可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置，可編程實訓平臺
2023-06-15 08:46可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置
可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置根據(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”培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置適合職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師的四級、三級開展培訓及技能鑒定。
二、裝置特點：
1.可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置采用模塊組合式結(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、信息化實訓教學。
2.項目實訓模塊：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。
三、主要配置：
可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置由控制屏、實訓桌、PLC模塊、通信模塊、變頻器模塊、模擬實訓模塊、觸摸屏模塊、五自由度機器人、交流電機、電機導軌、測速機構(gòu)、加載系統(tǒng)、MCGS工控組態(tài)軟件、導線架等組成。
（一）控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板)
1.交流電源輸入、輸出及控制
（1）三相四線電源輸入，經(jīng)漏電保護開關(guān)后，通過啟動、停止按鈕操作，控制三相電源輸出的接通和斷開,并設(shè)有急停按鈕；
（2）設(shè)有450V指針式交流電壓表1只，通過切換開關(guān)可分別指示電網(wǎng)輸入的三相線電壓；
（3）三相交流電源輸出：三相電源采用三相四線制，并由啟動、停止按鈕來控制，設(shè)有5A帶燈保險絲及短路軟保護電路；
（4）交流電源接口：提供三芯、四芯電源插座各1只；
（5）保護體系
1）電流型漏電保護：采用漏電保護型空氣開關(guān)，控制屏若有漏電現(xiàn)象，當漏電電流達到一定值時，即切斷總電源；
2）電壓型漏電保護：當對線路有漏電現(xiàn)象時，控制屏內(nèi)接觸器便跳閘，及時切斷電源并發(fā)出告警聲；
3）短路保護：在電路出現(xiàn)相間短路或相線對中線短路時，及時切斷三相電源的輸出，保護設(shè)備的安全，并發(fā)出告警聲；在短路故障排除后，可重新啟動設(shè)備。
2.給定信號源：提供4～20mA電流信號源1路，帶數(shù)碼顯示；提供0～10V電壓信號源1路，帶數(shù)碼顯示；
3.定時器兼報警記錄儀：平時作時鐘使用，具有設(shè)定時間、定時報警、切斷電源等功能；還可自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警次數(shù)。
（二）實訓模塊配置
（三）導線架：裝置配有歐式ABS工程塑料導線架，用于懸掛和放置實訓專用連接導線，外形尺寸為530mm×430mm×1200mm，設(shè)有五個萬向輪。
（四）實訓桌
實訓桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；設(shè)有帶鎖抽屜，用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計。
（五）五自由度機器人
實訓系統(tǒng)由型材實訓桌、五自由度機器人及電氣控制三部分組成。五自由度機器人運動機械部分包括底座水平移動、底座旋轉(zhuǎn)、大臂上下擺動、小臂上下擺動、手爪旋轉(zhuǎn)，用于實現(xiàn)定位功能，手爪夾緊與松開，采用電動手爪，伺服電機驅(qū)動，齒輪傳動，開閉角度自由控制，可對直徑60mm以內(nèi)的任意物體進行抓取，具有力矩保持、速度可調(diào)等特點。桌面設(shè)有六個工位臺，在教學過程中可根據(jù)考核要求，調(diào)節(jié)工作臺位置點。電氣控制部分包含漏電保護器、PLC、機器人控制器、步進電機及驅(qū)動器、空心杯電機、直流減速電機、蝸輪蝸桿、伺服電機、光電編碼器、電感傳感器、霍爾傳感器、開關(guān)電源、操作盒（黃、綠、紅及急�？刂瓢粹o）等組成，其中PLC主機采用西門子CPU224,通過傳感器信號采集，PLC編程對五自由度機器人進行位置控制、時序邏輯控制，實現(xiàn)對機器人在工作臺面范圍內(nèi)物體抓取、移、放的功能。
五自由度機器人主要技術(shù)指標：
三、技術(shù)性能：
1.輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2.裝置容量：＜1.0kVA
3.控制屏尺寸：1780mm×730mm×1460mm
4.對象系統(tǒng)尺寸：1000mm×640mm×1300mm
5.安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準。
五、實訓項目：
1.PLC基本編程練習
2.十字路口交通燈控制
3.自動售貨機控制
4.四層電梯控制
5.光電檢測、定位控制
6.溫度PID控制
7.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
8.外部端子點動控制
9.變頻器無極調(diào)速
10.多段速度選擇變頻調(diào)速
11.基于PLC數(shù)字量方式的變頻器外部端子正反轉(zhuǎn)控制
12.基于PLC數(shù)字量方式多段速控制
13.基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)調(diào)速控制
14.電動機加載控制
15.基于PLC模擬量方式的變頻閉環(huán)調(diào)速
16.基于觸摸屏控制方式的基本指令
17.基于觸摸屏控制方式數(shù)碼顯示控制
18.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
19.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
20.五自由度機器人控制
21.RS485網(wǎng)絡(luò)組建（網(wǎng)絡(luò)讀寫控制）
22.RS485網(wǎng)絡(luò)的MCGS組態(tài)監(jiān)控
1.可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置采用模塊組合式結(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、信息化實訓教學。
2.項目實訓模塊：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。
三、主要配置：
可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師綜合實訓裝置由控制屏、實訓桌、PLC模塊、通信模塊、變頻器模塊、模擬實訓模塊、觸摸屏模塊、五自由度機器人、交流電機、電機導軌、測速機構(gòu)、加載系統(tǒng)、MCGS工控組態(tài)軟件、導線架等組成。
（一）控制屏(鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板)
1.交流電源輸入、輸出及控制
（1）三相四線電源輸入，經(jīng)漏電保護開關(guān)后，通過啟動、停止按鈕操作，控制三相電源輸出的接通和斷開,并設(shè)有急停按鈕；
（2）設(shè)有450V指針式交流電壓表1只，通過切換開關(guān)可分別指示電網(wǎng)輸入的三相線電壓；
（3）三相交流電源輸出：三相電源采用三相四線制，并由啟動、停止按鈕來控制，設(shè)有5A帶燈保險絲及短路軟保護電路；
（4）交流電源接口：提供三芯、四芯電源插座各1只；
（5）保護體系
1）電流型漏電保護：采用漏電保護型空氣開關(guān)，控制屏若有漏電現(xiàn)象，當漏電電流達到一定值時，即切斷總電源；
2）電壓型漏電保護：當對線路有漏電現(xiàn)象時，控制屏內(nèi)接觸器便跳閘，及時切斷電源并發(fā)出告警聲；
3）短路保護：在電路出現(xiàn)相間短路或相線對中線短路時，及時切斷三相電源的輸出，保護設(shè)備的安全，并發(fā)出告警聲；在短路故障排除后，可重新啟動設(shè)備。
2.給定信號源：提供4～20mA電流信號源1路，帶數(shù)碼顯示；提供0～10V電壓信號源1路，帶數(shù)碼顯示；
3.定時器兼報警記錄儀：平時作時鐘使用，具有設(shè)定時間、定時報警、切斷電源等功能；還可自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警次數(shù)。
（二）實訓模塊配置
| 序號 | 編號 | PLC實訓組件 | 備注 |
| 1 | SB10 | 西門子S7-200smart CPUSR40 AC/DC/RLY數(shù)字量26點輸入/16點輸出，1 個以太網(wǎng)口/1 個串口（RS485）；EM AM06模擬量 4路輸入2 路輸出；配套編程電纜 | |
| 2 | FA11 | 變頻器實訓模塊：配置西門子V20變頻器，功率0.4kW,AC220V供電，帶有RS485通信接口及基本操作面板。 | |
| 3 | SF11 | 開關(guān)量控制模塊：十字路口交通燈、自動售貨機、四層電梯。 | |
| 4 | SF12 |
溫度、光電控制模塊： 溫度控制：由驅(qū)動模塊、電加熱器、溫度變送器、溫度傳感器、溫度表及測溫觸發(fā)按鈕等組成。 光電控制：由調(diào)光觸發(fā)控制電路、色標傳感器、多種顏色板、直流電機驅(qū)動電路、移動滑軌等組成。 |
|
| 5 | SF13 | 觸摸屏實訓模塊：7英寸彩色觸摸屏 | |
| 6 | SF14 |
磁粉制動器加載實訓組件 該掛件與ML01磁粉制動器配套使用，完成對ML01磁粉制動器加載控制，同時顯示相應(yīng)加載轉(zhuǎn)矩。掛件提供一路連續(xù)可調(diào)恒流源和一路冷卻風扇電源，完成對電機的加載，最大加載轉(zhuǎn)矩為2N·m。 |
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| 7 | ML01 | 采用磁粉制動器克服渦流測功機在低轉(zhuǎn)速時無法保證恒轉(zhuǎn)矩加載的缺點，同時磁粉制動器內(nèi)部還設(shè)有強制冷卻風扇和溫度傳感器。 | |
| 8 | DD03-3 |
電機導軌、光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表： 包含光碼盤測速系統(tǒng)（配有歐姆龍1024光電編碼器）、數(shù)顯轉(zhuǎn)速表及固定電機的不銹鋼導軌等。不銹鋼導軌平整度好，能保證電機與編碼盤之間連接的同心度不超過±5絲，能較好滿足實訓要求。 |
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| 9 | WDJ16 | 交流380V/△，功率100W,三相鼠籠異步電機 |
（四）實訓桌
實訓桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；設(shè)有帶鎖抽屜，用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計。
（五）五自由度機器人
實訓系統(tǒng)由型材實訓桌、五自由度機器人及電氣控制三部分組成。五自由度機器人運動機械部分包括底座水平移動、底座旋轉(zhuǎn)、大臂上下擺動、小臂上下擺動、手爪旋轉(zhuǎn)，用于實現(xiàn)定位功能，手爪夾緊與松開，采用電動手爪，伺服電機驅(qū)動，齒輪傳動，開閉角度自由控制，可對直徑60mm以內(nèi)的任意物體進行抓取，具有力矩保持、速度可調(diào)等特點。桌面設(shè)有六個工位臺，在教學過程中可根據(jù)考核要求，調(diào)節(jié)工作臺位置點。電氣控制部分包含漏電保護器、PLC、機器人控制器、步進電機及驅(qū)動器、空心杯電機、直流減速電機、蝸輪蝸桿、伺服電機、光電編碼器、電感傳感器、霍爾傳感器、開關(guān)電源、操作盒（黃、綠、紅及急�？刂瓢粹o）等組成，其中PLC主機采用西門子CPU224,通過傳感器信號采集，PLC編程對五自由度機器人進行位置控制、時序邏輯控制，實現(xiàn)對機器人在工作臺面范圍內(nèi)物體抓取、移、放的功能。
五自由度機器人主要技術(shù)指標：
| 名稱 | 單位 | 規(guī)格 | |
| 動作自由度 | 5 | ||
| 安裝方式 | 臺面 | 基座安裝 | |
| 驅(qū)動方式 | 步進伺服混合驅(qū)動 | ||
| 最大可搬運的重量 | kg | 1 | |
| 動作范圍 | J1 | 度 | 水平移動 |
| J2 | 340 | ||
| J3 | 135 | ||
| J4 | 320 | ||
| J5 | 360 | ||
| 最高速度 | J1 |
Mm 度/S |
300mm/S |
| J2 | 60°/S | ||
| J3 | 120°/S | ||
| J4 | 60°/S | ||
| J5 | 180°/S | ||
| 最大合成速度 | mm／sec | 1500 | |
| 重復定位精度 | mm | ±0.5 | |
| 周圍環(huán)境溫度 | 度 | 0～40 | |
| 臂可達到范圍半徑 | mm | ≥400 | |
| 本體重量 | kg | ≤30 | |
1.輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2.裝置容量：＜1.0kVA
3.控制屏尺寸：1780mm×730mm×1460mm
4.對象系統(tǒng)尺寸：1000mm×640mm×1300mm
5.安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準。
五、實訓項目：
1.PLC基本編程練習
2.十字路口交通燈控制
3.自動售貨機控制
4.四層電梯控制
5.光電檢測、定位控制
6.溫度PID控制
7.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
8.外部端子點動控制
9.變頻器無極調(diào)速
10.多段速度選擇變頻調(diào)速
11.基于PLC數(shù)字量方式的變頻器外部端子正反轉(zhuǎn)控制
12.基于PLC數(shù)字量方式多段速控制
13.基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)調(diào)速控制
14.電動機加載控制
15.基于PLC模擬量方式的變頻閉環(huán)調(diào)速
16.基于觸摸屏控制方式的基本指令
17.基于觸摸屏控制方式數(shù)碼顯示控制
18.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
19.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
20.五自由度機器人控制
21.RS485網(wǎng)絡(luò)組建（網(wǎng)絡(luò)讀寫控制）
22.RS485網(wǎng)絡(luò)的MCGS組態(tài)監(jiān)控