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2024年10月2日

機(jī)電一體化PLC控制實(shí)訓(xùn)裝置,PLC實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備

SBGJD-01機(jī)電一體化PLC控制實(shí)訓(xùn)裝置

一、PLC實(shí)訓(xùn)考核裝置的構(gòu)成：

機(jī)電一體化PLC控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備包括實(shí)訓(xùn)臺架、典型的機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產(chǎn)設(shè)備實(shí)訓(xùn)模塊、接線端子排和各種傳感器等組成。整體結(jié)構(gòu)要求采用開放式和拆裝式，實(shí)訓(xùn)裝置用于機(jī)械部件組裝，可根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械部件組裝生產(chǎn)設(shè)備，也可添加機(jī)械部件組裝其他生產(chǎn)設(shè)備，使整個(gè)裝置能夠靈活的按教學(xué)或競賽要求組裝具有生產(chǎn)功能的機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

二、光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置技術(shù)參數(shù):

1. 交流電源：三相五線 AC 380V±10% 50 Hz；

2. 溫度：-10～40 ℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）；

3. 外形尺寸：長×寬×高=1200×800×1500 mm；

4. 整機(jī)功耗：≤1.5 kW；

5. 安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。

三、光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置結(jié)構(gòu)：

Ø光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核實(shí)訓(xùn)裝置臺架為鋁合金導(dǎo)軌式，實(shí)訓(xùn)考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子牌連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。

Ø鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺：可以安裝送料機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、傳輸分揀機(jī)構(gòu)。實(shí)訓(xùn)模塊及PLC主機(jī)等可以放置在拉出式的支架上。

Ø觸摸屏：MT506T,模塊材料要求：高強(qiáng)度塑料外殼、重量輕，面板是鐵質(zhì)噴塑板。

ØPLC模塊及變頻器模塊：PLC 48點(diǎn)以上三菱FX2N-48MR；變頻器：D720 0.4KW；模塊材料要求：高強(qiáng)度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進(jìn)口油墨絲印。

Ø電源模塊：三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）1個(gè)，熔斷器3只，單相電源插座2個(gè)，安全插座5個(gè)；

Ø按鈕模塊：24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關(guān)2只，蜂鳴器1只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只；

Ø一體化接線排：接線排殼體上兩側(cè)相對設(shè)置有一初級接線區(qū)（接線端子）和一次級接線區(qū)（安全插座）；接線端子與對應(yīng)的安全插座通過導(dǎo)電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設(shè)有固定用的螺孔，可以固定在實(shí)訓(xùn)桌上。

Ø井式上料機(jī)構(gòu)：井式工件庫1件，物料推出機(jī)構(gòu)1件，光電傳感器2只，磁性開關(guān)2只，單缸氣缸1只，單控電磁閥1只，警示燈1只，主要完成將工件庫中的工件依次推出。氣缸及附屬傳感器選用SMC。

Ø氣動機(jī)械手裝置：四自由度氣動機(jī)械手，氣缸及附屬傳感器選用SMC；氣動手臂兩側(cè)裝有2個(gè)限位擋板，擋板上裝有電感傳感器、緩沖閥，進(jìn)行對手臂的旋轉(zhuǎn)限位。整個(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。氣缸及附屬傳感器選用SMC。

Ø物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機(jī)驅(qū)動，在傳送帶端點(diǎn)處設(shè)計(jì)有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個(gè)出料槽，對應(yīng)位置有電感傳感器、光纖傳感器等，同時(shí)正對料槽位置裝有推料氣缸，共計(jì)三個(gè)氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMC。

四、部分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：

1．氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（1）氣動方向控制回路的安裝

（2）氣動速度控制回路的安裝

（3）氣動順序控制回路的安裝

（4）氣動機(jī)械手的安裝

（5）氣動系統(tǒng)氣路的連接

（6）磁性開關(guān)的位置調(diào)整

（7）氣動系統(tǒng)調(diào)試

（8）擺動控制回路的安裝

2．變頻器的安裝與調(diào)試

（1）變頻器與交流電機(jī)主電路的連接

（2）變頻器面板的參數(shù)設(shè)置與操作

（3）變頻器面板控制交流電機(jī)調(diào)速

（4）通過變頻器外部端子控制電機(jī)啟停

3．機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試

（1）傳動裝置同軸度的調(diào)整

（2）皮帶輸送機(jī)的安裝與調(diào)整

（3）搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)備安裝與調(diào)試

（4）物件分揀設(shè)備的安裝與調(diào)試

（5）送料設(shè)備的安裝與調(diào)試

（6）自動生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試

4．電氣控制電路的安裝與PLC編程

（1）電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫

（2）電動機(jī)調(diào)速控制電路的連接與程序編寫

（3）皮帶輸送檢測程序編寫

（4）氣動順序動作控制程序編寫

（5）氣動機(jī)械手控制程序編寫

（6）機(jī)電一體化設(shè)備控制程序編寫

（7）自動生產(chǎn)線控制程序編寫

5．自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（1）多種傳感器的安裝與調(diào)試

（2）皮帶輸送檢測的自動控制

（3）機(jī)械手的自動控制

（4）機(jī)電一體化的自動控制

（5）PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（6）自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試

6．觸摸屏基本控制及設(shè)置

（1）觸摸屏的接線和基本參數(shù)設(shè)置；

（2）基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)；

（3）PLC、觸摸屏與變頻器通信控制。

7．可用于考核或技能競賽，可考察的職業(yè)能力

（1）機(jī)械構(gòu)件的裝配與調(diào)整能力

（2）機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力

（3）電路安裝能力

（4）氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力

（5）機(jī)電一體化設(shè)備的控制程序的編寫能力

（6）自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力

五、光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置的配置

序號	名稱	主要元件或型號、規(guī)格	數(shù)量	備注
1	實(shí)訓(xùn)桌	1200×800×840 mm	1張	桌臺采用的是20*80的鋁型材。
2	觸摸屏模塊	MCGS 7062 7英寸工業(yè)彩色觸摸屏	1塊
3	PLC模塊	FX2N-48MR AC/DC/RLY	1塊
4	變頻器模塊	變頻器D720 0.4KW	1塊
5	電源模塊	三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）1個(gè)，單相電源插座2個(gè)；	1塊
6	按鈕模塊	24 V/6 A兩組5V/6 A一組；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關(guān)2只，蜂鳴器1只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只；	1套
7	螺旋上料部件	減速電機(jī)光電開關(guān)1只；	1套
8	氣動機(jī)械手部件	單出雙桿氣缸1只，單出桿氣缸1只，氣手爪1只，旋轉(zhuǎn)氣缸1只，磁性開關(guān)6只，雙控電磁換向閥1只，單控電磁閥3只；	1套
9	皮帶輸送機(jī)部件	三相減速電機(jī)（380 V，輸出轉(zhuǎn)速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條；	1套
10	物件分揀部件	單出桿氣缸3只，金屬傳感器1只，光傳感器2只，磁性開關(guān)3只，物件導(dǎo)槽3個(gè)，單控電磁換向閥3只	1套
11	接線端子模塊	接線端子和安全插座	1塊
12	物料	金屬2個(gè)，尼龍黑白各2個(gè)	6個(gè)
13	安全插線		1套
14	氣管	Φ4\Φ6，氣管為藍(lán)色，每臺配有足量氣管	1套
15	PLC編程線纜		1條
16	觸摸屏與計(jì)算機(jī)通信線		1條
17	觸摸屏與PLC通信線		1條
18	配套工具		1套
19	產(chǎn)品配套光盤		1套
20	塑料泡沫盒		1套
21	靜音空氣壓縮機(jī)	0Mpa-0.8Mpa，氣泵噪音≦65分貝，符合國家標(biāo)準(zhǔn)	1臺

六、PLC仿真軟件

前言

近年來，伴隨著我國職業(yè)教育的大力發(fā)展，越來越多的學(xué)子有機(jī)會進(jìn)入高等院校進(jìn)行深造。然而伴隨著學(xué)生人數(shù)的增多，學(xué)校的許多教學(xué)資源面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，特別是在師資以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備上表現(xiàn)得尤為突出。這明顯違背了職業(yè)教育強(qiáng)調(diào)"做與學(xué)一體化"培養(yǎng)技能型人才的目標(biāo)。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備因?qū)嶒?yàn)頻率的提高必然導(dǎo)致?lián)p耗的加劇，增加了教學(xué)成本，這也是各學(xué)校面臨的主要困難。為彌補(bǔ)PLC課程教學(xué)設(shè)備的不足，設(shè)計(jì)了一種基于不同品牌PLC的虛擬化仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以直觀、動態(tài)地模擬PLC在各種場景下的運(yùn)行狀態(tài)，還可通過該系統(tǒng)直觀地顯示PLC以及其他傳感器的動作狀態(tài)。虛擬化系統(tǒng)的引入有效地解決了原先僅使用PLC仿真而造成的教學(xué)枯燥無味、程序抽象難懂的問題，實(shí)現(xiàn)了PLC運(yùn)行過程所見即所得的動態(tài)演示效果，進(jìn)而達(dá)到較好的教學(xué)訓(xùn)練效果。

一、仿真功能

PLC仿真實(shí)訓(xùn)能和西門子、三菱、信捷、臺達(dá)等PLC實(shí)物進(jìn)行通信，用戶使用網(wǎng)線、串口通信線將電腦和PLC連接到一起。也可以與虛擬PLC進(jìn)行通信，用戶這樣就能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室實(shí)物PLC數(shù)量不足的情況下每人都能用電腦進(jìn)行PLC編程仿真。一體化數(shù)字孿生系統(tǒng)采集到PLC的I/O輸入輸出，可以通過鈕子開關(guān)、輕觸開關(guān)、撥碼開關(guān)來改變PLC輸入的值，然后根據(jù)PLC輸出的值來控制相對應(yīng)的LED燈亮滅、數(shù)碼管顯示、電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

二、模塊功能

PLC仿真實(shí)訓(xùn)包含了：搶答器、音樂噴泉、裝配流水線、交通燈等20多種典型常用工程應(yīng)用模塊。用戶可以用鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)、縮放、移動各個(gè)模塊從不同角度更方便地查看模型。界面中還有詳細(xì)的I/O分配表、I/O狀態(tài)監(jiān)控，能讓用戶每時(shí)每刻監(jiān)控PLC輸入輸出狀態(tài)。

打開PLC綜合仿真系統(tǒng)后系統(tǒng)會進(jìn)入主界面，在主界面中用戶可以點(diǎn)擊開始仿真按鈕進(jìn)入模塊選擇界面。

PLC仿真實(shí)訓(xùn)在模塊選擇界面中共計(jì)有20多種模塊選項(xiàng)，用戶可以選擇所需要的模塊，用戶可以點(diǎn)擊下拉菜單查看更多模塊。選擇好模塊后用戶可以點(diǎn)擊左側(cè)的大圖標(biāo)按鈕進(jìn)入該模塊的模擬仿真。PLC仿真實(shí)訓(xùn)提供有：搶答器、音樂噴泉、裝配流水線等20多種模塊。

進(jìn)入模塊仿真后用戶可以看到該模塊的三維模型，用戶可以用鼠標(biāo)對該模型進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)操作，每個(gè)模塊上面都配有開關(guān)、LED燈等元器件，用戶可以點(diǎn)擊鈕子開關(guān)、輕觸開關(guān)、撥碼開關(guān)來切換開關(guān)狀態(tài)。用戶可以點(diǎn)擊實(shí)物PLC、虛擬PLC按鈕進(jìn)入對應(yīng)的仿真，用戶可以點(diǎn)擊顯示狀態(tài)監(jiān)控按鈕監(jiān)控當(dāng)前IO狀態(tài)，點(diǎn)擊打開IO分配圖顯示IO分配狀態(tài)。

用戶用鼠標(biāo)點(diǎn)擊開關(guān)時(shí)PLC程序里面對應(yīng)的I0.0狀態(tài)也會隨之發(fā)生改變，當(dāng)PLC程序中Q0.0狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)該仿真軟件對應(yīng)的LED燈顯示狀態(tài)也隨之發(fā)生改變。用戶就可以直觀、動態(tài)地觀察PLC在各種場景下的運(yùn)行狀態(tài)。