YL-JD15型典型機電設備安裝與控制實訓裝置
一、機電設備安裝與控制實訓裝置產品概述
機電設備安裝與控制實訓裝置是一種為典型的機電一體化產品，是為職業院校、職業教育培訓機構而研制的，實訓裝置適合機電一體化、自動化等相關專業的教學和培訓。實驗實訓裝置裝置采用型材結構，其上安裝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、滾珠絲杠單元、蝸輪蝸桿單元。采用工業元器件，所有傳感器、執行器、控制器接口開放，培訓內容包含：PLC（數字量和模擬量）技術，傳感器及旋轉編碼器技術、直流無刷電機特性研究、步進電機特性研究、交流伺服電機特性研究、特種電機控制技術、觸摸屏技術、位置及速度控制技術、機械傳動（皮帶傳動、滾珠絲杠傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術、組態軟件監控技術等。平面模塊化結構，所有控制電機的接線開放，安裝尺寸完全一致，可做到電機互換，控制電平一致。
二、 機電設備安裝與控制實訓裝置產品特點
1. 本實訓裝置有機融合了機械、電氣、傳感器、交流電機變頻調速、直流無刷電機控制、步進電機驅動控制、伺服電機驅動控制、能開展任務驅動的項目教學。
2. 整體結構采用開放式和拆裝式，具有明顯的動手拆裝實訓功能，可以拆裝到各零部件及每顆細小的螺絲，能很好的服務于項目實訓教學；能根據不同的任務更換組合模塊，具有很強的重組性，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊，非常適合廣大職業院校自動化技能實訓需求。
3. 用于實訓教學，可按工作過程導向、工學結合的模式規劃教學活動，可完成多種工業現場環境下的技能培訓任務。
4. 該實訓考核裝置PLC模塊I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，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。
三、機電設備安裝與控制實訓裝置技術性能
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：＜1.0kVA
4. 結構尺寸：1200mm×800mm×1300mm
5. 安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準
四、實訓內容
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
? 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
機電設備安裝實訓設備基本配置表
|
序號 |
名稱 |
規格 |
數量 |
單位 |
|
1 |
工作臺 |
1200mm×800mm×800mm |
1 |
張 |
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2 |
西門子PLC |
CPU224XPCN(DC/DC/DC) 14路數字量輸入/10路晶體管輸出 ,2路模擬量輸入/1路模擬量輸出 |
1 |
臺 |
|
3 |
西門子變頻器 |
MM420 功率≥0.75kW |
1 |
臺 |
|
4 |
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 |
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5 |
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 |
|
6 |
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 |
|
7 |
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 |
|
8 |
直流無刷電機驅動模塊 |
額定功率： 150W，額定電壓：AC220V 額定轉速：1500r/min,額定轉矩：0.955N·m，額定電流：0.945 |
1 |
套 |
|
9 |
觸摸屏模塊 |
5.7英寸 TFT真彩，56K色 |
1 |
套 |
|
10 |
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 |
|
11 |
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 |
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12 |
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 |
|
13 |
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 |
|
14 |
工件 |
含金屬、塑料工件 |
1 |
套 |
|
15 |
電源線 |
單相三芯電源線 |
2 |
根 |
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16 |
實訓導線 |
強電、弱電連接導線 |
1 |
套 |
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17 |
PLC編程電纜 |
PC/PPI |
2 |
根 |
|
18 |
配套光盤 |
PLC編程軟件（DEMO版）、使用手冊、程序等 |
1 |
套 |
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19 |
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 |