更新時間：2024-03-05
機電一體化系統綜合實訓平臺結合當前我國工業自動化應用技術及器件技術的發展，充分考慮實用性、*性。裝置采用模塊式結構，實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、直流電機、步進電機實訓裝置、伺服電機實訓裝置、實訓網孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。
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一、機電一體化系統綜合實訓平臺產品概述
本裝置結合當前我國工業自動化應用技術及器件技術的發展，充分考慮實用性、*性。裝置采用模塊式結構，實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、直流電機、步進電機實訓裝置、伺服電機實訓裝置、實訓網孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。實訓內容包括PLC的基礎實訓、PLC綜合實訓，變頻器的認識、操作、參數設定及通訊實訓，觸摸屏的認識、操作應用實訓，步時電機應用實訓，伺服電機控制實訓等，實訓項目豐富、綜合性強、緊跟世界工業自動化發展潮流。
二、機電一體化系統綜合實訓平臺產品特點
1、模塊式結構，掛箱更換方便，便于組織各種實訓項目及擴展新的實訓功能。
2、適合就業前及崗前綜合技能訓練，適合高級工技能培訓考核。
3、能進行小型工程項目設計、設備選型、安裝調試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實訓資源豐富、綜合性強，有效節約實訓用房。
5、安全性高，除配備電流型漏電保護器外，裝置設有單片機全程監控的過載或短路軟件截止保護功能，確保設備和人身安全。
三、技術性能
1、輸入電源:三相四線(或三相五線)～380V±10%50Hz
2、工作環境:溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、裝置容量：＜2.0kVA
4、外形尺寸：160cm×70cm×157cm
四、系統組成
(一)DW01電源、儀器控制屏
控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板。為實驗提供交流電源、高壓直流電源、低壓直流電源及各種測試儀表等。具體功能如下：
1、主控功能板
(1)三相四線電源輸入，經漏電保護器后，經過總開關,由接觸器通過起、停按鈕進行操作；
(2)設有450V指針式交流電壓表三只，指示電源輸入的三相電壓；
(3)定時器兼報警記錄儀（服務管理器），平時作為時鐘使用，具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警總次數,為學生實驗技能的考核提供一個統一的標準。
2、交、直流電源
(1)勵磁電源：直流220V/0.5A，具有短路保護。
(2)電樞電源：直流0～220V/2A連續可調電源一路，具有短路保護。
(3)直流可調穩壓電源：0-30V/2A，具有短路軟截止自動恢復保護功能。
(4)交流電源：設有單相調壓器一組，可得到交流0～250V可調電壓；
3、交、直流儀表
(1)交流電壓表：0～500V帶鏡面交流電壓表一只，精度1.0級。
(2)交流電壓表：0～5A帶鏡面交流電流表一只，精度1.0級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
(3)功率、功率因數表：由微電腦、高精度A/D轉換芯片和全數顯電路構成。通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，在硬、軟件上均分八檔區域，自動判斷、自動換檔。功率測量精度1.0級，電壓、電流量程分別為450V、5A，測量功率因數時還能自動判斷負載性質（感性顯示"L"，容性顯示"C"，純電阻不顯示），可儲存15組數據，供隨時查閱。
(4)直流電壓表：直流數字電壓表1只，測量范圍0～300V，三位半數顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級。
(5)直流電流表：直流數字電流表1只，測量范圍為0～5A，三位半數顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。
（二）實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、而磨高密度板、結構堅固，造型美觀大方。桌子左右各設有兩個抽屜（帶鎖）。
（三）實訓組件
1、PLC實訓組件
（1）三菱系列
配置三菱FX1N-40MTPLC主機，內置數字量I/O（24路數字量輸入16路數字量輸出），FX1N-485BD通信模塊，FX0N-3A模擬量模塊（2路輸入/1路輸出），，配套SC-09通信編程電纜。
序號 | 編號 | 控制對象實訓模塊 | 實訓教學目標 |
1 | SX1 | 搶答器/音樂噴泉 | 通過對搶答系統中各組人員搶答時序的監視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對音樂噴泉控制系統中“水流"及音樂的循環控制，掌握循環指令的編寫方法。 |
2 | SX2 | 裝配流水線/十字路口交通燈 | 通過對“生產流水線"順序加工過程及十字路口交通燈路況信號控制，掌握順序控制指令的編寫方法。 |
3 | SX3 | 水塔水位/天塔之光 | 通過對“水塔水位"和“儲水池水位"變化過程的判斷，了解簡單邏輯控制指令的編寫方法。通過對天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。 |
4 | SX4 | 自動送料裝車/四節傳送帶 | 通過對傳送帶啟停、傳送狀態的控制和對貨物在自動送料裝車系統中流向、流量的控制，掌握較復雜邏輯控制指令的編寫方法。 |
5 | SX5 | 多種液體混合裝置 | 通過對“液體混合裝置"中不同液體比例及液體混合時攪拌時間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時器指令的編寫方法。 |
6 | SX6 | 自動售貨機 | 通過對用戶投幣數目的識別和自動售貨機中各種“貨物"的進出控制，掌握各種計數器指令及比較輸出指令的編寫方法。 |
7 | SX7 | 自控軋鋼機/郵件分揀機 | 通過對自控軋鋼機和郵件分揀機材料（“鋼錠“郵件"）來料數量、來料類別識別及對各種執行器（例如“電機"）啟停時序的控制，掌握數值運算指令及中斷指令的編寫方法。 |
8 | SX8 | 機械手控制/自控成型機 | 通過對機械手停留“位置"及自控成型機各方向“液缸位置"的控制，掌握一個完整工業應用系統中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。 |
9 | SX9 | 加工中心 | 通過對加工中心中各方向“電機"運行方向及“刀庫"進出刀、換刀過程的控制，掌握一個完整工業應用系統中的較復雜邏輯控制的編寫能力。 |
10 | SX10 | 四層電梯 | 通過對一個完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統的分析、I/O分配、設計I/O接線圖、接線、編程、調試等工作過程的綜合知識。 |
11 | SX11 | 步進電機/直線運動：（實物）步進電機系統由驅動電路、步進電機、刻度盤、指針等組成； | 通過利用PLC對步進電機及直線運動實物模塊的控制，初步了解步進電機方向、拍數的控制及直線運動檢測、定位控制。 |
12 | SX12 | 自動洗衣機/電鍍生產線 | 通過對洗衣機進出水時間、洗滌流程及電鍍生產線中物塊侵入不同溶液的時間、方式、先后順序的控制，掌握多點PLC控制系統的綜合應用能力。 |
13 | SX13 | 直流電機控制/溫度控制 | 通過對直流電機系統中脈沖信號采集、轉速控制（電壓量）及溫度控制系統中的溫度參數的控制，掌握高速計數器指令、模擬量處理指令、PID指令的使用。 |
14 | WK1 | 典型電動機控制實操單元：施耐德交流接觸器3只；時間繼電器1只，3個按鈕，3只交流指示燈，2只熱繼電器，元器件配置專用底座。 | 掌握一般強電系統的安裝和調試工作過程知識，實現PLC方式的電機典型運行控制；掌握安裝和調試PLC電氣控制系統的有關知識。 |
15 | WK2 | 網孔板 | 學會電氣控制系統中各元器件的布局規劃、安裝、調試過程知識。 |
16 | BP1 | 變頻器實訓組件：配置三菱FR-D720-0.4K-CHT變頻器，帶有RS485通信接口及BOP操作面板 | 初步具有綜合應用變頻器的能力，了解變頻調速在實際中的應用，掌握變頻器與PLC之間USS通信協議的建立連接方法。 |
17 | CM1 | 觸摸屏實訓組件：7寸MCGS7062 | 了解工業觸摸屏的功能及使用方法、掌握與PLC之間的通信知識，并掌握復位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動態畫面跟蹤在觸摸屏中的實現方法。 |
18 | MCU01 | 單片機模塊 | 51單片機芯片．D/A轉換電路．A/D轉換電路．DS1302時鐘芯片．8位LED燈．8位數碼管．蜂鳴器．獨立按鍵．矩陣鍵盤．溫感18B20．8*8點陣．紅外接收頭．紅外遙控接收器．LCD12864帶字庫．振動傳感器．繼電器．直流電機．步進電機．MAX232串口，數據線．杜邦線等 |
19 | SFDJ-01 | 伺服驅動模塊 | 交流伺服電機及控制系統一套：絕緣等級B級。 |
2、網孔板及器件：
規格為410mm×600mm，在網孔板上學會電氣控制系統中各元器件的布局規劃、安裝、調試技能，接近工業現場。器件配有：交流接觸器3只、時間繼電器1只、按鈕3只、熱繼電器2只、斷路器1只、接線排20孔。
3、電機導軌及光碼盤測速系統
含光碼盤測速系統（配有進口光電編碼器）一套，不銹鋼導軌1幅，道軌平整度好，無應力變形，同心度好。
4、工控組態軟件一套：
打開軟件編程環境，任何實訓都可以編輯出形象直觀動感強、數字效果好的組態棒圖，并進行實訓動態跟蹤教學。
5、交流電機一臺，380VY/△接法
6、實訓模型
1）運動小車模型
小車運動控制系統實訓模型由運動小車、滾珠絲桿傳動機構、步進電機及驅動器、光電傳感器、接近開關、開關電源等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現傳動控制、鍵值優化比較行走控制、定向控制、定位控制、加減速控制、報警運行控制、點動控制、位置顯示控制，該系統外觀精美，體積緊湊，重量輕，堅固又相對精巧，行程范圍：0.6米，裝有4只光電傳感器、5只接近開關和2只行程開關進行位置反饋。實訓系統能滿足大中專院?？删幊炭刂破骷夹g的教學、課程設計和畢業設計
2）液位/流量控制模型
液位/流量控制實訓對象系統"作為PLC控制系統的一個物理模型，是由有機玻璃水箱、微型水泵、儲水槽、手動閥門、液位傳感器和電氣控制箱組成。
水泵由一功率放大電路來驅動，儲水箱中的水從有機玻璃水箱頂部進入，底部用一手動閥門控制出水的流量。用擴散硅壓力變送器來檢測液位，輸出4～20mA標準信號，通過PLC可編程控制器可實現液位的開關和閉環控制，它可作為學校老師和科研技術人員作為研究PLC算法控制的一個實訓平臺。
3）機械手實訓模型
①、組成及特點：
A、機械手實驗裝置由底座、旋轉底座、氣動部分、三維（X、Y、Z）運動機械及電氣控制等四部分組成。氣動部分由電磁閥和氣缸組成。三維運動機械部分是一個采用滾珠絲杠傳動的齒輪傳動相結合的模塊化結構，用于實現定位功能。
B、電氣控制由步進電機驅動器、電源、傳感器等組成。
C、通過傳感器信號采集，PLC編程，實現對步進電機、直流電機、電磁閥進行較復雜的位置控制、時序邏輯控制及開關控制等功能。
D、能完成PLC主機網絡及MCGS工控組態棒圖動態跟蹤實驗教學。
②、通過編程，可實現如下實驗功能
開機復位、橫軸前伸/縮回、豎軸上升/下降、底盤旋轉、手旋轉、手張開/夾緊，通過編程，使上述功能按一定順序排列即可完成將一定范圍內的物品轉運到設定位置。
四、實訓項目
（一）PLC基本技能實訓
1.PLC認知實訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令練習、接線、編程下載等）
2.PLC仿真實訓
（二）PLC模擬控制應用實訓
（二）PLC模擬控制應用實訓
3.數碼顯示控制
4.搶答器控制（優先級、數值運算，具有聲效功能）
5.天塔之光控制（閃爍、發射、流水型）
6.音樂噴泉控制（具有聲效功能）
7.十字路口交通燈控制
8.水塔水位控制
9.自動送料裝車系統控制
10.四節傳送帶控制
11.裝配流水線控制
12.多種液體混合裝置控制
13.自控成型機控制
14全自動洗衣機控制（具有聲效功能）
15.電鍍生產線控制
16.自控軋鋼機控制
17.郵件分揀機控制
18.自動售貨機控制
19.機械手控制
20.三層電梯控制
21.四層電梯控制（實物）
22.加工中心控制（實物）
（三）PLC實物控制實訓
23.直線運動位置識別、運動軌跡控制、定位控制
24.步進電機運動控制
25.電梯運行控制
（四）PLC高級技能實訓（設計、安裝、調試及檢修）
27.三相電機點動控制線路
28.三相電機自鎖控制線路
29.三相電機正反轉控制線路
30.三相電機Y/△啟動控制線路
31.三相電機順序啟動電氣控制線路
32.C620車床的電氣控制線路
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實訓
33.變頻器功能參數設置與操作
34.變頻器報警與保護功能
35.外部端子點動控制
36.變頻器控制電機正反轉
37.多段速度選擇變頻調速
38.變頻器無級調速
39.基于外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調速
40.瞬時停電啟動控制
41.PID變頻調速控制
42.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
43.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制
44.基于PLC數字量控制方式的多段速
45.基于PLC模擬量控制變頻開環調速
46.基于PLC通信方式的變頻器開環調速
47.基于PLC通信方式的速度閉環控制
48.基于PLC模擬量方式的變頻器閉環調速
49.變頻器恒壓供水系統的模擬
50.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
51.基于觸摸屏控制方式的LED控制
52.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
53.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
54.基于MCGS的現場總線網絡通信技術
（六）單片機實訓項目
1.LED閃爍實驗
2.LED流水燈實驗
3.二進制加法實驗
4.跑馬燈實驗
5.中斷方式閃爍實驗
6.左右跑馬燈實驗
7.按鍵移位實驗
8.按鍵控制LED實驗
9.讀按鍵實驗
10.花樣燈實驗
11.八月桂花香實驗
12.滴滴發聲實驗
13.救護車實驗
14.生日快樂實驗
15.無源蜂鳴器實驗
16.祝你平安實驗
17.繼電器實驗
18.74LS138譯碼器實驗
19.數碼管靜態顯示實驗
20.數碼管動態顯示實驗
21.74HC573使能控制實驗
22.交通燈實驗
23.16X16倒計時實驗
24.16X16漢字縱向移動實驗
25.步進電機實驗
26.熱敏電阻實驗
27.1602液晶顯示實驗
28.DS1302實時時鐘實驗
29.18B20溫度傳感器實驗
30.液晶滾動顯示實驗
31.紅外線控制實驗
32.遙控數碼管實驗
33.555脈沖發生實驗
34.串口發送，接收實驗
35.485計算機通訊實驗
36.485從機對從機通訊實驗
37.計數器實驗實驗
38.計時器實驗實驗
39.電機恒速運動實驗
五、配置清單
序號 | 名稱 | 型號 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | PLC實訓臺 | 實訓桌 | 1 | 臺 | |
2 | 實訓屏 | 1 | 臺 | ||
3 | 通訊線 | SC-09通信編程電纜 | 1 | 條 | |
4 | USB觸摸屏通訊線 | 1 | 條 | ||
5 | 主機實訓模塊 | 三菱FX1N-40MT+FXON-3A | 1 | 塊 | |
6 | 通訊模塊 | FX1N-485BD | 1 | 塊 | |
7 | PLC實訓模塊 | 實訓模塊1（音樂噴泉/搶答器/直線運動) | 1 | 塊 | |
8 | 實訓模塊2（裝配流水線/交通信號燈/自動供水/天塔之光) | 1 | 塊 | ||
9 | 實訓模塊3（自動送料裝車/傳送帶/多種液體混合裝置/自動售貨機/自動軋鋼機） | 1 | 塊 | ||
10 | 實訓模塊4（自動成型系統/機械手控制/溫度控制/直流電機控制） | 1 | 塊 | ||
11 | 實訓模塊5（郵件分檢系統/步進電機的控制） | 1 | 塊 | ||
12 | 實訓模塊6（加工中心刀具庫/洗衣機自動控制） | 1 | 塊 | ||
13 | 實訓模塊7（四層電梯的PLC控制/中間繼電器） | 1 | 塊 | ||
14 | 實訓模塊8（電鍍自控系統PLC控制/數碼顯示控制） | 1 | 塊 | ||
15 | 實訓模塊9（基礎實驗） | 1 | 塊 | ||
16 | 變頻器模塊D7200.4KW(日本三菱) | 1 | 塊 | ||
17 | 觸摸屏實訓模塊MCGS7062(北京昆侖通態) | 1 | 塊 | ||
18 | 網孔板 | 1 | 塊 | ||
19 | 單片機模塊 | 單片機實訓掛箱 | 1 | 塊 | |
20 | 伺服模塊 | 含伺服驅動器SD15MT及伺服電機 | 1 | 套 | |
21 | 電機及電機導軌 | 三相鼠籠式異步電動機380V | 1 | 臺 | |
22 | 電機導軌、1024編碼器、轉速表 | 1 | 套 | ||
23 | 實物模型 | 運動小車模型 | 1 | 套 | 選配 |
24 | 單容水箱模型 | 1 | 套 | 選配 | |
25 | 機械手實訓模型 | 1 | 套 | 選配 | |
26 | 散件 | 交流接觸器 | 3 | 個 | |
27 | 時間繼電器 | 1 | 個 | ||
28 | 按鈕 | 3 | 個 | ||
29 | 交流指示燈 | 3 | 個 | ||
30 | 熱繼電器 | 2 | 個 | ||
31 | 安裝塑料件 | 若干 | 個 | ||
32 | 軟件 | 演示板原程序及三菱編程軟件 | 1 | 套 | |
33 | 觸摸屏軟件 | ||||
34 | MCGS組態軟件 | ||||
35 | 單片機仿真軟件 | ||||
36 | 單片機演示源程序 | ||||
37 | 說明書 | PLC實驗指導 | 1 | 冊 | |
38 | 單片機實驗指導 | 1 | 冊 | ||
39 | PLC連接線 | 紅色100CMΦ4 | 30 | 條 | |
40 | 紅色100CMΦ2 | 20 | 條 | ||
41 | 黑色100CMΦ2 | 2 | 條 | ||
42 | 黃色（短線）20CMΦ2 | 15 | 條 | ||
43 | 藍色（短線）20CMΦ2 | 15 | 條 | ||
44 | 黑色（短線）20CMΦ2 | 15 | 條 | ||
45 | 黃色100CMΦ4 | 5 | 條 | ||
46 | 紅色100CMΦ4 | 5 | 條 | ||
47 | 藍色100CMΦ4 | 5 | 條 | ||
48 | 黑色100CMΦ4 | 5 | 條 | ||
49 | 網線 | 每張桌子 | 4 | 米 | |
50 | 安裝配件 | 4X30自攻螺絲 | 10 | 個 | |
51 | 魚眼墊 | 14 | 個 | ||
52 | 4X20自攻螺絲 | 4 | 個 | ||
53 | 黑膠帶 | 1 | 個 | 整套 | |
54 | 扎線扣 | 10 | 個 | ||
55 | 五芯電源線 | 1 | 條 |
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