一、產品概述

本裝置是一種最為典型的機電一體化產品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓機構而研制的，它適合機電一體化、自動化等相關專業(yè)的教學和培訓。該裝置采用型材結構，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、直流無刷電機及驅動單元、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、皮帶輸送單元、滾珠絲杠單元、蝸輪蝸桿單元。采用工業(yè)元器件，所有傳感器、執(zhí)行器、控制器接口開放，培訓內容包含：PLC（數(shù)字量和模擬量）技術，傳感器及旋轉編碼器技術、直流無刷電機特性研究、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、滾珠絲杠傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術、組態(tài)軟件監(jiān)控技術等。平面模塊化結構，所有控制電機的接線開放，安裝尺寸完全一致，可做到電機互換，控制電平一致。

二、產品特點

1. 本實訓裝置有機融合了機械、電氣、傳感器、交流電機變頻調速、直流無刷電機控制、步進電機驅動控制、伺服電機驅動控制、能開展任務驅動的項目教學。

2. 整體結構采用開放式和拆裝式，具有明顯的動手拆裝實訓功能，可以拆裝到各零部件及每顆細小的螺絲，能很好的服務于項目實訓教學；能根據(jù)不同的任務更換組合模塊，具有很強的重組性，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊，非常適合廣大職業(yè)院校自動化技能實訓需求。

3. 用于教學，以工作過程為導向、工學結合的模式規(guī)劃教學活動，可完成多種工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的技能培訓任務。

4. 該實訓考核裝置PLC模塊I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結合，既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。

三、技術性能

1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10%  50Hz

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

3. 裝置容量：≤1.0kVA

4. 結構尺寸：1200mm×800mm×840mm

5. 安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準

四、實訓內容

1.觸摸屏實訓

? 觸摸屏與PLC之間的通訊實訓

? 觸摸屏監(jiān)視電機的運行狀態(tài)和控制電機的運行參數(shù)

? 利用觸摸屏做交互式人機介面

? 基于觸摸屏→PLC→數(shù)字伺服（步進驅動）方式的運行曲線組態(tài)顯示控制

? 基于觸摸屏→PLC→交直流電機方式的運行曲線組態(tài)顯示控制

2.PLC訓練

? 基本指令編程練習

? 高級指令編程實訓

? PID控制指令應用實訓

? 利用PLC（脈沖、模擬量）控制步進電機、交流減速電機、伺服電機、直流無刷電機

? 用PLC采集各種傳感器信號

? PLC采集旋轉編碼器信號

3.三相異步電機變頻調速

? 變頻器功能參數(shù)設置與操作

? 變頻器報警與保護功能

? 多段速度選擇變頻調速

? 外部端子點動控制

? 控制電機運行時間操作

? 控制電機正反轉運動控制

? 外部模擬量（電壓/電流）變頻調速

? 三相異步電機的變頻器閉環(huán)調速

4.步進電機

? 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。

? 細分特性研究：通過細分撥碼開關改變細分，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

? 脫機信號作用研究

? 驅動電壓的影響

? 驅動電流的影響

5.伺服電機

? 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

? 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，學會如何調速零漂、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(huán)實現(xiàn)位置控制并通過人機界面進行位置和速度的顯示

? 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

? 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

6.直流無刷電機

? 內部電位器調速：調節(jié)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，比較與伺服的區(qū)別

? 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(xiàn)低精度的定位。通過正反向控制端子控制轉向

7.各種傳感器及編碼器實訓

? 光電傳感器

? 電感傳感器

? 電容傳感器

? 旋轉編碼器

8.皮帶輸送帶電機綜合控制（PLC、觸摸屏、異步電機、直流無刷電機、編碼器）

9.絲杠傳動綜合控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機）

10.轉動擺臺定位控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機）

五、系統(tǒng)配置

該裝置采用型材結構，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、直流無刷電機及驅動單元、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、皮帶輸送單元、滾珠絲杠單元、蝸輪蝸桿單元等組成。培訓內容包含：PLC（數(shù)字量和模擬量）技術，傳感器及旋轉編碼器技術、直流無刷電機特性研究、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、滾珠絲杠傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術、組態(tài)軟件監(jiān)控技術等。平面模塊化結構，所有控制電機的接線開放，安裝尺寸完全一致，可做到電機互換，控制電平一致。學生可以對各零件、部件、單元、直至整體機構進行零部件拆裝、調試、運行?；贑#和JS語言編程設計，用戶自行根據(jù)電腦配置選擇不同的交互界面大小，可選流暢畫質，中等畫質，完美畫質等六級畫質等級?？蛇x擇齒輪軸系、蝸桿軸系等十多種軸系機構進行安裝、拆卸、裝配、零部件測量、考核等。零件拆裝的步驟過程中有智能提醒，軟件內的模型均采用3D模型，由3Dmax制作而成，并經過渲染和潤色，使模型看起來與真實部件一般無二，設有非標零件庫、標準零件庫、測量工具庫供拆裝選擇。軟件內配有實驗的目的、步驟、要求等集成的電子實驗考核題及指導書。使用考核功能時，軟件隨機出題供學生回答，當學生答完題目時給出考核分數(shù)。本軟件可以進行全方位旋轉、放大、縮小觀看其細節(jié)。

虛擬仿真系統(tǒng)

1.維修電工電子電機與職業(yè)資格培訓考評仿真軟件

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件即可手動設置故障也能自動設置故障，本軟件通過電路圖中綠色的框選擇手動設置故障點（最多可以設置39個故障點），也可以通過系統(tǒng)自動進行隨機1個故障點設置，隨機兩個故障點設置，隨機三個故障點設置，隨機四個故障點設置，隨機五個故障點設置，本軟件內有工具箱，元件庫，放大鏡，電路圖等功能，可通過工具箱可選擇萬用表進行檢測，通過元件庫選擇合適的元件，通過放大鏡可以清楚的了解各個元器件及電路。本軟件通過電動機星三角啟動控制電路故障的設置，并經過種種排查，讓學生了解電動機星三角啟動控制電路的工作原理及電路結構。

2.虛擬頻譜儀、邏輯分析儀、示波器、三用表仿真軟件：

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件的功能有：電阻的測量、交流電壓的測量（測量變壓器，若變壓器測量燒壞多用表時，冒黑煙提示并可以重置多用表）、晶體管的極性判斷、直流電壓測量（通電流表檔時燈光亮）、直流電流的測量、以及電容好壞的判斷。本軟件可任意拖動紅色與黑色筆頭，2個筆頭拖拽至被測物體上定位時顯示紅圈，如未定位準確無紅圈顯示，并在進行錯誤操作的時（如所選量程錯誤、所測數(shù)據(jù)錯誤等等），儀表指針將無反應、提示錯誤重新測量等，本多用表可選擇交流電壓檔，直流電壓檔，電阻檔，電流檔，電阻調0，并且可放大顯示數(shù)據(jù)，可清楚觀看所測數(shù)據(jù)大小。學生可以通過本軟件學習多用表的正確使用方法。

3、單片機、plc可編程設計與控制虛擬仿真軟件：

本軟件基于unity3d開發(fā)，內置實驗步驟、實驗指導書、電路圖、組件列表、連接線路、接通電源、電路圖、場景重置、返回等按鈕，在連線及代碼正確后，可以通過啟動/停止、正向運動、反向運動按鈕操作三維機床模型運動，在連接線路狀態(tài)下，三維機床模型可進行放大/縮小、平移。

1.繼電器控制：閱讀實驗指導書，并進入實驗，通過識讀電路圖，選擇組件列表中的繼電器、熱繼電器、開關等元器件以拖拽的形式布局至電器柜中，限位器置于三維機床模型上，可選擇蓋蓋子，部分元器件名稱可重命名，然后點擊連接線路按鈕，將端子對端子進行連線，將機床電路連接成功后，選擇接通電源，進行操作，若組件或線路連接錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

2.PLC控制：實驗同繼電器控制，增加PLC控制功能，在連線完成后，通過PLC編碼按鈕，進入程序編寫界面，編寫正向與反向2條程序，共有12個梯形圖符號，編寫完成后，選擇提交進行程序驗證。驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

3.單片機控制：實驗同繼電器控制，增加單片機控制功能，在連線完成后，通過C編碼按鈕進入編程界面，輸入正確的C語言代碼，提交驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

表1:基本配置表（標準配置）

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