一、产品概述
本装置是一种最为典型的机电一体化产品，是为职业院校、职业教育培训机构而研制的，它适合机电一体化、自动化等相关专业的教学和培训。该装置采用型材结构，其上安装有交流伺服电机及驱动单元、步进电机及驱动单元、直流无刷电机及驱动单元、交流电机及变频调速单元、触摸屏单元、PLC及A/D D/A单元、传感器及旋转编码器单元、皮带输送单元、滚珠丝杠单元、蜗轮蜗杆单元。采用工业元器件，所有传感器、执行器、控制器接口开放，培训内容包含：PLC（数字量和模拟量）技术，传感器及旋转编码器技术、直流无刷电机特性研究、步进电机特性研究、交流伺服电机特性研究、特种电机控制技术、触摸屏技术、位置及速度控制技术、机械传动（皮带传动、滚珠丝杠传动及蜗轮蜗杆传动）技术、组态软件监控技术等。平面模块化结构，所有控制电机的接线开放，安装尺寸完全一致，可做到电机互换，控制电平一致。
二、 产品特点
1. 本实训装置有机融合了机械、电气、传感器、交流电机变频调速、直流无刷电机控制、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、能开展任务驱动的项目教学。
2. 整体结构采用开放式和拆装式，具有明显的动手拆装实训功能，可以拆装到各零部件及每颗细小的螺丝，能很好的服务于项目实训教学；能根据不同的任务更换组合模块，具有很强的重组性，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块，非常适合广大职业院校自动化技能实训需求。
3. 用于实训教学，可按工作过程导向、工学结合的模式规划教学活动，可完成多种工业现场环境下的技能培训任务。
4. 该实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。
三、技术性能
1. 输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m
3. 装置容量：＜1.0kVA
4. 结构尺寸：1200mm×800mm×1300mm
5. 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准
四、实训内容
1. 触模屏实训
? 触模屏与PLC之间的通讯
? 触模屏监视电机的运行状态和控制电机的运行参数
? 基于触摸屏→PLC→数字伺服（步进驱动）方式的运行曲线组态显示控制
? 基于触摸屏→PLC→交直流电机方式的运行曲线组态显示控制
2. PLC训练
? 基本指令编程练习
? 高级指令编程实训
? PID控制指令应用实训
? 利用PLC控制（脉冲、模拟量），步进电机、变频器、伺服电机、直流无刷电机
? 用PLC采集各种传感器信号
? PLC采集旋转编码器信号
3. 三相异步电机变频调速
? 变频器功能参数设置与操作
? 变频器报警与保护功能
? 多段速度选择变频调速
? 外部端子点动控制
? 控制电机运行时间操作
? 控制电机正反转运动控制
? 外部模拟量（电压/电流）变频调速
? 三相异步电机的变频器闭环调速
4. 步进电机
? 启动特性的研究：通过PLC修改频率，运行频率加速时间及运行长度，观察运转特性。
? 细分特性研究：通过细分拔码开关改变细分，观察步进电机在低速运行时的振动和噪声变化，掌握细分意义和如何计算细分距角
? 脱机信号作用研究
? 驱动电压的影响
? 驱动电流的影响
5. 伺服电机
? 位置模式：通过PLC修改启动频率，运行频率，加减速时间以及运行长度，观察电机运转特性
? 速度模式1：将伺服电机的控制模式调整为速度模式的外部控制方式，通过PLC的模拟量控制伺服电机的运行，学会如何调速零飘、加减速的调整、速度增益和输入增益的调整，控制零速钳位端口了解它的作用，通过编码器反馈做闭环实现位置控制并通过人机界面进行位置和速度的显示
? 速度模式2：将伺服电机的控制模式调整为速度模式的内部控制方式，通过PLC的脉冲输出和模拟量输出控制电机的速度和位置，两个模式通过PLC的输出点来切换，通过这个实训可以了解伺服ON与模式切换之间的关系，通过PLC编程加深对伺服运行的理解
? 位置速度模式：将伺服电机的控制模式调整为位置速度模式，通过PLC的脉冲输出和模拟量输出控制电机的速度和位置，两个模式通过PLC的输出点来切换，通过这个实训可以了解伺服电机ON与模式切换之间的关系，通过PLC编程加深对伺服运行的理解
6. 直流无刷电机
? 内部电位器调速：调节电位器使速度由慢到快，观察电机在低速和高速和运行特性，比较与变频、伺服的区别
? 模拟量调速：PLC模拟量输出控制电机的速度，编码器反馈作为速度位置反馈，实现低精度的定位。通过正反向控制端子控制转向
7. 各种传感器及编码器实训
? 光电、电感、电容传感器的应用
? 旋转编码器的应用
基本配置表
|
序号
|
名称
|
规格
|
数量
|
单位
|
|
1
|
工作台
|
1200mm×800mm×800mm
|
1
|
张
|
|
2
|
西门子PLC
|
CPU224XPCN(DC/DC/DC) 14路数字量输入/10路晶体管输出 ,2路模拟量输入/1路模拟量输出
|
1
|
台
|
|
3
|
西门子变频器
|
MM420 功率≥0.75kW
|
1
|
台
|
|
4
|
电源模块
|
三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个、熔断器3只、单相三极电源插座2个、安全插座5个
|
1
|
块
|
|
5
|
按钮模块
|
开关电源24V/5A 、12V/2A各1组、转换开关2只、复位按钮（红、黄、绿各1只）、自锁按钮（红、黄、绿各1只）、24V指示灯（红黄绿各2只）、急停按钮1只、蜂鸣器1只
|
1
|
块
|
|
6
|
步进电机驱动模块
|
相数：2，步距角： 1.8，静态电流：2.8A，相电阻：0.8Ω，相电感：1.2mH，保持转矩：0.9N·m
|
1
|
套
|
|
7
|
伺服电机驱动模块
|
额定功率：200W，额定转矩：0.64N·m，额定转速：3000r/min，额定电流：1.6A
|
1
|
套
|
|
8
|
直流无刷电机驱动模块
|
额定功率： 150W，额定电压：AC220V
额定转速：1500r/min,额定转矩：0.955N·m，额定电流：0.945
|
1
|
套
|
|
9
|
触摸屏模块
|
5.7英寸 TFT真彩，56K色
|
1
|
套
|
|
10
|
皮带输送带单元
|
由带式传送带、旋转编码器、光电传感器、电感传感器、电容传感器、旋转电磁铁组成。传输带行程：460mm。
|
1
|
套
|
|
11
|
滚珠丝杆单元
|
由滚珠丝杆、刻度装置、限位传感器、移动导块等组成。位置控制水平位移：270mm，重复精度：0.1mm
|
1
|
套
|
|
12
|
蜗轮蜗杆减速机单元
|
由蜗轮蜗杆减速机、刻度装置等组成。超低噪声，体积小，传递功率为90-120W，主要可以完成转台的精确定位控制。
|
1
|
套
|
|
13
|
接线端子排
|
本系统的执行器、控制器接口全部引到操作面板及接口单元，并配备配套实训导线。
|
1
|
套
|
|
14
|
工件
|
含金属、塑料工件
|
1
|
套
|
|
15
|
电源线
|
单相三芯电源线
|
2
|
根
|
|
16
|
实训导线
|
强电、弱电连接导线
|
1
|
套
|
|
17
|
PLC编程电缆
|
PC/PPI
|
2
|
根
|
|
18
|
配套光盘
|
PLC编程软件（DEMO版）、使用手册、程序等
|
1
|
套
|
|
19
|
配套工具
|
工具箱：十字长柄螺丝刀、大、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，钟表螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，剪刀，电烙铁，验电笔，镊子，活动扳手，内六角扳手（8把）
|
1
|
套
|