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機(jī)電一體化組合實(shí)訓(xùn)平臺(tái),光機(jī)電一體化高速分揀實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、概 述

本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)由控制屏、實(shí)訓(xùn)桌、溫度控制單元、直流小機(jī)組單元、機(jī)械手單元、變頻器單元、交流伺服單元、小車運(yùn)動(dòng)控制單元、液位/流量控制單元、PLC控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制、工控組態(tài)軟件等組成。所有實(shí)訓(xùn)均采用模塊化設(shè)計(jì)、種類齊全、可組成不同的控制系統(tǒng)，能完成機(jī)電設(shè)備中的邏輯、運(yùn)動(dòng)、溫度、壓力、流量、液位等實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，控制對(duì)象均采用典型機(jī)電設(shè)備模型，接近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際動(dòng)手能力。

二、裝置特點(diǎn)

1.      裝置采用組件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開(kāi)發(fā)新實(shí)訓(xùn)，只需添加部件即可。

2.      平臺(tái)選取了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中多種典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它覆蓋了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中常見(jiàn)過(guò)程控制參數(shù)，例如：邏輯、運(yùn)動(dòng)、溫度、壓力、流量、液位等，根據(jù)不同的控制方案、組合連接，算法編程，完成不同的控制

3.      控制方式多樣性，有PLC控制、單片機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集控制、計(jì)算機(jī)控制等。

三、技術(shù)指標(biāo)

1.     輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€～380V±10% 50Hz

2.     工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃，相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3.     裝置容量：＜0.6kVA

四、系統(tǒng)組成

(一)          控制屏

1.    交流電源控制單元

三相四線380V交流電源經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)后給裝置供電，電網(wǎng)電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，設(shè)有帶燈保險(xiǎn)絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開(kāi)關(guān)和啟停開(kāi)關(guān)控制、同時(shí)具有漏電告警指示及告警復(fù)位。

提供三相四線380V、單相220V電源各一組，由啟停開(kāi)關(guān)控制輸出，并設(shè)有保險(xiǎn)絲保護(hù)。

2.    定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀

定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，平時(shí)作時(shí)鐘使用，具有設(shè)定時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可自動(dòng)記錄由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警次數(shù)。

3.    直流電源、直流電壓/電流表、邏輯電平輸出及指示等

直流電壓：0～15V可調(diào)輸出；直流電流：0～20mA可調(diào)輸出；直流數(shù)字電壓表/電流表：電壓表量程0～200V、輸入阻抗為10MΩ、精度0.5級(jí)，電流表量程0～200mA、精度0.5級(jí)；同時(shí)設(shè)有邏輯電平輸出（點(diǎn)動(dòng)、自鎖）、邏輯電平指示等。

4.    PLC控制系統(tǒng)

可選用西門子或三菱或歐姆龍系列的PLC：

(1)  西門子主機(jī)為CPU224  DC/DC/DC 內(nèi)置數(shù)字量I/O（14路數(shù)字量輸入/10路數(shù)字量輸出）+EM235模擬量模塊（4路模擬量輸入/1路模擬量輸出）。

(2)  三菱主機(jī)為FX1N-24MT 內(nèi)置開(kāi)關(guān)量I/O（14路開(kāi)關(guān)量輸入/10路晶體管輸出）+FX0N-3A模擬量模塊（2路模擬量輸入/1路模擬量輸出。

(3)  歐姆龍主CP1E-N30DT內(nèi)置開(kāi)關(guān)量I/O（18路開(kāi)關(guān)量輸入/12路晶體管輸出）+ CP1W-AD041 4路模擬量輸入+CP1W-DA041 4路模擬量輸出。

5.    單片機(jī)控制系統(tǒng)

CPU芯片引腳引出，可以連接機(jī)電設(shè)備構(gòu)建實(shí)際的控制系統(tǒng)。通過(guò)編寫(xiě)算法完成對(duì)多種機(jī)電設(shè)備的控制，配有仿真器。

6.    數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)含有開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊（自帶RS485通訊接口）、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊（自帶RS485通訊接口）、RS232/485通訊轉(zhuǎn)換器及上位PC機(jī)中安裝MCGS工控組態(tài)軟件等組成。通過(guò)MCGS工控組態(tài)軟件編寫(xiě)上位控制軟件運(yùn)行算法，并可進(jìn)行通訊參數(shù)修改及設(shè)定控制算法參數(shù)，被控參數(shù)實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線動(dòng)態(tài)顯示，實(shí)訓(xùn)流程圖的顯示及本實(shí)訓(xùn)相關(guān)的被控參數(shù)（動(dòng)態(tài)變化顯示）。

(二)          實(shí)訓(xùn)桌

為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；中間設(shè)有一個(gè)大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計(jì)，造型美觀大方。

(三)          溫度控制、直流小機(jī)組單元

溫度控制模塊由加熱器、溫度變送電路、測(cè)溫器及顯示儀表等組成，直流小機(jī)組由直流電機(jī)、發(fā)電機(jī)及顯示儀表等組成。通過(guò)編程，能完成溫度PID控制，直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速。

(四)          機(jī)械手控制單元

由絲杠、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、電磁閥、氣缸、磁性開(kāi)關(guān)和手爪等組成。通過(guò)編程，能完成運(yùn)動(dòng)設(shè)備的定位控制，實(shí)現(xiàn)抓取動(dòng)作。

(五)          變頻器調(diào)速控制單元

由變頻器、交流電動(dòng)機(jī)、直線運(yùn)動(dòng)物體、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的電氣控制電路等組成，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速功能。

(六)          交流伺服控制單元

由伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、直線運(yùn)動(dòng)物體、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的電氣控制電路等組成，實(shí)現(xiàn)定位控制。

(七)          小車運(yùn)動(dòng)控制單元

由底座、運(yùn)動(dòng)小車、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、超聲波傳感器、行程開(kāi)關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置時(shí)時(shí)顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。

(八)          液位/流量控制單元

由底座、有機(jī)玻璃水箱、微型水泵、儲(chǔ)水箱、手動(dòng)閥門、超聲波液位傳感器、壓力傳感器、顯示儀表、和電氣控制箱組成。通過(guò)傳感器信號(hào)采集，控制系統(tǒng)編程，實(shí)現(xiàn)各種模擬量輸入、輸出實(shí)訓(xùn)及壓力、液位的位式和PID閉環(huán)控制，可作為研究各種工業(yè)算法控制的一個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

搬運(yùn)機(jī)械手

五、DYGJD-15高速分揀實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
A、氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
（1）氣動(dòng)方向控制回路的安裝
（2）氣動(dòng)速度控制回路的安裝
（3）氣動(dòng)順序控制回路的安裝
（4）氣動(dòng)機(jī)械手的安裝
（5）氣動(dòng)系統(tǒng)氣路的連接 
（6）磁性開(kāi)關(guān)的位置調(diào)整
（7）氣動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試 
（8）擺動(dòng)控制回路的安裝
B、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(guò)變頻器外部端子控制電機(jī)啟停
C、機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試
（1）傳動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試
D、電氣控制電路的安裝與PLC編程
（1）電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫(xiě)
（2）電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路的連接與程序編寫(xiě)
（3）皮帶輸送檢測(cè)程序編寫(xiě) 
（4）氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫(xiě)
（5）氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫(xiě)
（6）機(jī)電一體化設(shè)備控制程序編寫(xiě)
（7）自動(dòng)生產(chǎn)線控制程序編寫(xiě)
E、自動(dòng)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(cè)的自動(dòng)控制
（3）機(jī)械手的自動(dòng)控制
（4）機(jī)電一體化的自動(dòng)控制
（5）PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 
（6）自動(dòng)生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試
F、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
（3）PLC、觸摸屏與變頻器通信控制。
G、通信工程的使用實(shí)訓(xùn)（用戶可選配置）
六、基本配置