光机电气一体化控制实训系统

光机电气一体化控制实训系统

一、实训系统与设备的实验教学应用

光机电气一体化控制实训系统，作为现代机电技术教学的重要载体，主要承担了《可编程控制器技术》、《电机拖动与控制》、《电机控制电路》以及《伺服系统的原理与设计》等多门核心课程的实验教学任务。该系统通过一系列精心设计的实验，使学生能够深入理解和掌握机电一体化技术的核心原理和应用方法。

开设的实验项目丰富多样，包括常规电器原理与控制实验、可编程控制器电气控制技术实验、单相与三相变压器实验、三相同步与异步发电机实验，以及伺服电机的安装与应用等。这些实验不仅帮助学生掌握PLC编程软件及方法、电机的拖动及控制方法，还加深了他们对机械技术、电工电子技术、信息技术、传感器技术等多种技术的融合应用的理解。

二、实训考核装置的构成与特点

机电一体化综合实训考核装置是光机电气一体化控制实训系统的核心组成部分。该装置主要由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器、计算机等关键部件组成。

装置的整体结构采用开放式和拆装式设计，这使得机械部件的组装变得极为灵活。用户可以根据现有的机械部件组装出所需的生产设备，或者添加新的机械部件来组装其他类型的生产设备。这种设计使得实训装置能够完全按照教学或竞赛的要求，组装出具有实际生产功能的机电一体化设备。

此外，实训装置的模块设计也极具特色。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，使得模块的互换性极强。模块内容的确定充分考虑了生产性和学习性的整合，使得在教学或竞赛时，用户可以方便地选择所需的模块。

设备还具备完全符合电工电子全国职业技能大赛要求的能力，同时具有可拓展功能，可以组成更加大型的生产模拟系统。这使得实训装置能够配合各个用户学校不同层次、不同专业的教学及培训要求，为培养高素质的机电控制系统研发人才提供了有力支持。

光机电一体化实训考核装置的配置

一、设备技术参数详解

1. 电源配置：设备采用三相五线交流电源，电压为AC 380V±10%，频率为50 Hz，确保设备稳定运行。

2. 环境条件：设备适应于-10～40 ℃的温度范围，环境湿度不超过90%（在25℃时），展现出出色的环境适应性。

3. 外观与尺寸：设备的外形尺寸为长×宽×高=1200×800×1500 mm，紧凑的设计使得其占用空间更为经济。

4. 功耗与节能：整机的功耗不超过1.5 kW，有效降低了能源消耗，符合现代节能要求。

5. 安全保护：设备配备接地保护和漏电保护功能，确保使用安全。采用高绝缘的安全型插座和带绝缘护套的高强度安全型实验导线，进一步增强了安全性。

二、设备结构特点

1. 实训装置台架：采用铝合金导轨式设计，便于安装和拆卸各种实训模块。PLC模块的I/O端子、变频器接线端子等关键部件均与安全插座连接，确保电路连接的安全性和便捷性。

2. 触摸屏模块：选用MCG7062型号，具备高清晰度和良好的操作体验，便于学生进行编程和监控操作。

3. PLC与变频器模块：采用西门子品牌的PLC模块，具有40点以上的I/O端口，满足复杂控制需求。变频器同样选用西门子品牌，确保稳定可靠的运行。

4. 电源与按钮模块：电源模块配备总开关、熔断器、单相电源插座和安全插座，满足多种电源需求。按钮模块包含多种开关和指示灯，方便学生进行电路控制和状态监测。

5. 一体化接线排：采用独特设计，将初级接线区和次级接线区分别设置于接线排壳体的两侧，通过导电弹性件连接，实现快速、安全的电路连接。同时，接线排可固定在实训桌上，便于管理和使用。

6. 实训模块：包括井式上料机构、气动机械手装置、加工机构、物件包装机构和物料分拣装置等，模拟真实生产线上的各种动作和流程，为学生提供丰富的实践体验。这些模块的设计充分考虑了生产实际和教学需求，使得学生在实训过程中能够更好地掌握机电一体化技术。

机电一体化综合实验室装置实训内容：
1、气动系统的安装与调试项目：
选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：
项目一 气动方向控制回路的安装；
项目二 气动速度控制回路的安装；
项目三 摆动控制回路的安装；
项目四 气动顺序控制回路的安装；
项目五 气动机械手装置的安装；
项目六 气动系统安装与调试；
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：
选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：
项目七 电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；
项目八 电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；
项目九 气动方向控制程序编写；
项目十 气动顺序动作控制程序编写；
项目十一 气动机械手控制程序编写；
项目十二 皮带输送机控制程序编写；
项目十三 机电一体化设备控制程序编写；
项目十四 自动生产线控制程序编写。
3、机电设备安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
项目十五 传动装置同轴度的调整；
项目十六 皮带输送机的安装与调整；
项目十七 搬运机械手设备安装与调试；
项目十八 物件分拣设备的安装与调试；
项目十九 送料设备的安装与调试；
项目二十 自动生产线设备安装与调试。
4、 自动控制系统安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
项目二十一 多种传感器的安装与调试；
项目二十二 机械手的自动控制；
项目二十三 皮带输送机的自动控制；
项目二十四 机电一体化设备的自动控制；
项目二十五 PLC控制系统的安装与调试；
项目二十六 自动生产线的安装与调试。
5. PLC工业通讯网络的安装及调试
系统选用三菱PLC主控制器，配合FX1N-485BD网络模块，基于本网络通信功能，可完成下列工业现场总线通信技术训练任务：
项目二十七 N:N网络的硬件连接、调试
项目二十八 N:N网络参数设置、调试
项目二十九 基于多台PLC的复杂网络数据读写程序编写与调试
6. 物料仓储的安装及调试
项目三十 气动组件的应用与装调
项目四十 步进驱动系统的参数设置与应用
项目四十一 单轴运动系统应用
项目四十二 双轴运动系统应用
项目四十三 丝杆传动系统装调与应用
项目四十四 出入仓管理程序的应用
项目四十五 货仓分配管理应用
项目四十六 仓库统计与分类管理
项目四十七 脉冲定位控制应用
项目四十八 步进系统控制与应用