用者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，力求达到缩短理论教学与实际应用之间的距离。

本课题研究的自动生产线实验平台的设计，采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，并采用标准结构和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性方便根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合，安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标也符合教学实训考核或技能竞赛的要求。

第二章 硬件设备的说明

2.1 电感式接近开关的设备说明

2.1.1 电感式传感器简单介绍

电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量（如位移、压力、流量、振动等）转换成线圈自感系数L或互感系数M，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。

电感式传感器具有结构简单、工作可靠、测量精度高、零点稳定、输出功率较大等一系列优点，其主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约，传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量。这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用。

2.1.2 电感式接近开关传感器的基本工作方式

电感式接近开关传感器可以检测从传感器侧向水平接近的被测体，也可以检测从传感器迎面垂直接近的被测体。被测体接近传感器到传感器开关动作的距离为动作距离；不受温度和电压上下浮动影响的动作距离为实际的工作距离。传感器在工作中存在着动作距离与复位距离的差值，被称为动作带差。被测量体进入或退出检测有效范围时将出现动作上的时间延迟，称为相应时间。在传感器的应用中，应根据实际情况考虑这些参数对检测结果是否有影响。

电感式接近开关传感器，是一种利用涡流感知物体接近的器件。它的敏感元件为检测线圈，它是振荡电路的一个组成部分，在检测线圈的工作面上存在一个交变磁场。当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱直至停振，振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出。

电感式接近开关传感器的电气指标：

1．工作电压：是指电感式接近开关传感器的供电电压范围，在此范围内可以保证电感式接近开关传感器安全工作。

2．工作电流：指电感式接近开关传感器连续工作时的最大负载电流。 电压降：是指在额定电流下开关导通时，在开关两端或输出端测量得到的电压。

3．空载电流（消耗电流）：是指在没有负载时，测量所得的电感式接近开关传感器自身所需的电流。

4．剩余电流（漏电流）：是指开关断开时，流过负载的电流。 5．极性保护：有防止输入电源电压极性误接的保护功能。

6．短路保护：有此功能时，如果超过极限电流，输出会周期性地封闭和释放，直至短路被清除。

2.2 电容式接近开关的设备说明

2.2.1 电容式传感器简单介绍

电容式传感器是利用电容器的原理，将被测非电量转化为电容量的变化，进而实现电量到非电量的转换。电容式接近开关传感器是根据从振荡电路取出的电极的电容变化，时振荡开始或停止，从而达到检测信号的目的。振荡电路以外的电路结构与高频振荡式接近开关相同。

2.2.2 电容式接近开关传感器的使用

除了棉花和发泡苯乙烯等介电系数低的物体之外，电容式接近开关传感器检测的对象是很多的，静电电容式接近开关易受水和油的影响，在使用中，应注意

这一点。静电电容式接近开关能胜任其他方式不能检测的场合。

1. 细金属丝的检测：检测小型继电器等使用的铜丝（电磁铁）是否正常。使用高灵敏度埋入型，在检测Φ0.03mm铜丝时，动作距离为5mm。

2. 袋装食品的检测：检测形状复杂的袋装食品时，在必须水洗的机器中使用防湿型的接近开关时，要防止残留水滴引起误动作。

3. 液体、粉状体的间接检测：通过木箱、纸箱、玻璃瓶等非金属容器的外壁，检测其中被测物体的有无及其所在的表面位置。

4. 电容式接近开关传感器灵敏度的调整：要考虑电容式接近开关传感器结构本身静电电容的影响，其内部安装有灵敏度调节电位器；当接近开关和被检测体之间有不灵敏的物体时，调节这个电位器，可使接近开关不检测夹在中间的物体，此外还可用此电位器调节工作距离。

图2-1平板电容器

5. 塑料和玻璃的检测：检测塑料和玻璃上有无异物，而不管其颜色和表面状态，被检测体较小应采用灵敏度高的电容式接近开关传感器；塑料种类不同时灵敏度也不同，因此必须进检测。当被检测体种类多时，要随时进行灵敏度的调整。

6. 固液体、粉状体等的直接检测及水、粉尘的表面位置检测：采用防湿型电容式接近开关传感器，不要让水和粉末附在检测面上。

2.3 继电器的设备及微动开关的设备说明

加盖单元中用到继电器的主要部分是：摆臂动作的水平方向上的运动。水平运动动力依靠直流电机，而继电器在此处的应用就是实现这两个电机的正反转控制，也就是摆臂的运行和复位的控制。通过继电器的吸合和断开，实现电压的正负变化，达到控制电机正反转的目的。

继电器是根据电流、电压、时间、温度和速度等信号的变化，来接通或断开小电流电路和电器的控制元件。常用的继电器有热继电器、过电流继电器、欠电压继电器、时间继电器、速度继电器、中间继电器等。按作用它们分为保护继电器和控制继电器两类：其中热继电器、过电流继电器、欠电压继电器属于保护继

电器；时间继电器、速度继电器、中间继电器属于控制继电器。

微动开关由一个定触点和一个动触点组成，通过动触点的动作，实现微动开关的断开和闭合的过程。在本设计中的应用是：采用限位开关作为PLC中控制电机正反转的条件，当摆臂取、放件时只有碰到行程开关时才认为摆臂到位，（且PLC上有相应的输入指示灯显示）方可启动电机或控制电机正反转。同时也启到保护电机的作用。

2.4 电磁阀的设备说明

电磁铁，它是电磁阀的主要部件之一，其作用是利用电磁原理将电信号转换成阀芯的位移。电磁铁的结构可分为T型、I型和平板型，T型电磁铁为减少铁损，用高磁通的硅钢片叠制成，能够获得较好的效率和较大的吸引力，但所需的行程和体积较大，主要用于行程较大的直动式电磁阀。I型电磁铁适用于直流电磁铁和小型交流电磁铁，用圆柱形普通材料制成，其铁心的端面通常制成平面装货圆锥状。与T型电磁铁相比，I型电磁铁的吸力小，行程较短。圆柱形铁心的重量轻、吸引时的冲击较小，所以使用寿命长，主要用与小型直动式和先导式电磁阀。

更换安装电磁阀:

如有一电磁阀损坏了，需要更换一个电磁，可按照下列步骤安装电磁阀。 ①切断气源，用螺丝刀拆卸下已经损坏的电磁阀。 ②用螺丝刀将新的电磁阀装上。 ③将电气控制接头插入电磁阀上。 ④将气路管插入电磁阀上的快速接头。

⑤接通气源，用手控开关进行调试，检查气缸动作情况。

第三章 S7-2OO PLC在自动线中的使用

在自动线中，每一个站都安装了一个西门子S7—200 PLC系列的可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)来控制，就像人的大脑一样，思考每一个动作，每一招每一式，指挥自动线上的机械手、气爪按程序动作，是自动线