基础篇 3
第1讲 模块系统的构成 3
1.1 MPS教学系统技术特征 3
1.2 PLC及其控制系统概述 4
1.2.1 PLC型号的选取：西门子S7-300 5
1.2.2应用软件STEP 7 6
1.2.3数据接口卡 6
1.3气动系统及传感器系统构成 6
1.3.1气压传动系统 6
1.3.2 MPS中的传感器系统 9
1.4 MPS各单元联机通信及总体控制结构 10
第2讲 软件基础知识 12
2.1西门子自动化系统基础 12
2.1.1工业自动化 12
2.1.2西门子PLC 14
2.1.3 S7-300硬件系统 16
2.1.4 PLC的调试 19
2.2 S7-300 PLC软件系统及编程 19
2.2.1 PLC编程基础 20
2.2.2内部资源 23
2.2.3语言和指令系统 24
2.3 PLC的编程软件 26
2.3.1程序编制 28
2.3.2编写程序的步骤 29
2.3.3调试及运行监控 32
2.4梯形图 34
2.5 FluidSIM气压仿真软件 35
第3讲 机电设备维护及检修的基本知识 37
3.1机电设备的特点和管理制度 37
3.2机电设备的安装、调试、维修和保养 38
3.2.1设备的准备环节 38
3.2.2设备合理使用及故障 39
3.2.3设备维修的基本内容 40
3.2.4设备的更新与改造 41
第4讲 KUKA机器人简介 42
4.1 KUKA（库卡）机器人基本情况 42
4.2坐标系及其控制屏 45
4.3库卡机器人编程基础 46
4.3.1程序编辑 46
4.3.2运动程序命令 49
4.3.3输出程序命令 58
4.4库卡机器人控制屏的操作 61
4.4.1机器人的校正 61
4.4.2机器人的校准 64
4.4.3外部运动系统的校准 67
4.4.4机器人的命名 71
任务篇 75
任务1根据功能原理分析MPS的结构组成及技术特点 75
1.1任务实施过程 75
1.1.1工作原理 75
1.1.2过程分析 76
1.1.3工作准备 77
1.1.4工作实施 77
1.1.5成果检验 78
1.1.6任务总结 78
1.2模块化设计的思路 79
1.3 MPS的主要技术 80
1.3.1动力和传递 80
1.3.2工作单元及其内部结构 81
1.3.3工作单元的组成方式 83
1.3.4工作单元的连接与PLC的安装 84
1.4气压系统的安装与维护 85
1.4.1模块化生产系统的技术体系气压设备的日常维护 85
1.4.2模块化生产系统的运行、设计及维护原则 86
任务2分析供料单元功能、设计及其单元结构 87
2.1任务实施过程 87
2.1.1工作原理 87
2.1.2过程分析 87
2.1.3工作准备 88
2.1.4工作实施 89
2.1.5成果检验 90
2.1.6任务总结 90
2.2机电一体化系统安装、运行及维护概述 90
2.2.1光机电一体化技术特征 90
2.2.2机电一体化系统的设备维修简介 91
2.3光机电一体化设备故障特点综述 93
2.3.1机械与电子之间的相互关系 93
2.3.2机电一体化设备的故障特点 94
2.3.3机电一体化设备的故障诊断方法 94
2.3.4常见故障分类 95
2.4液压及气压系统的维护 96
2.4.1气压设备的日常维护 96
2.4.2气压系统维护及常见故障 97
任务3供料单元的气压传动系统设计、安装及调试 99
3.1任务实施过程 99
3.1.1工作原理 99
3.1.2过程分析 100
3.1.3工作准备 101
3.1.4工作实施 102
3.1.5成果检验 104
3.1.6任务总结 105
3.2 MPS动力构成 105
3.2.1速度控制回路 106
3.2.2位置控制回路 106
3.2.3同步控制回路 108
3.2.4操作回路和安全保护回路 108
3.3供料单元 109
3.3.1气源及气源处理组件 109
3.3.2常用气动执行及控制元件 111
3.3.3真空发生器、真空吸盘和真空检测传感器 112
3.3.4气动执行元件的状态检测传感器 113
任务4供料单元PLC手动单循环控制程序设计及调试 116
4.1任务实施过程 116
4.1.1工作原理 116
4.1.2过程分析 116
4.1.3工作准备 117
4.1.4工作实施 118
4.1.5成果检验 123
4.1.6任务总结 125
4.2系统、设备的控制 126
4.2.1控制方式的分类 126
4.2.2继电器控制的常见形态 127
4.2.3 PLC基本元件及概念 129
4.2.4 PLC梯形图逻辑语言（LAD） 129
4.3 PLC的梯形图程序 131
4.3.1程序的顺序结构和选择设计 131
4.3.2位逻辑指令：常开触点和常闭触点 132
4.3.3位逻辑指令：输出线圈、中间输出 133
4.3.4置位线圈和复位线圈 133
4.3.5梯形图程序的调试 134
任务5检测单元的结构与设计 135
5.1任务实施过程 135
5.1.1工作原理 135
5.1.2过程分析 136
5.1.3工作准备 137
5.1.4工作实施 139
5.1.5成果检验 139
5.1.6任务总结 144
5.2检测单元 145
5.2.1常用致电传感器 145
5.2.2气动执行、控制元件 148
5.3供料单元及检测单元的常用设备维护 149
5.3.1动力传递的系统维护 149
5.3.2气动元件的维护原则 150
5.3.3 PLC的常见故障诊断 152
任务6检测单元和供料单元自动化系统设计及调试 155
6.1任务实施过程 155
6.1.1工作原理 155
6.1.2过程分析 156
6.1.3工作准备 156
6.1.4工作实施 157
6.1.5成果检验 159
6.1.6任务总结 160
6.2工业自动化及其系统 161
6.3 PLC自动化生产系统程序设计 162
6.3.1程序的循环结构 162
6.3.2比较指令：整数、双整数和实数比较 162
6.3.3算数指令：加、减等基本运算指令 164
6.3.4定时器指令：脉冲S5定时器 165
6.3.5装入指令 166
6.4自动化系统的故障诊断技术应用 166
6.4.1故障诊断综述 166
6.4.2机电设备系统的运行维护 167
任务7加工单元的PLC控制系统设计及调试 171
7.1任务实施过程 171
7.1.1工作原理 171
7.1.2过程分析 171
7.1.3工作准备 173
7.1.4工作实施 175
7.1.5成果检验 180
7.1.6任务总结 180
任务8操作手单元、分拣单元的控制系统设计及调试 181
8.1任务实施过程 181
8.1.1工作原理 181
8.1.2过程分析 181
8.1.3工作准备 183
8.1.4工作实施 184
8.1.5成果检验 197
8.1.6任务总结 197
8.2 PLC的电气控制结构 198
8.2.1继电器控制的基本原理 198
8.2.2 PLC的I/O驱动 198
8.2.3 PLC的接口卡 199
8.3加工单元、操作手单元和分拣单元 200
8.3.1旋转工作台 200
8.3.2电感式接近开关传感器 200
8.3.3漫反射式光电传感器 202
8.4 MPS设备的常规养护技术及养护管理制度 203
8.4.1电气设备与维护 205
8.4.2机械设备维护与保养 208
参考文献 211