·設備外觀

·設計簡述

    實訓裝置整體設計采用開放可拆裝式型材結構，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、直流調速電機及驅動單元、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、皮帶傳送單元、絲桿模組單元、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、直流調速電機特性研究、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、絲桿模組傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術、組態軟件監控技術等。

·主要參數

1、工作電源：三相四線AC380V±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、外形尺寸：1350mm×970mm×1300mm；
5、安全保護：具有接地保護、漏電保護，安全符合國家標準。

·組成及功能

實訓裝置有機融合了機械、電氣、傳感器、交流電機變頻調速、直流調速電機控制、步進電機驅動控制、伺服電機驅動控制等機電一體化技術。
實訓裝置主要由實訓桌、可編程控制器、觸摸屏、變頻器、步進系統、伺服系統、直流電機、三相鼠籠電機、電機導軌、磁粉離合器、同步電機、三相多功能表、工具箱配套資料、電腦桌（選配）等組成。可根據實訓要求進行不同方式的組合，豐富實驗內容。
（一）實訓桌
實訓桌主體由型材框架、型材桌面板、封板、操作面板、自吸合雙開門、多功能網孔板和萬向輪等組裝而成。
其中框架采用8040R和4040型工業型材組成搭接而成，外側配有橙色襯條裝飾；型材桌面板采用工業標準2080鋁型材并通過1.5mm冷軋鋼板組裝而成，內置專用螺母，可自由固定各種機械機構，固定方式≥200種，可以完成更多的實訓操作；封板采用≥1.2mm冷軋鋼板制作，橘紅色噴塑處理；
桌前設有控制面板，按鈕面板采用≥1.2mm冷軋鋼板橘色噴塑處理，且呈50°斜角，符合人體工程學，方便操作；面板安裝有啟動、停止、復位、急停按鈕并配置觸摸屏安裝位，用于進行工作站各項控制功能，按鈕均配有透明翻蓋式保護罩，防止發生誤觸。
實訓桌正面下方設有自吸合雙開門，采用鋁合金高強度合頁固定，前門板設置≥300mm×300mm有深棕色有機玻璃觀察窗，設備維護方便。
實訓桌內部設有多功能網孔板機構，網孔采用5mm橢圓長孔，整體設計規范、合理，電氣元器件在任何角度、任何方位都能輕松裝配、調整。
實訓桌底部安裝有4個高強度帶剎車萬向輪方便實訓裝置的移動和固定。
（二）可編程控制器
    采用西門子高性價比小型PLC產品S7-200 Smart CPU ST30，供電電壓DC20.4～28.8V，集成18路數字量輸入（DC24V 4mA，漏型?源型可切換）/12路數字量輸出（晶體管源型輸出），內置18KB程序存儲器、12KB數據存儲器、10KB保持性存儲器、6個高速計數器（最大200KHz），3軸高速脈沖輸出（最大100KHZ），集成RS485接口、以太網接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通訊、S7協議通訊、PROFIBUS等通信，配有通信編程電纜。
觸摸屏采用昆侖通態MCGS TPC7032KT，供電電壓24±20%VDC，Cortex-A8 CPU，主頻600MHz,內存128M； 7英寸高亮度TFT液晶顯示屏，分辨率800×480，四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096）；集成RS232、RS485、USB接口，可擴展CAN總線接口，產品經CE/FCC認證，防護等級IP65，預裝MCGS嵌入式組態軟件（運行版），具備強大的圖像顯示和數據處理功能。
采用西門子基本型變頻器V20，功率0.55kW，供電電壓3AC～380V，輸出頻率0～550Hz，精度0.01Hz。帶有RS485通信接口，集成4路數字量輸入，2路繼電器輸出，2路模擬量輸入，1路模擬量輸出；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點設定V/F控制，磁通電流控制、電壓/頻率控制等工作模式；可進行PID控制、BICO功能、多脈沖高轉矩啟動模式、單脈沖高轉矩啟動模式、防堵模式、多泵控制、彈性電壓提升控制、擺頻功能、滑差補償、雙斜坡、PWM調制；具備霜凍保護、冷凝保護、氣穴保護、動能緩沖、負載故障檢測功能。
（三）步進系統
配置 42 型步進系統（兩相四線）步進系統輸入電壓要求 DC20～36V，斬波頻率大于 35KHZ，電流要求可由開關設定，最大驅動電流要求 1.68A/相,細分要求可選 2、4、8、16、32、64，雙極性恒流斬波方式，靜止時電流自動減半。要求配套 42 型步進電機，步距角 1.8，電壓 3.8V，電流0.95A，電阻 4 歐，電感 3mH，引線數 4，轉動慣量 34g.cm2。并配有 AB 雙相編碼器檢測、轉盤顯示和安裝支架方便固定在實訓臺上。編碼器：編碼器工作電壓 DC5～24V，外徑 38mm，孔徑/軸徑 6mm（可定制），分辨率 1024CPR，推挽輸出，響應頻率≥100KHz，支持轉速≥6000RPM，上升-下降時間≤1us。
 （四）伺服系統
  高效伺服系統 V90，0.2KW，供電電壓 1AC～240V,集成 10 路數字量信號輸入（NPN/PNP），6 路數字量信號輸出（NPN），2 路模擬了輸入（±10V,分辨率 13 位），2 路模擬了輸出（±10V,分辨率10 位），具有位置、速度、扭矩等多種控制方式，支持脈沖輸入（最高可達 1Mpps）、模擬電壓、通訊設定多種指令；7 段 LED 顯示，參數實時自動優化；電機最大扭矩 1.91Nm,最大電流 4.2A，轉速 3000r/min，配有增量編碼器 2500ppr，振動等級 A 級，徑向抖動公差 N 級。伺服電機工作電壓 230V 3AC PN = 2kW；NN = 3000rpm M0=6.37Nm；Mn=6.37Nm 軸高度 50mm 實際值編碼器 20 位（12 位 多匝）光滑的軸 公差 N，帶抱閘， 防護方式 IP65，帶 密封圈與驅動器 V90 兼容。
（五）直流電機
ASLONF JGB37-555 微型直流減速電機 電壓 6-36V，要求配有轉盤顯示和安裝支架方便固定在型材鋁合金實訓平臺上。
（六）三相鼠籠異步電動機
電機經過特殊工藝處理，保證實訓安全，電機接線部分采用專業護套插座， 材質采用螺桿螺母全銅（墊片鋼），外殼為絕緣 ABS，操作安全可靠，無觸電風險；配套安全型護套公插 對公插（可續插）實驗導線，材質為多股純銅丁晴超柔軟線，耐壓 3KV，線徑 1 平方,有效防止觸電危險發生;電機底部配有 4 個減震底腳，有效的防止與桌面的摩擦和電機運行可能產生的振動問題。
（七）磁粉離合器
采用直流 24V 控制，扭矩 6N*M。
（八）電機導軌
固定電機的導軌。
（九）三相多功能表
用于顯示發電機及 UPS 電源的各項輸出特性、三相電流的測量。
（十）同步電機
微型低速永磁同步交流電機 交流 220V 電流 0.1A，要求配安裝支架方便固定在網孔板上
（十一）工具箱
配備含內六角扳手、電烙鐵、焊錫絲、烙鐵架、尖嘴鉗、剝線鉗、壓線鉗、剪刀、斜口鉗、十字螺絲刀、一字螺絲刀、鐘表螺絲刀、萬用表、電工膠帶。
（十二）配套資料
含配套程序、實訓指導書、可編程控制器視頻教程等
（十三）電腦桌
主體部分采用工業標準鋁型材（規格30×30）組裝而成，封板采用1.5mm冷軋鋼板噴塑處理；
桌面上方設置有顯示器圍欄，采用1.5mm冷軋鋼板沖φ6.5mm工藝孔，既美觀又實用，防止顯示器墜落；
鍵盤鐵質材料加工噴塑而成，通過加重型軸承導軌吊裝在桌面板下方，抽出縮回自如；
桌體配有4個帶剎車萬向輪，方便電腦桌移動和固定。
尺寸：600mm×500mm×1000mm（桌面離地800mm）。

·實訓項目

（一）觸模屏實訓
1、觸模屏與PLC之間的通訊
2、觸模屏監視電機的運行狀態和控制電機的運行參數
3、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
4、基于觸摸屏→PLC→交直流電機方式的運行曲線組態顯示控制
（二）PLC訓練
1、基本指令編程練習
2、高級指令編程實訓
3、利用PLC控制（脈沖、模擬量），步進電機、變頻器、伺服電機、直流調速電機
4、用PLC采集各種傳感器信號
5、PLC采集旋轉編碼器信號
（三）三相異步電機變頻調速
1、變頻器功能參數設置與操作
2、變頻器報警與保護功能
3、多段速度選擇變頻調速
4、外部端子點動控制
5、控制電機運行時間操作
6、控制電機正反轉運動控制
7、外部模擬量（電壓/電流）變頻調速
8、三相異步電機的變頻器閉環調速
（四）步進電機
1、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
2、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
3、驅動電壓的影響
4、驅動電流的影響
（五）伺服電機
1、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
2、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
3、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
4、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
（六）直流調速電機
1、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
2、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
（七）各種傳感器及編碼器實訓
1、光電、電感、電容傳感器的應用
2、旋轉編碼器的應用
3、絲桿傳動綜合控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機）
4、轉動擺臺定位控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機）

·配置清單