電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備
2024-07-24 06:50電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備
電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備、工業數字化網絡控制實訓平臺裝置結合當前我國工業自動化應用技術及器件技術的發展，充分考慮實用性、先進性。裝置采用模塊式結構，實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、步進控制系統、伺服控制系統及豐富的驗證演示裝置。實訓內容包括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，伺服控制的認識、操作、應用實訓、步進電機擴展、數據采集、數據顯示、鍵盤控制、定時器、接口實訓等，實訓項目豐富、綜合性強、緊跟工業自動化發展潮流。
一、電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備臺體配置：
1.電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備主體框架采用優質128mm×34mm±1mm工業鋁型材搭建而成，設備布件區域采用由1.5mm厚優質鋼板經數控機械精加工制作的標準網孔板，表面經酸洗磷化后，高溫靜電噴塑處理；
2.設備底部帶輪，方便設備的移動和放置。
3. 尺寸：≥W1200*D700*H1800mm
二、電源箱（可脫離實驗臺單獨使用）
4.交流輸出：三相五線交流380V±10％單相三線交流220±10％使用自動空氣開關通斷電源， 設有短路保護系統、漏電保護系統、接地保護、急停保護。
5.直流穩壓電源：DC24V/2A以上，調節精度1%，具有短路軟限流和短路自恢復功能。
三、控制模塊Ⅰ
6、PLC：采用西門子S7-1200系列主機，CPU 1214C， 緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 機載 I/O： 14 個 24V DC 數字輸入；10 個 24V DC 數字輸出； 2 AI 0-10V DC， 電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/數據存儲器100 KB；數字量擴展I/O 16 DI/16 DO，16DI/16DO， 16DI 24V DC，灌電流/拉電流， 16DO，繼電器 2A。
7、變頻器：采用西門子G120C變頻器，配備安全集成STO PROFINET 6DI，3DO，2AI，2AO，最大 1F-DI PTC/KTY接口 USB 和 SD/MMC 接口防護等級 IP20，輕載功率：0.55KW，重載功率0.37KW。
8、伺服系統： 采用西門子V90系列伺服控制器及伺服電機，輸入電壓：200-240V 單相交流 -15%/+10% 5.0A/3.0A 45-66，可以實現內部定位塊功能，同時具有脈沖位置控制，速度控制，力矩控制模式。
四、控制模塊Ⅱ（可脫離實驗臺單獨使用）
11、采用3mm鋁合金長方體為主體結構，包含多組中間繼電器、指示燈、按鈕等模塊。
12、控制電路使用彈簧式端子
五、環形傳送分揀任務模型
13、功能：模擬生產線自動化控制，變頻器控制輸送電機實現調速功能，并通過光纖、光電、金屬、RFID等多種傳感器檢測，PLC控制伺服、步進、多種氣缸動作完成多種功能。
14、結構：模型底板由8mm厚鋁板加工氧化而成，裝有四個黑色鑄鋁拉手，方便搬運。底板上方有環形輸送帶、氣動機械手、搬運龍門架、分揀機構、變頻電機、伺服電機、步進電機、多種傳感器及氣缸等組成。
15、主要部件：
1.三相交流減速電機
1) 額壓：380V
2) 功率：25W
3) 減速比:1:50
2.伺服電機
1) 工作電壓：230V 3AC
2) PN = 0.1kW；
3) NN = 3000rpm 4) M0 = 0.32Nm；
5) MN = 0.32Nm
6) 軸高度 20mm
7) 增量編碼器TTL：2500 增量/轉
8) 防護等級：IP65
3.步進電機
1) 額定電壓：3V
2) 額定電流：2A
3) 步角距：1.8°
4) 電機長度：49mm
5) 保持轉矩：0.48N.m
6) 電機線數：4線
7) 步距精度：5%
8) 絕緣電阻:100MΩ Min 500VDC
9) 耐壓:500V AC 1minute
10) 徑向跳動：最大0.02mm(450g負載）
11) 軸向跳動：最大0.08mm(450g負載）
4.工業RFID讀寫器
1)可支持達至1.5W射頻功率；
2)感應距離可達20cm
3)外形長：82mm；
4)前端直徑：32mm；
5)調整距離外徑：35/38mm；
6) 線長：1500mm；
六、直流調速模塊
16、直流調速模塊采用測速發電機反饋電壓和給定電壓形成閉環調速系統，調速系統由給定電壓、轉速負反饋、放大電路、觸發產生電路及主電路組成。要求具有數字顯示系統及透明防護罩等。
17、直流調速PCB線路板采用插放式設計，方便學員取出。學員根據功能要求進行測量分析，完成故障診斷與排除。
七、電機組模塊
18、包含步進電機、伺服電機、交流電動機。
八、電腦桌
19、功能：工業鋁型材框架結構，單工位，設有電腦主機位及鍵盤支架，用于放置編程電腦。
20、尺寸：不小于L600mm×W700mm×H780mm
21、桌身：桌體底裝有帶剎車萬向輪，方便移動和固定。
九、裝配桌（防靜電裝配平臺）
22、功能：由桌身、工具柜、臺面組成，用于電氣及機械結構的裝配平臺。
23、尺寸：不小于L1500mm×W700mm×H780mm
24、桌身：裝配桌預設電源插座擴展孔，依據用途可加裝電源插座。整個裝配桌可隨意拆裝，方便運輸安裝。
25、工具柜：采用冷軋鋼板折彎焊接而成，工具柜有多個抽屜，可儲藏工具，放置于裝配桌底部一側。
26、臺面：采用50mm厚高壓復合成型纖維板,表面覆蓋2mm綠色防靜電膠皮，四邊并以5mm ，PVC截面封邊，臺面具有耐磨、耐熱、耐污及易清潔等特點。具有耐沖擊、耐酸堿、吸震、防靜電的功能。
9、觸摸屏：采用西門子KTP700系列觸摸屏，按鍵式/觸摸式操作，7"TFT顯示屏，65536 顏色，PROFINET接口。
10、步進驅動器模塊：兩相步進電機驅動器，可正定電流范圍1.0-4.2A，供電電壓DC18-48V，細分1-128，脈沖控制型。
十、仿真教學軟件、資源包
27、實訓項目的相關指導教材及參考資料
28、模擬訓練題目、參考程序、手冊、編程軟件
29、配套仿真軟件
該系統主要用于教學實訓管理和跨專業拓展使用，形成全開放式的模擬仿真電器聯調數據模型，可以對各控制環節進行模擬仿真，包括實現故障診斷、排除等仿真操作與考核。
實訓管理系統：
利用網絡、通訊、信息和圖形圖像處理技術將數據及控制命令深度融合，具有波形成像技術、傳感器參數、曲線數值等，數字化計算機信息管理和自動報警等系統性功能，整體提升平臺的綜合管理能力、安全保障能力和指導操控能力。使用計算機網絡和設備外部接口實現集中聯動控制顯示。對多臺電子設備進行集中控制，把目標區域內的數據資源和控制資源通過集成平臺優化管理，滿足監測和預警。
軟硬結合
系統可與實際電氣控制、可編程主機硬件等典型工控設備進行實時通訊，軟件內置編程模塊，可利用其虛擬的程序或腳本語言對模型進行編程控制。學員可將實訓成果導入平臺，通過編輯工具，可編輯修改或載入程序，程序能夠進行仿真運行，運行時具有輸入輸出狀態指示。支持P程序與指令表間切換，支持信息狀態仿真測試。
理虛結合
整合常規的課件學習與3D模型相結合的方式,課件可以支持word，ppt，pdf等格式轉換而來，支持頁面跳轉、縮放、翻轉、抗鋸齒、灰度顯示、高對比度顯示等調整；所有資源寫在配置文件中，教師可定制自己的理論學習教程。電氣元器件具有真實的物理屬性，可以用萬用表檢測器件質量的好壞，再由基本的元器件組成控制回路，物理屬性可任意修改并實時觀察電路運算效果。
系統可支持多種操作系統平臺（Windows、ios、Andriod、Linux等）軟件提供了各種操作步驟的人機互動提示，以提高學習效率。通過網絡實現隨時隨地的在線學習，真正實現教學實驗不受實驗室的空間及教學時間的限制，讓學生真正體會到24小在線開放實驗室的優越性和方便性。
可擴展性系統針對電氣相關硬件教學產品可以通過3D-CAD等模型進行二次開發，通過全開放式的模擬仿真機電聯調數據模型，可以配套氣動、變頻器、步進電機、PLC等技術創建一一對應的虛實結合實訓系統構成與真實設備高度一致的虛擬可編程實訓平臺。
十一、主要實訓考核內容
30、主要考核內容：
（1）觸摸屏的工程創建、編輯與下載操作
（2）觸摸屏的離線模擬應用
（3）觸摸屏的動畫元件應用
（4）觸摸屏的數值、文本輸入顯示元件應用
（5）觸摸屏的系統綜合應用
（6）步進電機驅動器的接線與調試
（7）步進電機驅動器參數的設置
（8）步進電機驅動器與PLC的脈沖定位控制
（9）伺服電機驅動器的接線與調試
（10）伺服電機驅動器參數的設置
（11）伺服電機驅動器與PLC的脈沖定位控制
（12）伺服電機驅動器與PLC的通信定位控制
（13）PLC與RFID通信讀寫編程調試
（14）變頻器控制電機的接線與調試
（15）變頻器參數的設置
（16）變頻器控制環形傳送分揀任務模型多段速運行
（17）PLC與變頻器通信運行
（18）分揀任務模型接線與調試
（19）分揀任務模型運行控制程序設計
（20）PLC、觸摸屏、變頻器、伺服系統綜合應用實訓
（21）檢查雙閉環直流調速系統組成雙閉環直流調速系統調試及分析
十二、工具及儀表
31、配套設備
（1）專用螺絲刀：與彈簧端子配套使用 1把
（2）大兩用螺絲刀 6寸 1把
（3）小兩用螺絲刀1把
（4）棘輪式冷壓端子鉗 1把
（5）內六角 中長桿，9件套裝 1套
（6）扒皮鉗 6寸 1把
（7）尖嘴鉗 6寸 1把
（8）工具箱 10寸 1個
（9）萬用表 UT39A+ 1把
（10）安全帽 加厚型 1個
電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備、工業數字化網絡控制實訓平臺裝置結合當前我國工業自動化應用技術及器件技術的發展，充分考慮實用性、先進性。裝置采用模塊式結構，實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、步進控制系統、伺服控制系統及豐富的驗證演示裝置。實訓內容包括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，伺服控制的認識、操作、應用實訓、步進電機擴展、數據采集、數據顯示、鍵盤控制、定時器、接口實訓等，實訓項目豐富、綜合性強、緊跟工業自動化發展潮流。
一、電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備臺體配置：
1.電氣控制及工業數字化裝調實訓考核設備主體框架采用優質128mm×34mm±1mm工業鋁型材搭建而成，設備布件區域采用由1.5mm厚優質鋼板經數控機械精加工制作的標準網孔板，表面經酸洗磷化后，高溫靜電噴塑處理；
2.設備底部帶輪，方便設備的移動和放置。
3. 尺寸：≥W1200*D700*H1800mm
二、電源箱（可脫離實驗臺單獨使用）
4.交流輸出：三相五線交流380V±10％單相三線交流220±10％使用自動空氣開關通斷電源， 設有短路保護系統、漏電保護系統、接地保護、急停保護。
5.直流穩壓電源：DC24V/2A以上，調節精度1%，具有短路軟限流和短路自恢復功能。
三、控制模塊Ⅰ
6、PLC：采用西門子S7-1200系列主機，CPU 1214C， 緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 機載 I/O： 14 個 24V DC 數字輸入；10 個 24V DC 數字輸出； 2 AI 0-10V DC， 電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/數據存儲器100 KB；數字量擴展I/O 16 DI/16 DO，16DI/16DO， 16DI 24V DC，灌電流/拉電流， 16DO，繼電器 2A。
7、變頻器：采用西門子G120C變頻器，配備安全集成STO PROFINET 6DI，3DO，2AI，2AO，最大 1F-DI PTC/KTY接口 USB 和 SD/MMC 接口防護等級 IP20，輕載功率：0.55KW，重載功率0.37KW。
8、伺服系統： 采用西門子V90系列伺服控制器及伺服電機，輸入電壓：200-240V 單相交流 -15%/+10% 5.0A/3.0A 45-66，可以實現內部定位塊功能，同時具有脈沖位置控制，速度控制，力矩控制模式。
四、控制模塊Ⅱ（可脫離實驗臺單獨使用）
11、采用3mm鋁合金長方體為主體結構，包含多組中間繼電器、指示燈、按鈕等模塊。
12、控制電路使用彈簧式端子
五、環形傳送分揀任務模型
13、功能：模擬生產線自動化控制，變頻器控制輸送電機實現調速功能，并通過光纖、光電、金屬、RFID等多種傳感器檢測，PLC控制伺服、步進、多種氣缸動作完成多種功能。
14、結構：模型底板由8mm厚鋁板加工氧化而成，裝有四個黑色鑄鋁拉手，方便搬運。底板上方有環形輸送帶、氣動機械手、搬運龍門架、分揀機構、變頻電機、伺服電機、步進電機、多種傳感器及氣缸等組成。
15、主要部件：
1.三相交流減速電機
1) 額壓：380V
2) 功率：25W
3) 減速比:1:50
2.伺服電機
1) 工作電壓：230V 3AC
2) PN = 0.1kW；
3) NN = 3000rpm 4) M0 = 0.32Nm；
5) MN = 0.32Nm
6) 軸高度 20mm
7) 增量編碼器TTL：2500 增量/轉
8) 防護等級：IP65
3.步進電機
1) 額定電壓：3V
2) 額定電流：2A
3) 步角距：1.8°
4) 電機長度：49mm
5) 保持轉矩：0.48N.m
6) 電機線數：4線
7) 步距精度：5%
8) 絕緣電阻:100MΩ Min 500VDC
9) 耐壓:500V AC 1minute
10) 徑向跳動：最大0.02mm(450g負載）
11) 軸向跳動：最大0.08mm(450g負載）
4.工業RFID讀寫器
1)可支持達至1.5W射頻功率；
2)感應距離可達20cm
3)外形長：82mm；
4)前端直徑：32mm；
5)調整距離外徑：35/38mm；
6) 線長：1500mm；
六、直流調速模塊
16、直流調速模塊采用測速發電機反饋電壓和給定電壓形成閉環調速系統，調速系統由給定電壓、轉速負反饋、放大電路、觸發產生電路及主電路組成。要求具有數字顯示系統及透明防護罩等。
17、直流調速PCB線路板采用插放式設計，方便學員取出。學員根據功能要求進行測量分析，完成故障診斷與排除。
七、電機組模塊
18、包含步進電機、伺服電機、交流電動機。
八、電腦桌
19、功能：工業鋁型材框架結構，單工位，設有電腦主機位及鍵盤支架，用于放置編程電腦。
20、尺寸：不小于L600mm×W700mm×H780mm
21、桌身：桌體底裝有帶剎車萬向輪，方便移動和固定。
九、裝配桌（防靜電裝配平臺）
22、功能：由桌身、工具柜、臺面組成，用于電氣及機械結構的裝配平臺。
23、尺寸：不小于L1500mm×W700mm×H780mm
24、桌身：裝配桌預設電源插座擴展孔，依據用途可加裝電源插座。整個裝配桌可隨意拆裝，方便運輸安裝。
25、工具柜：采用冷軋鋼板折彎焊接而成，工具柜有多個抽屜，可儲藏工具，放置于裝配桌底部一側。
26、臺面：采用50mm厚高壓復合成型纖維板,表面覆蓋2mm綠色防靜電膠皮，四邊并以5mm ，PVC截面封邊，臺面具有耐磨、耐熱、耐污及易清潔等特點。具有耐沖擊、耐酸堿、吸震、防靜電的功能。
9、觸摸屏：采用西門子KTP700系列觸摸屏，按鍵式/觸摸式操作，7"TFT顯示屏，65536 顏色，PROFINET接口。
10、步進驅動器模塊：兩相步進電機驅動器，可正定電流范圍1.0-4.2A，供電電壓DC18-48V，細分1-128，脈沖控制型。
十、仿真教學軟件、資源包
27、實訓項目的相關指導教材及參考資料
28、模擬訓練題目、參考程序、手冊、編程軟件
29、配套仿真軟件
該系統主要用于教學實訓管理和跨專業拓展使用，形成全開放式的模擬仿真電器聯調數據模型，可以對各控制環節進行模擬仿真，包括實現故障診斷、排除等仿真操作與考核。
實訓管理系統：
利用網絡、通訊、信息和圖形圖像處理技術將數據及控制命令深度融合，具有波形成像技術、傳感器參數、曲線數值等，數字化計算機信息管理和自動報警等系統性功能，整體提升平臺的綜合管理能力、安全保障能力和指導操控能力。使用計算機網絡和設備外部接口實現集中聯動控制顯示。對多臺電子設備進行集中控制，把目標區域內的數據資源和控制資源通過集成平臺優化管理，滿足監測和預警。
軟硬結合
系統可與實際電氣控制、可編程主機硬件等典型工控設備進行實時通訊，軟件內置編程模塊，可利用其虛擬的程序或腳本語言對模型進行編程控制。學員可將實訓成果導入平臺，通過編輯工具，可編輯修改或載入程序，程序能夠進行仿真運行，運行時具有輸入輸出狀態指示。支持P程序與指令表間切換，支持信息狀態仿真測試。
理虛結合
整合常規的課件學習與3D模型相結合的方式,課件可以支持word，ppt，pdf等格式轉換而來，支持頁面跳轉、縮放、翻轉、抗鋸齒、灰度顯示、高對比度顯示等調整；所有資源寫在配置文件中，教師可定制自己的理論學習教程。電氣元器件具有真實的物理屬性，可以用萬用表檢測器件質量的好壞，再由基本的元器件組成控制回路，物理屬性可任意修改并實時觀察電路運算效果。
系統可支持多種操作系統平臺（Windows、ios、Andriod、Linux等）軟件提供了各種操作步驟的人機互動提示，以提高學習效率。通過網絡實現隨時隨地的在線學習，真正實現教學實驗不受實驗室的空間及教學時間的限制，讓學生真正體會到24小在線開放實驗室的優越性和方便性。
可擴展性系統針對電氣相關硬件教學產品可以通過3D-CAD等模型進行二次開發，通過全開放式的模擬仿真機電聯調數據模型，可以配套氣動、變頻器、步進電機、PLC等技術創建一一對應的虛實結合實訓系統構成與真實設備高度一致的虛擬可編程實訓平臺。
十一、主要實訓考核內容
30、主要考核內容：
（1）觸摸屏的工程創建、編輯與下載操作
（2）觸摸屏的離線模擬應用
（3）觸摸屏的動畫元件應用
（4）觸摸屏的數值、文本輸入顯示元件應用
（5）觸摸屏的系統綜合應用
（6）步進電機驅動器的接線與調試
（7）步進電機驅動器參數的設置
（8）步進電機驅動器與PLC的脈沖定位控制
（9）伺服電機驅動器的接線與調試
（10）伺服電機驅動器參數的設置
（11）伺服電機驅動器與PLC的脈沖定位控制
（12）伺服電機驅動器與PLC的通信定位控制
（13）PLC與RFID通信讀寫編程調試
（14）變頻器控制電機的接線與調試
（15）變頻器參數的設置
（16）變頻器控制環形傳送分揀任務模型多段速運行
（17）PLC與變頻器通信運行
（18）分揀任務模型接線與調試
（19）分揀任務模型運行控制程序設計
（20）PLC、觸摸屏、變頻器、伺服系統綜合應用實訓
（21）檢查雙閉環直流調速系統組成雙閉環直流調速系統調試及分析
十二、工具及儀表
31、配套設備
（1）專用螺絲刀：與彈簧端子配套使用 1把
（2）大兩用螺絲刀 6寸 1把
（3）小兩用螺絲刀1把
（4）棘輪式冷壓端子鉗 1把
（5）內六角 中長桿，9件套裝 1套
（6）扒皮鉗 6寸 1把
（7）尖嘴鉗 6寸 1把
（8）工具箱 10寸 1個
（9）萬用表 UT39A+ 1把
（10）安全帽 加厚型 1個