送单元PLC的安装与接线209

11.3.6输送单元的功能测试211

11.4输送工作单元的编程与调试212

11.4.1输送单元PLC程序设计思路212

11.4.2输送单元PLC梯形图程序设计215

11.4.3输送单元PLC的程序调试229

项目12自动生产线联机调试与运行230

12.1各站PLC网络连接230

12.2自动生产线组态设计231

12.3程序编制要求及调试流程232

模块3LZ_Me101生产线安装与调试

项目13安装调试LZ_Me101生产线237

13.1系统组成239

13.2设备清单244

13.3LZ_Me101生产线的安装245

13.4LZ_Me101生产线的PLC控制251

13.5LZ_Me101生产线部分程序解析253

13.6LZ_Me101生产线的运行调试256

模块4机电控制系统和自动化生产线仿真

项目14机电控制系统和自动生产线电路绘制与仿真257

14.1认识机电控制仿真系统257

14.1.1系统登录257

14.1.2初始界面258

14.1.3工具栏266

14.1.4元器件库267

14.1.5仿真操作区268

14.2简单电路控制系统的绘制与仿真281

14.3简单气动控制系统的绘制与仿真283

14.4简单PLC控制系统的绘制与仿真286

14.5自动生产线控制系统绘制与仿真292

参考文献295

本教材本着“以就业为导向，以能力为本位”的教育理念编写而成。全书从职业教育的实用性出发，根据职业能力培养的要求，采用项目化教学的方法，打破学科体系对知识内容的序化，坚持“以用促学”的指导思想，以真实项目为载体，按照工作流程对知识内容进行重构和优化。本教材内容不研究规律、原理等抽象知识，而强调技能、操作等实用技术，突出“做中学、学中做”。使学生在完成任务的同时掌握知识和技能，有效地达到对所学知识的建构。全书以项目的完整性取代学科知识的系统性，凸显课程的职业特色。本书立足于职业教育机电一体化技术专业课程体系，按照专业的培养目标，针对典型的工作岗位——自动生产线安装与调试岗位的需求，以亚龙公司YL-335生产线和龙洲公司LZ-Me101自动生产线为学习载体，精心设计了多个项目，将机电一体化系统的组装调试和西门子S7-200控制器的使用方法，以及程序设计等核心内容融入每个项目之中，切实贯彻“工学结合、任务导向、学做一体”的方针，实用性强。为更好地完成项目任务及实现知识的拓展，在开篇加入了自动生产线核心技术模块，该模块不仅涵盖了实践项目所需要的理论知识和相关技能，还对自动生产线应用需要的知识加以扩展，使教材的内容在适度够用的原则下，为学生的知识的扩展和能力的提高打下基础。为更便捷地让学生熟悉硬件设备的操作，教材中增加了机电控制电路图绘制与仿真软件模块，利用宇龙机电仿真软件仿真操作，可以大大降低硬件设备的损耗，减少硬件设备的重复投入，还可以服务于课程教学信息化建设，也给老师教学设计提供丰富素材资源。本教材由南京科技职业学院马凯和湖南化工职业技术学院肖洪流主编，常州工程职业技术学院刘书凯，南京科技职业学院朱丽琴、王琰为副主编，高丽华参与了本书的编写工作。其中朱丽琴、刘书凯编写了模块一，马凯、肖洪流编写了模块二，王琰编写了模块三，高丽华编写了模块四。本书在编写过程中得到了亚龙公司和龙洲公司的大力技术支持，在此表示衷心的感谢。由于编写时间紧促，笔者水平所限，书中难免会有不当之处，恳请广大读者批评指正。编者2017年10月