更新時間：2024-03-04
典型機電設備安裝與控制實訓裝置采用型材結構，包括有交流伺服電機及驅動單元、步進電機及驅動單元、直流無刷電機及驅動單元、交流電機及變頻器調速單元、觸摸屏單元、PLC及A/D D/A單元、傳感器及旋轉編碼器單元、皮帶輸送單元、滾珠絲桿單元、蝸輪蝸桿單元等。
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一、典型機電設備安裝與控制實訓裝置-概述
本設備采用型材結構，包括有交流伺服電機及驅動單元、步進電機及驅動單元、直流無刷電機及驅動單元、交流電機及變頻器調速單元、觸摸屏單元、PLC及A/D D/A單元、傳感器及旋轉編碼器單元、皮帶輸送單元、滾珠絲桿單元、蝸輪蝸桿單元等。采用工業用元器件，所有傳感器、執行器、控制器的接口均是開放的，操作方便，采用模塊化設計，接口統一，可做到電機互換方便，是一種典型的機電一體化實訓考核裝置，適合相關院校相關專業的教學、培訓以及考核。
本設備適合機電設備安裝與維修、機電技術應用、機械專業、電氣運行與控制、電氣技術應用等的教學與實訓。
通過該設備的實訓，可了解掌握相關PLC控制技術、傳感器和編碼器應用技術、常用電機的控制及調速技術、典型機械傳動應用技術和組態監控技術等。
二、技術參數
1、交流電源：三相五線 AC 380 V±10% 50Hz；
2、溫度：-10～50℃；環境濕度：≤90％無水珠凝結；
3、外形尺寸：長×寬×高=1200mm×800mm×1050mm；
4、整機功耗：≤1.5 kVA；
5、安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國標標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線
三、典型機電設備安裝與控制實訓裝置功能特點
1、本設備有機融合了機械技術（包括氣動技術）、傳感器技術、交流電動機變頻調速技術、步進電機驅動控制、伺服電機驅動控制、無刷電機驅動控制、檢測技術、觸摸屏技術、PLC控制技術、平皮帶傳動技術、絲桿傳動技術、蝸輪蝸桿傳動技術、同步帶傳動技術等，體現了現代制造業生產過程的特征。
2、整體結構采用開放式和拆裝式，能方便地更換模塊，按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。
3、用于教學，可按工作過程導向，工學結合的模式規劃教學活動，完成不同的工作任務。
4、該實訓考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結合，既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。
四、實訓項目
1、觸模屏實訓：觸模屏與PLC之間的通訊，觸模屏監視電機的運行狀態和控制電機的運行參數，基于觸摸屏→PLC→數字伺服（步進驅動）方式的運行曲線組態顯示控制，基于觸摸屏→PLC→交直流電機方式的運行曲線組態顯示控制。
2、PLC訓練：基本指令編程練習，高級指令編程實訓，PID控制指令應用實訓，利用PLC控制（脈沖、模擬量），步進電機、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采集旋轉編碼器信號。
3、三相異步電機變頻調速：變頻器功能參數設置與操作，變頻器報警與保護功能， 1.多段速度選擇變頻調速，外部端子點動控制，控制電機運行時間操作，控制電機正反轉運動控制，外部模擬量（電壓/電流）變頻調速，三相異步電機的變頻器閉環調速。
4、步進電機：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，觀察運轉特性，細分特性研究：通過細分拔碼開關改變細分，觀察步進電機在低速運行時的振動和噪聲變化，掌握細分意義和如何計算細分距角，脫機信號作用研究，驅動電壓的影響，驅動電流的影響。
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，觀察電機運轉特性，速度模式1：將伺服電機的控制模式調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，學會如何調速零飄、加減速的調整、速度增益和輸入增益的調整，控制零速鉗位端口了解它的作用，通過編碼器反饋做閉環實現位置控制并通過人機界面進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整為速度模式的內部控制方式，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，通過這個實訓可以了解伺服ON與模式切換之間的關系，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，通過這個實訓可以了解伺服電機ON與模式切換之間的關系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解。
6、直流無刷電機：內部電位器調速：調節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、伺服的區別，模擬量調速：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，實現低精度的定位。通過正反向控制端子控制轉向。
7、各種傳感器及編碼器實訓：光電、電感、電容傳感器的應用，旋轉編碼器的應用。
皮帶輸送帶電機綜合控制（PLC、觸摸屏、異步電機、直流無刷電機、編碼盤）：絲杠傳動綜合控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機），轉動擺臺定位控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機
五、設備配置
序號 | 名稱 | 主要技術指標 | 數量 | 單位 |
1 | 工作臺 | 1200mm×800mm×840mm | 1 | 張 |
2 | 西門子PLC | CPU ST40DC/DC/DC主機模塊 24DI/16DO | 1 | 臺 |
3 | 西門子擴展模塊 | EM AM06 模擬量擴展模塊 4AI/2AO | 1 | 臺 |
4 | 西門子變頻器 | MM420 功率≥0.75kW | 1 | 臺 |
5 | 電源模塊 | 三相電源總開關（帶漏電和短路保護）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 |
6 | 按鈕模塊 | 開關電源24V/5A 、12V/2A各1組、轉換開關2只、復位按鈕（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 |
7 | 步進電機驅動模塊 | 相數：2，步距角： 1.8，靜態電流：2.8A，相電阻：0.8Ω，相電感：1.2mH，保持轉矩：0.9N•m | 1 | 套 |
8 | 伺服電機驅動模塊 | 額定功率：200W，額定轉矩：0.64N•m，額定轉速：3000r/min，額定電流：1.6A | 1 | 套 |
9 | 直流無刷電機驅動模塊 | 額定功率： 150W，額定電壓：AC220V | 1 | 套 |
10 | 觸摸屏模塊 | 7英寸 | 1 | 套 |
11 | 皮帶輸送帶單元 | 由帶式傳送帶、旋轉編碼器、光電傳感器、電感傳感器、電容傳感器、旋轉電磁鐵組成。傳輸帶行程：460mm。 | 1 | 套 |
12 | 滾珠絲桿單元 | 由滾珠絲桿、刻度裝置、限位傳感器、移動導塊等組成。位置控制水平位移：270mm，重復精度：0.1mm | 1 | 套 |
13 | 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，主要可以完成轉臺的精確定位控制。 | 1 | 套 |
14 | 接線端子排 | 本系統的執行器、控制器接口全部引到操作面板及接口單元，并配備配套實訓導線。 | 1 | 套 |
15 | 工件 | 含金屬塑料工件 | 1 | 套 |
16 | 電源線 | 單相三芯電源線 | 2 | 根 |
17 | 實訓導線 | 強電、弱電連接導線 | 1 | 套 |
18 | PLC編程電纜 | 2 | 根 | |
19 | 配套光盤 | PLC編程軟件、使用手冊、程序等 | 1 | 套 |
20 | 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，內六角扳手（8把） | 1 | 套 |
21 | 掛線架 | 1 | 個 |
易損件：
序號 | 名稱 | 數量 | 單位 |
1 | 扎帶 | 1 | 包 |
2 | 紅色插針 | 0.5 | 包 |
3 | 藍色插針 | 0.5 | 包 |
4 | 綠色插針 | 0.5 | 包 |
5 | 黃色插針 | 0.5 | 包 |
6 | φ4橙色氣管 | 20 | 米 |
7 | φ4藍色氣管 | 20 | 米 |
8 | φ4節流閥 | 5 | 只 |
9 | φ4快速接頭 | 6 | 只 |
10 | 磁性開關 | 3 | 只 |
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