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典型機電設(shè)備安裝與控制實訓(xùn)裝置
一、產(chǎn)品概述
典型機電設(shè)備安裝與控制實訓(xùn)裝置是一種最為典型的機電一體化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的，它適合機電一體化、自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。
典型機電設(shè)備安裝與控制實訓(xùn)裝置采用型材結(jié)構(gòu)，其上安裝有交流伺服電機及驅(qū)動單元、步進(jìn)電機及驅(qū)動單元、直流無刷電機及驅(qū)動單元、交流電機及變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、PLC及A/D D/A單元、傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器單元、皮帶輸送單元、滾珠絲杠單元、蝸輪蝸桿單元。采用工業(yè)元器件，所有傳感器、執(zhí)行器、控制器接口開放，培訓(xùn)內(nèi)容包含：PLC（數(shù)字量和模擬量）技術(shù)，傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)、直流無刷電機特性研究、步進(jìn)電機特性研究、交流伺服電機特性研究、特種電機控制技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、位置及速度控制技術(shù)、機械傳動（皮帶傳動、滾珠絲杠傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術(shù)、組態(tài)軟件監(jiān)控技術(shù)等。平面模塊化結(jié)構(gòu)，所有控制電機的接線開放，安裝尺寸完全*，可做到電機互換，控制電平。
二、 產(chǎn)品特點
1. 有機融合了機械、電氣、傳感器、交流電機變頻調(diào)速、直流無刷電機控制、步進(jìn)電機驅(qū)動控制、伺服電機驅(qū)動控制、能開展任務(wù)驅(qū)動的項目教學(xué)。
2. 整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，具有明顯的動手拆裝實訓(xùn)功能，可以拆裝到各零部件及每顆細(xì)小的螺絲，能很好的服務(wù)于項目實訓(xùn)教學(xué)；能根據(jù)不同的任務(wù)更換組合模塊，具有很強的重組性，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊，非常適合廣大職業(yè)院校自動化技能實訓(xùn)需求。
3. 用于實訓(xùn)教學(xué)，可按工作過程導(dǎo)向、工學(xué)結(jié)合的模式規(guī)劃教學(xué)活動，可完成多種工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的技能培訓(xùn)任務(wù)。
4. 該實訓(xùn)考核裝置PLC模塊I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路通過端子排進(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。
三、技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜1.0kVA
4. 結(jié)構(gòu)尺寸：1200mm×800mm×1300mm
5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
四、實訓(xùn)內(nèi)容
1.觸模屏實訓(xùn)
觸模屏與PLC之間的通訊
觸模屏監(jiān)視電機的運行狀態(tài)和控制電機的運行參數(shù)
基于觸摸屏→PLC→數(shù)字伺服（步進(jìn)驅(qū)動）方式的運行曲線組態(tài)顯示控制
基于觸摸屏→PLC→交直流電機方式的運行曲線組態(tài)顯示控制
2.PLC訓(xùn)練
基本指令編程練習(xí)
高級指令編程實訓(xùn)
PID控制指令應(yīng)用實訓(xùn)
利用PLC控制（脈沖、模擬量），步進(jìn)電機、變頻器、伺服電機、直流無刷電機用PLC采集各種傳感器信號
PLC采集旋轉(zhuǎn)編碼器信號
3.三相異步電機變頻調(diào)速
變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
變頻器報警與保護(hù)功能
多段速度選擇變頻調(diào)速
外部端子點動控制
控制電機運行時間操作
控制電機正反轉(zhuǎn)運動控制
外部模擬量（電壓/電流）變頻調(diào)速
? 三相異步電機的變頻器閉環(huán)調(diào)速
4.步進(jìn)電機
啟動特性的研究：通過PLC修改頻率，運行頻率加速時間及運行長度，觀察運轉(zhuǎn)特性。
細(xì)分特性研究：通過細(xì)分拔碼開關(guān)改變細(xì)分，觀察步進(jìn)電機在低速運行時的振動和噪聲變化，掌握細(xì)分意義和如何計算細(xì)分距角
脫機信號作用研究
驅(qū)動電壓的影響
驅(qū)動電流的影響
5.伺服電機
位置模式：通過PLC修改啟動頻率，運行頻率，加減速時間以及運行長度，觀察電機運轉(zhuǎn)特性
速度模式1：將伺服電機的控制模式調(diào)整為速度模式的外部控制方式，通過PLC的模擬量控制伺服電機的運行，學(xué)會如何調(diào)速零飄、加減速的調(diào)整、速度增益和輸入增益的調(diào)整，控制零速鉗位端口了解它的作用，通過編碼器反饋做閉環(huán)實現(xiàn)位置控制并通過人機界面進(jìn)行位置和速度的顯示
速度模式2：將伺服電機的控制模式調(diào)整為速度模式的內(nèi)部控制方式，通過PLC的脈沖輸出和模擬量輸出控制電機的速度和位置，兩個模式通過PLC的輸出點來切換，通過這個實訓(xùn)可以了解伺服ON與模式切換之間的關(guān)系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解
位置速度模式：將伺服電機的控制模式調(diào)整為位置速度模式，通過PLC的脈沖輸出和模擬量輸出控制電機的速度和位置，兩個模式通過PLC的輸出點來切換，通過這個實訓(xùn)可以了解伺服電機ON與模式切換之間的關(guān)系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解
6.直流無刷電機
內(nèi)部電位器調(diào)速：調(diào)節(jié)電位器使速度由慢到快，觀察電機在低速和高速和運行特性，比較與變頻、伺服的區(qū)別
模擬量調(diào)速：PLC模擬量輸出控制電機的速度，編碼器反饋作為速度位置反饋，實現(xiàn)低精度的定位。通過正反向控制端子控制轉(zhuǎn)向
7.各種傳感器及編碼器實訓(xùn)
光電、電感、電容傳感器的應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用
基本配置表
關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床 實訓(xùn)設(shè)備 實訓(xùn)裝置 教學(xué)儀器 實驗設(shè)備 教學(xué)設(shè)備 實訓(xùn)臺 考核裝置 技能考核 電工電子 實驗裝置 數(shù)控技術(shù) 實訓(xùn)考核 技能實訓(xùn) 數(shù)控系統(tǒng) 電氣控制 自控實訓(xùn) 實驗系統(tǒng) 數(shù)控軟件 數(shù)控實訓(xùn) 電氣技術(shù) 數(shù)控設(shè)備 數(shù)控銑床 高教設(shè)備 教學(xué)車床 數(shù)控機床 職教設(shè)備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實驗
典型機電設(shè)備安裝與控制實訓(xùn)裝置是一種最為典型的機電一體化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的，它適合機電一體化、自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。
典型機電設(shè)備安裝與控制實訓(xùn)裝置采用型材結(jié)構(gòu)，其上安裝有交流伺服電機及驅(qū)動單元、步進(jìn)電機及驅(qū)動單元、直流無刷電機及驅(qū)動單元、交流電機及變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、PLC及A/D D/A單元、傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器單元、皮帶輸送單元、滾珠絲杠單元、蝸輪蝸桿單元。采用工業(yè)元器件，所有傳感器、執(zhí)行器、控制器接口開放，培訓(xùn)內(nèi)容包含：PLC（數(shù)字量和模擬量）技術(shù)，傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)、直流無刷電機特性研究、步進(jìn)電機特性研究、交流伺服電機特性研究、特種電機控制技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、位置及速度控制技術(shù)、機械傳動（皮帶傳動、滾珠絲杠傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術(shù)、組態(tài)軟件監(jiān)控技術(shù)等。平面模塊化結(jié)構(gòu)，所有控制電機的接線開放，安裝尺寸完全*，可做到電機互換，控制電平。
二、 產(chǎn)品特點
1. 有機融合了機械、電氣、傳感器、交流電機變頻調(diào)速、直流無刷電機控制、步進(jìn)電機驅(qū)動控制、伺服電機驅(qū)動控制、能開展任務(wù)驅(qū)動的項目教學(xué)。
2. 整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，具有明顯的動手拆裝實訓(xùn)功能，可以拆裝到各零部件及每顆細(xì)小的螺絲，能很好的服務(wù)于項目實訓(xùn)教學(xué)；能根據(jù)不同的任務(wù)更換組合模塊，具有很強的重組性，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊，非常適合廣大職業(yè)院校自動化技能實訓(xùn)需求。
3. 用于實訓(xùn)教學(xué)，可按工作過程導(dǎo)向、工學(xué)結(jié)合的模式規(guī)劃教學(xué)活動，可完成多種工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的技能培訓(xùn)任務(wù)。
4. 該實訓(xùn)考核裝置PLC模塊I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路通過端子排進(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。
三、技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜1.0kVA
4. 結(jié)構(gòu)尺寸：1200mm×800mm×1300mm
5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
四、實訓(xùn)內(nèi)容
1.觸模屏實訓(xùn)
觸模屏與PLC之間的通訊
觸模屏監(jiān)視電機的運行狀態(tài)和控制電機的運行參數(shù)
基于觸摸屏→PLC→數(shù)字伺服（步進(jìn)驅(qū)動）方式的運行曲線組態(tài)顯示控制
基于觸摸屏→PLC→交直流電機方式的運行曲線組態(tài)顯示控制
2.PLC訓(xùn)練
基本指令編程練習(xí)
高級指令編程實訓(xùn)
PID控制指令應(yīng)用實訓(xùn)
利用PLC控制（脈沖、模擬量），步進(jìn)電機、變頻器、伺服電機、直流無刷電機用PLC采集各種傳感器信號
PLC采集旋轉(zhuǎn)編碼器信號
3.三相異步電機變頻調(diào)速
變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
變頻器報警與保護(hù)功能
多段速度選擇變頻調(diào)速
外部端子點動控制
控制電機運行時間操作
控制電機正反轉(zhuǎn)運動控制
外部模擬量（電壓/電流）變頻調(diào)速
? 三相異步電機的變頻器閉環(huán)調(diào)速
4.步進(jìn)電機
啟動特性的研究：通過PLC修改頻率，運行頻率加速時間及運行長度，觀察運轉(zhuǎn)特性。
細(xì)分特性研究：通過細(xì)分拔碼開關(guān)改變細(xì)分，觀察步進(jìn)電機在低速運行時的振動和噪聲變化，掌握細(xì)分意義和如何計算細(xì)分距角
脫機信號作用研究
驅(qū)動電壓的影響
驅(qū)動電流的影響
5.伺服電機
位置模式：通過PLC修改啟動頻率，運行頻率，加減速時間以及運行長度，觀察電機運轉(zhuǎn)特性
速度模式1：將伺服電機的控制模式調(diào)整為速度模式的外部控制方式，通過PLC的模擬量控制伺服電機的運行，學(xué)會如何調(diào)速零飄、加減速的調(diào)整、速度增益和輸入增益的調(diào)整，控制零速鉗位端口了解它的作用，通過編碼器反饋做閉環(huán)實現(xiàn)位置控制并通過人機界面進(jìn)行位置和速度的顯示
速度模式2：將伺服電機的控制模式調(diào)整為速度模式的內(nèi)部控制方式，通過PLC的脈沖輸出和模擬量輸出控制電機的速度和位置，兩個模式通過PLC的輸出點來切換，通過這個實訓(xùn)可以了解伺服ON與模式切換之間的關(guān)系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解
位置速度模式：將伺服電機的控制模式調(diào)整為位置速度模式，通過PLC的脈沖輸出和模擬量輸出控制電機的速度和位置，兩個模式通過PLC的輸出點來切換，通過這個實訓(xùn)可以了解伺服電機ON與模式切換之間的關(guān)系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解
6.直流無刷電機
內(nèi)部電位器調(diào)速：調(diào)節(jié)電位器使速度由慢到快，觀察電機在低速和高速和運行特性，比較與變頻、伺服的區(qū)別
模擬量調(diào)速：PLC模擬量輸出控制電機的速度，編碼器反饋作為速度位置反饋，實現(xiàn)低精度的定位。通過正反向控制端子控制轉(zhuǎn)向
7.各種傳感器及編碼器實訓(xùn)
光電、電感、電容傳感器的應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用
基本配置表
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 |
| 1 | 工作臺 | 1200mm×800mm×800mm | 1 | 張 |
| 2 | 西門子PLC | CPU224XPCN(DC/DC/DC) 14路數(shù)字量輸入/10路晶體管輸出 ,2路模擬量輸入/1路模擬量輸出 | 1 | 臺 |
| 3 | 西門子變頻器 | MM420 功率≥0.75kW | 1 | 臺 |
| 4 | 電源模塊 | 三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）1個、熔斷器3只、單相三極電源插座2個、安全插座5個 | 1 | 塊 |
| 5 | 按鈕模塊 | 開關(guān)電源24V/5A 、12V/2A各1組、轉(zhuǎn)換開關(guān)2只、復(fù)位按鈕（紅、黃、綠各1只）、自鎖按鈕（紅、黃、綠各1只）、24V指示燈（紅黃綠各2只）、急停按鈕1只、蜂鳴器1只 | 1 | 塊 |
| 6 | 步進(jìn)電機驅(qū)動模塊 | 相數(shù)：2，步距角： 1.8，靜態(tài)電流：2.8A，相電阻：0.8Ω，相電感：1.2mH，保持轉(zhuǎn)矩：0.9N·m | 1 | 套 |
| 7 | 伺服電機驅(qū)動模塊 | 額定功率：200W，額定轉(zhuǎn)矩：0.64N·m，額定轉(zhuǎn)速：3000r/min，額定電流：1.6A | 1 | 套 |
| 8 | 直流無刷電機驅(qū)動模塊 |
額定功率： 150W，額定電壓：AC220V 額定轉(zhuǎn)速：1500r/min,額定轉(zhuǎn)矩：0.955N·m，額定電流：0.945 |
1 | 套 |
| 9 | 觸摸屏模塊 | 5.7英寸 TFT真彩，56K色 | 1 | 套 |
| 10 | 皮帶輸送帶單元 | 由帶式傳送帶、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電傳感器、電感傳感器、電容傳感器、旋轉(zhuǎn)電磁鐵組成。傳輸帶行程：460mm。 | 1 | 套 |
| 11 | 滾珠絲桿單元 | 由滾珠絲桿、刻度裝置、限位傳感器、移動導(dǎo)塊等組成。位置控制水平位移：270mm，重復(fù)精度：0.1mm | 1 | 套 |
| 12 | 蝸輪蝸桿減速機單元 | 由蝸輪蝸桿減速機、刻度裝置等組成。超低噪聲，體積小，傳遞功率為90-120W，主要可以完成轉(zhuǎn)臺的精確定位控制。 | 1 | 套 |
| 13 | 接線端子排 | 本系統(tǒng)的執(zhí)行器、控制器接口全部引到操作面板及接口單元，并配備配套實訓(xùn)導(dǎo)線。 | 1 | 套 |
| 14 | 工件 | 含金屬、塑料工件 | 1 | 套 |
| 15 | 電源線 | 單相三芯電源線 | 2 | 根 |
| 16 | 實訓(xùn)導(dǎo)線 | 強電、弱電連接導(dǎo)線 | 1 | 套 |
| 17 | PLC編程電纜 | PC/PPI | 2 | 根 |
| 18 | 配套光盤 | PLC編程軟件（DEMO版）、使用手冊、程序等 | 1 | 套 |
| 19 | 配套工具 | 工具箱：十字長柄螺絲刀、大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，驗電筆，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（8把） | 1 | 套 |