隨著自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，運動控制技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)及機器人技術(shù)等領(lǐng)域中占據(jù)了舉足輕重的地位。為了培養(yǎng)具備運動控制技術(shù)的專業(yè)人才，許多高校和培訓(xùn)機構(gòu)引入了運動控制實訓(xùn)裝置。這類裝置不僅為學(xué)生提供了真實的工程環(huán)境，還有助于提高學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)。
運動控制實訓(xùn)裝置由控制器、驅(qū)動器、電機、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等部分組成�？刂破髫�(fù)責(zé)接收指令并發(fā)出控制信號，驅(qū)動器則將控制信號轉(zhuǎn)換為電機所需的電信號，電機通過驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作。傳感器實時監(jiān)測運動狀態(tài)并將信息反饋給控制器，以實現(xiàn)精確的運動控制。各部分協(xié)同工作，共同構(gòu)成了完整的運動控制系統(tǒng)。
三、操作方法與教學(xué)應(yīng)用
操作運動控制實訓(xùn)裝置需要先熟悉其結(jié)構(gòu)和原理，然后按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。在教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過編程和調(diào)試等方式，掌握運動控制的基本知識和技能。例如，學(xué)生可以通過編寫運動控制程序，實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、定位等功能。同時，教師還可以利用實訓(xùn)裝置進(jìn)行綜合性實驗和課程設(shè)計，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
四、安全注意事項
在操作運動控制實訓(xùn)裝置時，必須嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。首先，要確保設(shè)備處于安全狀態(tài)，檢查電源、線路、電機等部件是否完好。其次，在操作過程中要保持注意力集中，避免發(fā)生誤操作或意外情況。最后，在設(shè)備出現(xiàn)故障時，要立即停止操作并尋求專業(yè)人員的幫助。
五、優(yōu)勢特點與實際效果
相較于傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式，運動控制實訓(xùn)裝置具有諸多優(yōu)勢特點。首先，實訓(xùn)裝置提供了真實的工程環(huán)境，有助于學(xué)生更好地理解和掌握運動控制技術(shù)。其次，實訓(xùn)裝置具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)教學(xué)需求進(jìn)行定制和擴(kuò)展。最后，實訓(xùn)裝置還可以提高學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)，為學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
在實際教學(xué)中，運動控制實訓(xùn)裝置取得了顯著的成果。學(xué)生們通過實際操作和編程訓(xùn)練，不僅掌握了運動控制的基本知識和技能，還提高了解決問題的能力和創(chuàng)新能力。同時，教師也可以利用實訓(xùn)裝置進(jìn)行項目式教學(xué)和探究式教學(xué)等多種教學(xué)模式的探索和創(chuàng)新。
六、案例分享
某高校機電工程專業(yè)引入了運動控制實訓(xùn)裝置后，學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)得到了顯著提升。例如，在一次機器人設(shè)計比賽中，學(xué)生們利用實訓(xùn)裝置中的電機、傳感器和控制器等部件，自主設(shè)計并制作了一款能夠自主導(dǎo)航、避障和完成指定任務(wù)的機器人。該機器人在比賽中表現(xiàn)出色，最終獲得了比賽的優(yōu)勝獎。通過這個案例可以看出，運動控制實訓(xùn)裝置在提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力方面起到了積極作用。
運動控制實訓(xùn)裝置作為工程技術(shù)領(lǐng)域的重要教學(xué)工具，為學(xué)生提供了真實的工程環(huán)境和豐富的實踐機會。通過操作實訓(xùn)裝置，學(xué)生可以掌握運動控制的基本知識和技能，提高實踐能力和綜合素質(zhì)。同時，運動控制實訓(xùn)裝置還具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)教學(xué)需求進(jìn)行定制和擴(kuò)展。因此，在工程技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué)中，應(yīng)充分利用運動控制實訓(xùn)裝置的優(yōu)勢特點，發(fā)揮其在教學(xué)過程中的積極作用，以推動學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的提高和工程實踐能力的增強。
DBSG-12 運動控制實訓(xùn)裝置
設(shè)備參考圖片
一、 產(chǎn)品概述運動控制實訓(xùn)裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師”培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師的四、三、二級開展培訓(xùn)及技能鑒定。
二、 研發(fā)背景
1. 運動控制實訓(xùn)裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師”培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。
2. 工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高，教學(xué)需要與時俱進(jìn)設(shè)備要不斷升級，而教學(xué)還需要從基礎(chǔ)學(xué)起，同時滿足需要實驗室建設(shè)重復(fù)會導(dǎo)致浪費資金和實驗室空間。
3. 一個產(chǎn)品需要多種加工工藝，導(dǎo)致工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備錯縱復(fù)雜，一個主機不能完成所有工作，需要多個站點進(jìn)行相互配合完成。
4. 不同層次的考核需要不同設(shè)備，不能有機的進(jìn)行結(jié)合，有些實訓(xùn)完成后無法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。
三、 產(chǎn)品特色
1. 實訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過擴(kuò)展口引出，可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實操訓(xùn)練；還設(shè)有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。
2. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)仿真化、信息化實訓(xùn)教學(xué)。
3. 項目實訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對象、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制。
4. 仿真實訓(xùn)教學(xué)：通過虛擬環(huán)境實時顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測試等功能。
四、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）AC380V±10% 50Hz
2. 裝置容量：＜0.5kVA
3. 重 量：100kg
4. 外形尺寸：800mm×700mm×1780mm
5. 安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
五、 基本配置及功能
運動控制實訓(xùn)裝置由實訓(xùn)平臺、電源模塊、PLC模擬控制模塊、S7-200SAMRT單元、變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、二維控制單元、電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元、交流電機、型材電腦桌及實驗導(dǎo)線等組成。相關(guān)電氣部件接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式，可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
1. 實訓(xùn)平臺
運動控制實訓(xùn)裝置采用立式網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，由工業(yè)鋁型材搭建而成，左側(cè)網(wǎng)孔板為固定式結(jié)構(gòu)；右側(cè)為兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板，底部設(shè)有帶剎車萬向輪，方便移動布局，造型美觀大方。
2. 電源模塊
提供三相380V交流電源，同時可得到單相220V交流電源。交流電源輸出處設(shè)有智能設(shè)備管控及安全保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)相間、線間過電流及直接短路均能自動保護(hù)。并提供直流24V/5A電源。
3. S7-200SMART單元
主機CPU ST30,工作電源24VDC，工作存儲器64KB,集成數(shù)字量I/O（18路數(shù)字量輸入/12路數(shù)字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計數(shù)；支持RS-485和以太網(wǎng)通信。配置一個模擬量模塊EM AM03,2路輸入一路輸出。
4. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用昆侖通態(tài)TPC7062TI 7寸彩色觸摸屏，用于PLC主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
5. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子V20變頻器，功率0.37KW ，電壓220V，多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式，可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
6. 小車運動控制單元
主要由運動小車（直流電機驅(qū)動）、同步帶輪傳動機構(gòu)、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報警運行控制、點動控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
7. 二維控制單元
二維控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進(jìn)驅(qū)動組成。
伺服驅(qū)動用于控制Y軸絲桿，采用40交流伺服驅(qū)動及電機，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應(yīng)能力和很強的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。
步進(jìn)驅(qū)動用于控制X軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護(hù)等功能。
（4）多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式，可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
8.電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元
| 序號 | 名稱 | 型號及規(guī)格 | 數(shù)量 | |
| 1 | 低壓斷路器 | DZ108-20 10A | 1個 | |
| 2 | 螺旋式保險絲 | RL1-15/3A | 3個 | |
| 3 | 直插式保險絲 | RT14-20/2A | 2個 | |
| 4 | 交流接觸器 | CJX2-0910，AC220V | 3個 | |
| 5 | 輔助觸頭 | F4-22 | 2個 | |
| 6 | 熱繼電器 | JRS1D-25/Z(0.63-1A) | 1個 | |
| 7 | 熱繼電器座 | JRS1-25 | 1個 | |
| 8 | 通電延時時間繼電器 | JSZ6-4/220V(0~60S) | 1個 | |
| 9 | 時時間繼電器座 | JSZ6-4 | 1個 | |
| 10 | 中間繼電器 | ARM2F-L/DC24V帶燈 | 3個 | |
| 11 | 繼電器底座 | DYF-08A | 3個 | |
| 12 | 接線端子排 | JF5-2.5/5 | 5個 | |
| 13 | 行程開關(guān) | LX19-001 | 2個 | |
| 14 | G端子導(dǎo)軌 | 2根 | ||
| 15 | 按鈕開關(guān)盒 | 配裝黃、綠、紅三個按鈕開關(guān) | 1套 | |
| 16 | 按鈕開關(guān)盒 | 配裝綠、紅兩個按鈕開關(guān) | 1套 | |
| 17 | 導(dǎo)線 | 紅色/黑色各1卷 | 2卷 | |
| 18 | 線槽 | 25*25 | 5米 | |
| 19 | 配套教學(xué)資源 | 5套以下無此項配置 | 共1套 |
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
10.型材電腦桌
電腦桌采用鋁型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計算機。臺面為防火、防水、耐磨高密度板；立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材，鍵盤位為抽屜式結(jié)構(gòu)并用300mm導(dǎo)軌固定；電腦桌底部裝有帶剎車萬向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。
11.實驗連接線
每套配有高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線，無氧銅抽絲而成，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，強弱電導(dǎo)線的插頭插座尺寸分開，不可混插，安全可靠。
六、實訓(xùn)項目
PLC實物控制應(yīng)用實訓(xùn)
1. 步進(jìn)電機定位控制
2. 步進(jìn)電機的速度控制
3. 步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)控制
4. 伺服電機定位控制
5. 伺服電機的速度控制
6. 伺服電機的正反轉(zhuǎn)控制
7. 伺服電機和步進(jìn)電機的綜合控制
典型電動機控制實操實訓(xùn)
8. 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
9. 三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
10. 三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)PLC控制
11. 三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實訓(xùn)
12. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
13. 外部端子點動控制
14. 變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
15. 多段速度選擇變頻調(diào)速
16. 變頻器無級調(diào)速
17. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
18. 基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)控制
19. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)調(diào)速控制
20. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
21. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
22. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制