设备要感知什么 → PLC如何判断 → 用什么产生动作 → 怎样供电与驱动 → 怎样保证安全。

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第一阶段：先建立完整地图

先把非标自动化中的元器件分成六大类。

1. 电源与配电

先认识控制柜怎样把工厂电源分配给整台设备：

• 隔离开关
• 断路器
• 熔断器
• 接触器
• 热继电器
• 开关电源
• 控制变压器
• 端子排
• 浪涌保护器
• PE、N、L1/L2/L3

这一部分回答的是：

电从哪里来，如何分配，发生短路、过载、漏电时如何保护。

2. 控制元件

• PLC
• 数字量输入输出模块
• 模拟量模块
• 高速计数模块
• 运动控制模块
• 远程I/O
• HMI
• 工业计算机
• 中间继电器

这一部分回答的是：

谁接收信号，谁执行判断，谁发出控制命令。

3. 检测元件

• 按钮和选择开关
• 行程开关
• 接近传感器
• 光电传感器
• 磁性开关
• 编码器
• 压力传感器
• 温度传感器
• 流量传感器
• 激光位移传感器
• 称重传感器
• 机器视觉

这一部分回答的是：

设备如何知道工件是否存在、机构是否到位、压力和位置是否合格。

4. 执行元件

• 指示灯和蜂鸣器
• 电磁阀
• 气缸
• 普通异步电机
• 调速电机
• 步进电机
• 伺服电机
• 电动缸
• 直线模组
• 电磁铁
• 加热器
• 真空发生器
• 工业机器人

这一部分最接近所说的“物理世界力量”：

电信号最终怎样转变成旋转、推拉、夹紧、搬运、加热和吸附。

5. 驱动和能量转换

• 变频器
• 步进驱动器
• 伺服驱动器
• 固态继电器
• 电机保护器
• 气源处理组件
• 调压阀
• 节流阀
• 比例阀
• 液压泵和液压阀

控制器通常不能直接带动大型执行机构，驱动器是连接“控制逻辑”和“实际力量”的桥梁。

6. 安全元件

• 急停按钮
• 安全继电器
• 安全PLC
• 安全门锁
• 安全光幕
• 安全激光扫描仪
• 双手启动按钮
• 机械限位
• 电气互锁
• 扭矩限制与过载保护

安全不是最后补充的功能，而是设备设计的基本结构。

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第二阶段：每个元器件都用同一套问题研究

以后看到任何元器件，不要只记录“它是做什么的”，而要固定问这些问题：

1. 它在设备中的作用是什么？
2. 输入是什么，输出是什么？
3. 使用什么电压和电流？
4. PLC怎样与它连接？
5. 是PNP还是NPN，是源型还是漏型？
6. 输出是开关量、模拟量、脉冲还是通信数据？
7. 有哪些重要选型参数？
8. 正常工作时是什么状态？
9. 故障时会出现什么现象？
10. 如何通过万用表或PLC监控定位故障？
11. 安装位置和机械结构有什么要求？
12. 同类产品为什么有几十种型号？

例如研究光电传感器，不应停留在“检测物体”，而应该继续弄清楚：

• 对射、镜反射和漫反射有什么区别？
• 检测距离多远？
• 黑色物体和透明物体能不能稳定检测？
• Light-ON和Dark-ON是什么？
• 三线传感器的棕、蓝、黑分别接哪里？
• PNP输出如何接PLC输入？
• 传感器一直亮但PLC收不到信号怎么办？

这样才是真的“掌握”。

第三阶段：不要孤立学习，要围绕小设备组合

元器件单独认识很容易忘。最好围绕几台典型设备反复拆解。

小型气缸推料机构

包含：

• PLC
• 开关电源
• 按钮
• 光电传感器
• 电磁阀
• 气缸
• 磁性开关
• 急停
• 继电器

能理解输入、输出、气动执行、到位检测、动作超时和安全复位。

输送带检测分拣设备

增加：

• 异步电机
• 接触器或变频器
• 编码器
• 多个光电传感器
• 推料气缸
• HMI

可以理解连续运动、工件追踪、速度控制和分拣状态机。

伺服定位压装设备

增加：

• 伺服电机和驱动器
• 直线模组
• 原点和限位传感器
• 压力传感器
• 位移检测
• 配方参数
• 数据记录

可以开始接触精确位置、速度、扭矩以及压力—位移曲线。

机器人上下料工作站

再增加：

• 六轴机器人
• 视觉系统
• 安全门
• 安全光幕
• PLC与机器人通信
• 工位夹具
• 故障恢复

到这里就不再是单独学习PLC，而是在理解完整工业系统。