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機械機電自動化實驗實訓設備

 

工業自動化通訊網絡實訓設備

工業自動化通訊網絡實訓設備

一、工業自動化通訊網絡實訓設備概述

工業自動化通訊網絡實訓設備需采用模塊式結構,實訓配有掛箱,需包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、單片機掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、實訓網孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。實訓內容需包括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,單片機接口擴展、數據采集、數據顯示、鍵盤控制、定時器、打印機接口實訓等。

二、工業自動化通訊網絡實訓設備特點

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,除配備電壓型和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截止保護功能,確保設備和人身安全。

四、工業自動化通訊網絡實訓設備技術性能

1.輸入電壓:三相四線制~380V±10%50Hz

2.工作環境:溫度范圍-5℃~+40℃,相對濕度<85%(25℃)

3.裝置容量:<1.5KVA

4.外形尺寸不小于:2100mm×750mm×1680mm

五、工業自動化通訊網絡實訓設備配備

(一)電源、信號源、儀器控制屏

控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構,鋁合金面板。為實訓提供交流電源、直流電源、信號源、測試儀表、安全保護等。具體功能如下:

1.主控功能板

(1)三相四線電源輸入,通過漏電保護器接通總開關,由接觸器通過啟動、停止按鈕進行操作。

(2)設有450V指針式交流電壓表三只,指示電源輸入的三相電源電壓。

(3)三相四線電源輸出,具有單片機全程監控短路或過載軟載止保護功能。具有短路、過載、告警等功能、故障排除復位后才能啟動工作電源。

(4)裝有~220V輸出安全插座,為外部儀器提供安全工作電源。

2.直流電源

(1)一路直流0-30V連續可調直流電源、內置式繼電器自動換檔,多圈電位器連續調節,具有預設式限流保護功能,最大電流2A。

(2)提供±12V、+5V、+24V直流穩壓電源,均有短路保護功能。

(3)恒流源一路:0-500mA連續可調,分2mA、20mA、500mA三檔,具有輸出開路,短路保護功能。

3.功率輸出函數發生器:

1)采用直接數字頻率合成(DDS)產生高精度正弦波,方波和三角波。采用大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形,衰減值。

2)正弦波輸出幅度≥10V,輸出阻抗50Ω,失真度<1%(0.1HZ—1KHz)。

3)頻率范圍:0.1HZ~3MHz,采用鍵盤直接輸入數字設定頻率,。

4)輸出幅度采用電位器調節,正弦波輸出具有20db,40db衰減。

5)方波占空比可調,調節范圍:1%-99%調節;方波和三角波采用TTL電平輸出。

6)頻率計最高測量范圍100MHz,自動換檔。

4.虛擬儀器(不需電腦配合使用):

A、終端部分(裝學生實訓屏上)同時配有虛擬信號源、虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。

B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法,學生可自行設計各種虛擬儀器。

C、參數:

1)兩路虛擬任意波形信號發生器,輸出頻率可編程,電壓幅度可調;

通道數:2路

分辨率:8bits

電壓范圍:-5~5V

頻率步長:1HZ

波形:任意信號

輸出頻率:>1MHZ

2)雙蹤存貯示波器,多種同步方式,存貯深度可編程;

通道數:2路

帶寬:20MHZ

分辨率:8位

電壓范圍:-10~+10V

存貯深度:64K

3)雙通道頻譜分折儀;

4)八通道邏輯分折儀,多種同步方式,存貯深度可編程;

8路輸入

分率:25nS

存貯深度:64KHZ

5)數字三用表,可測電阻、電容、電感、電壓等;

數字IO口

通道數:8路IO

輸入電平:TTL

輸出電平:TTL

電流驅動:20mA/通道

(二)實訓桌

實訓桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構,桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固,造型美觀大方。設有抽屜和元器件儲存柜。

(三)實訓組件

1.PLC實訓組件

配置MitsubishiFX3u-40mR主機,集成數字量I/O(24路數字輸入,16路數字量輸出),FX3u-485BD通訊模塊,FX3u-3A模擬量模塊(2路輸入,1路輸出),SC-09通訊編程電纜及輸出轉接口、開關等。

2.PLC實訓模擬掛箱

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;直線運動系統由電機、同步帶、光電傳感器、導軌、移動塊等組成。

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。

3.變頻器實訓掛箱

配置MitsubishiFR-D720S變頻器,帶有RS485通訊及BOP操作面板。

4.單片機實訓掛箱

(1)DP–?01單片機實訓掛箱(一)

LED點陣顯示模塊、點陣式字符液晶顯示模塊、8253定時計數器、A/D轉換、D/A轉換、V/F轉換、F/V轉換、串引EEPROM、EEPROM、FlashRom、SRAM、I2C總線接口

(2)DP–?02單片機實訓掛箱(二)

8251串引口擴展、232總線串引接口、單片機最小應用系統1、單片機最小應用系統2、拔碼開關輸出

(3)DP–?03單片機實訓掛箱(三)

ISD1420語音控制、IC卡讀寫接口、實時時鐘/日歷、USB接口、RS232轉RS485接口

(4)DP–?04單片機實驗掛箱(四)

8279接口電路、8255I/O擴展、8155I/O擴展、動態掃描顯示模塊、轉換接口、MC14433、整列式鍵盤實驗模塊

(5)DP–?05單片機實訓掛箱(五)

步進電機驅動程序示列、溫度傳感器與溫度控制、汽車轉彎信號燈/十字路口交通燈、數字頻率計、看門狗。

(6)DP–?06單片機實訓掛箱(六)

十六位邏輯電平顯示、繼電器控制接口、常用器件接口、八位邏輯電平輸出、單項脈沖、揚聲器、串引靜態顯示模塊、查詢式鍵盤。

(7)DP–?07單片機實訓掛箱(七)

主功能邏輯筆、多功能密碼鎖、直流電動機驅動、步進電機驅動、微型打印機與單片機的接口

(8)DP–?08單片機實訓掛箱(八)

單片機與CPLD實驗、sh51仿真器

5.觸摸屏實訓掛箱:

規格為7英寸,256色,昆侖通態,了解工業觸摸屏的功能及使用方法,掌握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。

6.網孔板及器件:

規格為420mm×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。

7.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。

8.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。

9.PLC仿真實訓軟件一套:

(1)通過PLASH虛擬環境實時顯示PLC的運行狀態

(2)可以實現PLC虛擬接線,并對接線進行錯誤檢查

(3)PLC編程訓練、PLC程序編寫測試等功能

(4)實現PLC運行模擬,對錯誤程序進行檢查

10、交流電機一臺,380VY/△

11、實訓模型

(1)挖土機實物模型一臺:集PLC技術、微機控制技術于一體,即有逼真的模型,又有生動具體真實運轉機構。

(2)四驅機械手模型一臺:PLC控制機械手工作電源。

12、電力電子掛箱一套

13、傳感器實訓掛箱一套

四、工業自動化通訊網絡實訓設備實訓項目

(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

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.直流電機控制

26.挖土機的自動控制

(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485總線網絡通信技術

(六)單片機實訓項目

1.存儲器塊清零

2.二進制到BCD碼轉換

3.二進制到ASCII碼轉換

4.程序跳轉表

5.內存塊移動

6.數據排序

7.P1口輸入、輸出實驗

8.繼電器控制實驗

9.用74LS244讀入數據

10.用74LS273輸出數據

11.串行數據轉換并行數據

12.并行數據轉換串行數據

13.PWM轉換電壓實驗

14.音頻控制實驗

15.8255輸入、輸出實驗

16.8155輸入、輸出實驗

17.5LED靜態串行顯示實驗

18.6LED動態掃描顯示實驗

19.查詢式鍵盤實驗

20.陣列式鍵盤實驗

21.計數器實驗

22.定時器實驗

23.8253定時器實驗

24.外部中斷實驗

25.串行口通訊實驗

26.ADC0809模數轉換實驗

27.DAC0832數模轉換實驗

28.MC14433模數轉換實驗

29.EEPROM外部數據程序存儲器實驗

30.SRAM外部數據存儲器擴展實驗

31.93C46串行EEPROM數據讀寫實驗

32.電子時鐘實驗

33.電子琴模擬實驗

34.打印機控制實驗

35.汽車轉彎信號燈控制實驗

36.溫度傳感器溫度控制實驗

37.溫度過程控制模擬實驗

38.五相步進電機模擬實驗

39.計算器實驗

40.數字頻率計實驗

41.V/F轉換實驗

42.F/V轉換實驗

43.LED點陣顯示實驗

44.字符液晶顯示屏控制實驗

45.8279鍵盤掃描顯示實驗

46.看門狗實驗

47.8251串行口擴展通訊實驗

48.I2C總線讀寫實驗

49.RS232轉RS485實驗

50.USB接口實驗

51.十字路口交通燈控制實驗

52.五功能邏輯筆實驗

53.直流電機驅動調速實驗(實物)

54.步進電機驅動實驗(實物)

55.IC卡讀寫實驗

56.實時時鐘/日歷控制實驗

57.語音芯片控制實驗

58.單片機與CPLD實驗

59.8051與PC機串行口通訊實驗

60.FlashRom外部程序存儲器實驗

61.多功能密碼鎖實驗

(七)傳感器實訓:

1.光電式傳感器的轉速測量實驗

2.光電式傳感器的旋轉方向測量實驗

3.溫度傳感器及溫度控制實驗(AD590)

4.溫度傳感器溫度特性實驗(AD590)

5.壓阻式壓力傳感器的特性實驗

(八)電力電子項目實訓

1)、單結晶體管觸發電路(綜合應用項目)

2)、晶閘晶閘管單相半控橋式整流電路(電阻負載)的調試與分析

3)、晶閘管單相半控橋式整流電路(電阻電感負載)(反電勢負載)的研究

4)、IGBT管直流斬波電路的調試與分析

5)、雙向晶閘管單相交流調(調光臺燈)電路的制作與調試(綜合應用項目)

五、工業自動化綜合實訓裝置總體配置表

序號

名稱

單位

數量

備注

1

工業自動化實訓考核屏

1

外形尺寸:不小于2000mm×720mm×1750mm;

材料:鋼木結構;符合國家相關環保要求;

輸入電壓:AC380V±10%50Hz三相五線;

容量:<1.5kVA;

實驗屏:用于掛置實訓單元掛板

具體配置詳見表三、維修電工實訓考核臺架詳細說明表

2

單片機實訓掛箱

1

DP–­01

單片機實訓掛箱(一)

1

DP–­02

單片機實訓掛箱(二)

1

DP–­03

單片機實訓掛箱(三)

1

DP–­04

單片機實驗掛箱(四)

1

DP–­05

單片機實訓掛箱(五)

1

DP–­06

單片機實訓掛箱(六)

1

DP–­07

單片機實訓掛箱(七)

1

DP–­08

單片機實訓掛箱(八)

1

SYDJ00

三相鼠籠電動機AC220V(Y)

SYDJ01

三相異步電動機(380,單速帶離心開關)1臺

3

PLC及變頻器掛箱

SX1

搶答器/音樂噴泉

SX2

裝配流水線/十字路口交通燈

SX3

水塔水位/天塔之光

SX4

自動送料裝車/四節傳送帶

SX5

多種液體混合裝置

SX6

自動售貨機

SX7

自控軋鋼機/郵件分揀機

SX8

機械手控制/自控成型機

SX9

加工中心

SX10

四層電梯

SX11

步進電機/直線運動:(實物)

SX12

自動洗衣機/電鍍生產線

PLC主機掛箱(配三菱FX3u-40mR主機),含FX3u-485BD通訊模塊,FX3u-3A模擬量模塊

變頻器實訓掛箱(配置三菱FR-S720變頻器)

SC-09通訊編程電纜及轉接輸入輸出口、開關等。

4

觸摸屏實訓掛箱

1

規格為5.7英寸,256色,了解工業觸摸屏的功能及使用方法,掌握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。

5

電機導軌及光碼盤測速系統

1

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。

6

網孔板掛箱及器件

1

規格為420mm×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。

7

三相異步電動機

1

220V/180W

8

三相異步電動機

1

280V/180W

9

電工連線

1

20根:長1000mm黃6條、綠6條、紅6條、黑2條;

10根:長600mm黃2條、綠2條、紅2條、藍2條、黑2條。

10

實訓模型

1

挖土機實物模型

四驅機械手模型

井道電梯模型

11

中甌牌維修電工

電力拖動仿真軟件

1

3D建模形象直觀,可滿足學生對電氣元件結構、作用、安裝、接線、電路分析的多媒體教學和熟悉電氣控制線路的虛擬接線實訓及應知考核測試功能。

12

PLC工控組態軟件一套

1

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。

13

PLC仿真實訓軟件一套

1

(1)通過PLASH虛擬環境實時顯示PLC的運行狀態

(2)可以實現PLC虛擬接線,并對接線進行錯誤檢查

(3)PLC編程訓練、PLC程序編寫測試等功能

(4)實現PLC運行模擬,對錯誤程序進行檢

14

常用工具

1

一字螺絲刀1把;十字螺絲刀1把;剝線鉗1把;指針式萬用表1個;斜口鉗1把。

15

實驗說明書

1

指導學生實訓

16

推車式電腦桌1臺

1

六、媒體智能型維修電工仿真教學軟件

(一)、軟件特點

1.在指導方針上,不以某專業或課程的教學大綱為依據,而是以國家維修電工職業標準為指導。

2.在系統定位上,不以理論性系統性為主線,而是以職業技能的訓練養成為主要任務。

3.在內容選擇上,不以驗證性的實驗為主要目的,而是以職業標準規定的技能點的仿真實訓為主線。

4.在媒體使用上,不以簡單的播放式動畫為主,而是側重于動畫編程、受訓者的參與交互性訓練上。

5.在表現形式上,不以實物照片而滿足,而是為追求最佳情景性效果采用三維建模技術。

6.在教學設計上,不以簡單完成某個技能為滿足而是圍繞該技能設置了諸如目的、原理、認識、結構、拆裝、布局、連線、操作、排故、考評等盡可能完備的模塊。

7.該軟件包含初級工與中級工、高級工全部12個實訓單元的研制工作,總共包含了近100多個實訓項目,基本覆蓋了電工、電子、電拖、維修電工、PLC等職業技能實訓和鑒定設備技術規范中所列出的主要技能項目。網絡版用于學生獨自仿真模擬練習,單機版用于老師教學實訓。

(二)、軟件簡介

目前推出的,訓練模塊分為電工基礎、照明電路、儀器儀表、低壓電器、電力拖動、電子器件、電子技術、機床電路、PLC控制等100多個實驗內容,學校可以根據學生學習進度選擇相應的訓練模塊進行訓練。

利用生動的動畫演示,配合語音對電路工作原理進行講解;可通過半透明的原理圖上的提示進行相關操作;具有與設備一致的實驗項目和實物元件介紹;具有實驗目的的描述、實驗器材的展示、典型電路的分析、電路原理聲動同步的解說、元件布局模擬操作、電路原理的模擬接線,模擬現場的工業仿真等功能。該軟件所有圖標及器件均采用3D建模,通過美工處理,整體畫面美觀大方。通過軟件的教學及仿真,能激發學員的思維、增強學員的感性認識,更好地剖析教學的重點、難點。

軟件中的項目內容都和實訓設備相關,學生在去實驗室之前,就可以對實操項目在理論和感觀上有個初步的認識,具體見以下示例:

1、電工電拖部分:

(1)實驗器材

利用3D建模,使實訓設備上所用到的元器件真實的放映給學生,另學生有個直觀的認識。

(2)典型電路

實訓設備相應電路的原理圖和實物接線圖都將反應在這個欄目里。用鼠標點擊原理圖上相應的元器件符號,真實電路中就會指示對應的器件,并且在提示窗里出現該元件在電路中的作用

(3)電路原理

該電路的電路工作原理講解,利用生動的動畫演示,配合上專業的語音講解使得該教學課件達到一定的深度。

(4)接線練習

學生通過半透明的原理圖上的提示,按照原理圖對電路進行模擬接線,接線的同時系統也有相應的提示。可以訓練學生的規范接線和提供對電路的熟悉程度

(5)實驗仿真

學員可以操作空氣開關,按鈕等元器件來操控相應項目的電路。界面上的接觸器、時間繼電器等元器件就可以根據操作控制電機的轉動。

2、電子技術部分:

(1)實驗器材

利用3D建模,使實訓設備上所用到的元器件真實的放映給學生,包括電阻色環細節,使學生有個直觀的認識。

(3)實驗仿真

真實的反映出實驗現象,包括示波器的波形、電壓(可測多點),調節電位計或操作某些按鈕開關,電路的參數會跟隨變化。直觀生動的模擬出了實驗所要達到的效果,也能使學生熟悉實驗儀器的使用。

3、照明電路部分:

4、儀器儀表部分:

5、機床電路排故部分:

6、PLC控制部分:

7、軟件仿真實訓內容要求:

一級模塊

二級模塊

電工基礎

歐姆定律

基爾霍夫定律

電磁感應

功率因數的提高

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