可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置，可編程實訓平臺
2023-06-15 08:46可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置
可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置根據人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統設計師”培訓及國家職業標準考核大綱內容，適當增加新技術，按照職業教育培訓、職業技能鑒定和實訓教學要求而研制的。可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置適合職業培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統設計師的四級、三級開展培訓及技能鑒定。
二、裝置特點：
1.可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置采用模塊組合式結構，含開關量、模擬量、變頻調速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態監控軟件，實現仿真化、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完成對工業生產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：
可編程序控制系統設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、加載系統、MCGS工控組態軟件、導線架等組成。
（一）控制屏(鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板)
1.交流電源輸入、輸出及控制
（1）三相四線電源輸入，經漏電保護開關后，通過啟動、停止按鈕操作，控制三相電源輸出的接通和斷開,并設有急停按鈕；
（2）設有450V指針式交流電壓表1只，通過切換開關可分別指示電網輸入的三相線電壓；
（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，控制屏若有漏電現象，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：當對線路有漏電現象時，控制屏內接觸器便跳閘，及時切斷電源并發出告警聲；
3）短路保護：在電路出現相間短路或相線對中線短路時，及時切斷三相電源的輸出，保護設備的安全，并發出告警聲；在短路故障排除后，可重新啟動設備。
2.給定信號源：提供4～20mA電流信號源1路，帶數碼顯示；提供0～10V電壓信號源1路，帶數碼顯示；
3.定時器兼報警記錄儀：平時作時鐘使用，具有設定時間、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。
（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，設有五個萬向輪。
（四）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；設有帶鎖抽屜，用于放置工具及資料，電腦桌聯體設計。
（五）五自由度機器人
實訓系統由型材實訓桌、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、大臂上下擺動、小臂上下擺動、手爪旋轉，用于實現定位功能，手爪夾緊與松開，采用電動手爪，伺服電機驅動，齒輪傳動，開閉角度自由控制，可對直徑60mm以內的任意物體進行抓取，具有力矩保持、速度可調等特點。桌面設有六個工位臺，在教學過程中可根據考核要求，調節工作臺位置點。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、開關電源、操作盒（黃、綠、紅及急停控制按鈕）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，實現對機器人在工作臺面范圍內物體抓取、移、放的功能。
五自由度機器人主要技術指標：
三、技術性能：
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.變頻器功能參數設置與操作
8.外部端子點動控制
9.變頻器無極調速
10.多段速度選擇變頻調速
11.基于PLC數字量方式的變頻器外部端子正反轉控制
12.基于PLC數字量方式多段速控制
13.基于PLC模擬量方式變頻開環調速控制
14.電動機加載控制
15.基于PLC模擬量方式的變頻閉環調速
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網絡組建（網絡讀寫控制）
22.RS485網絡的MCGS組態監控
1.可編程序控制系統設計師綜合實訓裝置采用模塊組合式結構，含開關量、模擬量、變頻調速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態監控軟件，實現仿真化、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完成對工業生產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：
可編程序控制系統設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、加載系統、MCGS工控組態軟件、導線架等組成。
（一）控制屏(鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板)
1.交流電源輸入、輸出及控制
（1）三相四線電源輸入，經漏電保護開關后，通過啟動、停止按鈕操作，控制三相電源輸出的接通和斷開,并設有急停按鈕；
（2）設有450V指針式交流電壓表1只，通過切換開關可分別指示電網輸入的三相線電壓；
（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，控制屏若有漏電現象，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：當對線路有漏電現象時，控制屏內接觸器便跳閘，及時切斷電源并發出告警聲；
3）短路保護：在電路出現相間短路或相線對中線短路時，及時切斷三相電源的輸出，保護設備的安全，并發出告警聲；在短路故障排除后，可重新啟動設備。
2.給定信號源：提供4～20mA電流信號源1路，帶數碼顯示；提供0～10V電壓信號源1路，帶數碼顯示；
3.定時器兼報警記錄儀：平時作時鐘使用，具有設定時間、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。
（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數字量26點輸入/16點輸出，1 個以太網口/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、溫度表及測溫觸發按鈕等組成。 光電控制：由調光觸發控制電路、色標傳感器、多種顏色板、直流電機驅動電路、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，同時顯示相應加載轉矩。掛件提供一路連續可調恒流源和一路冷卻風扇電源，完成對電機的加載，最大加載轉矩為2N·m。 |
|
| 7 | ML01 | 采用磁粉制動器克服渦流測功機在低轉速時無法保證恒轉矩加載的缺點，同時磁粉制動器內部還設有強制冷卻風扇和溫度傳感器。 | |
| 8 | DD03-3 |
電機導軌、光碼盤測速系統及數顯轉速表： 包含光碼盤測速系統（配有歐姆龍1024光電編碼器）、數顯轉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。 |
|
| 9 | WDJ16 | 交流380V/△，功率100W,三相鼠籠異步電機 |
（四）實訓桌
實訓桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；設有帶鎖抽屜，用于放置工具及資料，電腦桌聯體設計。
（五）五自由度機器人
實訓系統由型材實訓桌、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、大臂上下擺動、小臂上下擺動、手爪旋轉，用于實現定位功能，手爪夾緊與松開，采用電動手爪，伺服電機驅動，齒輪傳動，開閉角度自由控制，可對直徑60mm以內的任意物體進行抓取，具有力矩保持、速度可調等特點。桌面設有六個工位臺，在教學過程中可根據考核要求，調節工作臺位置點。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、開關電源、操作盒（黃、綠、紅及急停控制按鈕）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，實現對機器人在工作臺面范圍內物體抓取、移、放的功能。
五自由度機器人主要技術指標：
| 名稱 | 單位 | 規格 | |
| 動作自由度 | 5 | ||
| 安裝方式 | 臺面 | 基座安裝 | |
| 驅動方式 | 步進伺服混合驅動 | ||
| 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.變頻器功能參數設置與操作
8.外部端子點動控制
9.變頻器無極調速
10.多段速度選擇變頻調速
11.基于PLC數字量方式的變頻器外部端子正反轉控制
12.基于PLC數字量方式多段速控制
13.基于PLC模擬量方式變頻開環調速控制
14.電動機加載控制
15.基于PLC模擬量方式的變頻閉環調速
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網絡組建（網絡讀寫控制）
22.RS485網絡的MCGS組態監控