项目实训二：柔性生产制造系统喷涂单元的设计、安装与调试
实训目的：了解喷涂单元机械结构，了解电感式、电容式传感器、舌簧式行程开关的应用，
了解直流减速电机、热电阻、温度显示仪的应用，掌握喷涂单元电气系统设计，掌握喷涂单
元 PLC 程序设计。
一、系统功能
传感器（2SQ1、2SQ2）检测到有托盘和工体到位时，喷射电磁阀（2YV1）通电，为工
件喷漆。经延时 5 秒后，喷漆电磁阀断电，电炉丝通电加热，使喷涂室温度上升。室内温度
由热敏电阻 PT100 进行检测，并由仪表加以显示。当温度上升至 65℃，对温度进行 PI 控制，
延时 10 秒后电炉丝停止加热。风扇（F1、F2）起动，为喷涂室降温。温度降至 35℃时，停止
吹风，限位气缸电磁阀(2YV2)通电，允许托盘和工体通行。经 4 秒延时后，限位气缸电磁阀
（2YV2）断电。。喷涂单元图如图 所示。
二、主要电气设备清单
1、S7-226 PLC
2、EM277 DP 通信模块
3、EM231 热电阻输入模块
4、EM232 模拟量输出模块
5、Profibus-DP 总线及连接器
6、三位短柄选择开关
7、两位短柄选择开关
8、平头按钮
9、急停按钮
10、指示灯
11、传感器 图 喷涂单元
12、热敏电阻、电炉丝
13、温度显示仪
14、电磁阀
15、电动机
16、继电器
17、学习板
18、电源插座
三、系统结构简图
系统结构图如图 所示。
图 喷涂单元系统结构图
四、系统启动及其主要动作
喷涂烘干单元只有满足原点条件时，按下〈启动〉按钮后，设备才可能处于运行工作状态。
喷涂烘干单元的原点启动条件为：
1、传送带上托盘检测位置处没有放置托盘。
2、传送带上工件检测位置处没有放置工件。
3、限位气缸处于阻挡位。
本站位于原点状态，按下启动按钮后，该单元传送带开始转动，〈运行〉指示灯点亮。当
托盘及工件运动到该单元时，限位气缸阻止其通行，该单元开始一个新的工作周期。此时，
传感器（2SQ1、2SQ2）检测到有托盘和工体到位，经过 2 秒延时，喷射电磁阀（2YV1）通
电 秒，为工件喷漆。2 秒后，电炉丝通电加热，使喷涂室温度上升。室内温度由热敏电
阻 PT100 进行检测，并由仪表加以显示。当温度上升至 35℃后，室内温度通过 PID 控制，10
秒后电炉丝断电停止加热。然后，风扇（F1、F2）起动，为喷涂室降温。温度降至 32℃时，
停止吹风，限位气缸电磁阀(2YV2)通电，允许托盘和工体通行，2 秒后限位气缸电磁阀
（2YV2）断电，一个工作周期结束。
当加热的过程中温度超过 100℃时，若为单机模式则报警灯（HL13）点亮；若为联机模，
则本站报警灯（HL13）、总站的报警灯（HL5）和警示器上报警灯（HL-S2）将点亮，同时警
示器将有蜂鸣声，报告故障。
按下复位按钮，PLC 内部清除当前工作状态。
五、控制系统硬件部分
1、硬件清单
本单元所用硬件清单如表 所示。
表 喷涂单元硬件清单表
序号 代
号
名 称 数量 规 格 型 号 备注
1 SB11 选择开关 1 LA42X3-40/B “S”， 三
位四常开短柄，黑色
运 行 状 态 选
择
2 SB-A2、
SB-B2
选择开关 2 LA42X2-10/B “S”， 二
位一常开短柄，黑色
交流、直流开
关
3 SB12 按钮 1 AL42P-10/G “S”，一常
开，绿色
启动
4 SB13 按钮 1 AL42P-10/R “S”，一常
开，红色
停止
5 SB14 按钮 1 AL42P-10/Y “S”，一常
开，黄色
复位
6 SB15 急停按钮 1 LA42J-11/R，一常开一
常闭，红色
急停
7 HL10、
HL12
指示灯 2 AD17-22/DC24V G ，
（绿色）
直流、运行指
示
8 HL11 指示灯 1 AD17-22/AC220V R ，
（红色）
交流指示
9 HL13 指示灯 1 AD17-22/DC24V R ，
（红色）
报警
10 ACH2 单 相 三 孔 插
座
1 AC 220V / 6A
11 可 编 程 序 控
制器
1 S7-200-226 ，24I/16O ，
220VAC 电源、24VDC
输入、继电器输出
西门子
12 通讯模块 1 EM277，PROFIBUS-DP
模块
同上
13
2PC
热 电 阻 输 入
模块
1 EM231，2 路热电阻 同上
14 模 拟 量 输 出
模块
1 EM232，2 出模拟量 同上
15 PLC 隔 离 输
入板
PLC 隔 离 输
出板
1
1
自制
16 2KA1、
2KA2
继电器 2 AHN22324 ， 坐 ：
AHNA21，24VDC，5A
传送、加热控
制
17 2YV1、
2YV2
电磁阀电磁阀 2 MEH-5/2-1/8-P-B
（费斯托）
气阀控制
18 M3 直 流 减 速 电
机
1 55ZYN001J2000，直流 24V，
传动比 1:40，50r/min
传送带驱动
19 2SQ1 电 感 式 传 感
器
1 Ni10-Q25-AP6X，PNP，常
开，三线，10-30DC
托盘检测
20 2SQ2 电 容 式 传 感
器
1 TC-18P10C，PNP，常开，
三线，10-65DC
工件检测
21 2SQ3、
2SQ4
舌 簧 式 行 程
开关
2 ？ PNP ， 常 开 ， 三 线
（费斯托）
限 位 汽 缸 位
置
22 F1、F2 轴流风扇 2 CK6025M ， DC24V
尺寸 60mm，
定位孔 50mm
23 PT-1 、
PT-2
热电阻 1 PT100 双只
24 T1 加热控制器 1 ZK2415A，电压 24VDC，
工作电流 15A，控制电压
1-4V
温度控制
25 T2 温度显示仪 1 WT-400C ， 工 作 电 压 ：
24VDC 或 220VAC。
天 津 市 仪 表
八厂
26 FU4 熔断器 1 6*30mm，10A
27 FU3 、
FU31
熔断器 2 5*20mm，10A
28 12X 、
22X
接线端子板 2 2 线正面接线端子 万可电子
2、PLC 中的 I/O 地址分配
单元结构简图中，各电气设备在西门子 S7-226 PLC 中对应的 I/O 地址如下表 所示。
表 I/O 地址分配表
3、硬件电气原理图设计
硬件电气原理图设计图如图 所示。
图 硬件电气原理图
4. 硬件电气接线
硬件电气接线图如图 所示。
名称 地址 相关设备
自动 2
启动 2 SB12
停止 2 SB13
复位 2 SB14
急停 2 SB15
托盘检测 2 2SQ1
工体检测 2 2SQ2
限位气缸阻挡位 2 2SQ3
限位气缸放行位 2 2SQ4
当前温度检测 AIW0 PT-1
运行 2 HL12
报警 2 HL13
图 硬件电气接线图
六、控制系统软件部分设计
1、单元动作
传感器（2SQ1、2SQ2）检测到有托盘和工体到位时，喷射电磁阀（2YV1）通电，为
工件喷漆。经延时 5 秒后，喷漆电磁阀断电，电炉丝通电加热，使喷涂室温度上升。室内温
度由热敏电阻 PT100 进行检测，并由仪表加以显示。当温度上升至 65℃，对温度进行 PI 控制，
延时 10 秒后电炉丝停止加热。风扇（F1、F2）起动，为喷涂室降温。温度降至 35℃时，停止
吹风，限位气缸电磁阀(2YV2)通电，允许托盘和工体通行。经 4 秒延时后，限位气缸电磁阀
（2YV2）断电。
2、程序流程图
由于本单元的动作过程为顺序动作过程，因此可采用顺序控制的方法来设计控制软件。
可将整个动作顺序划分为：托盘检测、喷漆、加热、温度检测、降温、放行控制等。具体的
顺序控制功能图如图 所示：
T11
手动控制
T15
(启动)
(停车)
(托盘检测)
(工体检测)
T5
(限位气缸阻挡位)
T11
原点 （++）
PI 控制 T5
T7
T7
(限位气缸放行位)
AIW<350
T5
AIW>650
T15
图 程序流程框图
七、实训要求
1、熟悉喷涂单元硬件配置，能够画出电气原理图、并能够接线。
2、熟悉 200PLC 指令，能够根据流程图编写 PLC 程序，并能够调试。
3、系统能够稳定运行，完成单元动作要求。
4、完成实训报告的撰写。
