现代电气控制系统安装与调试实训装置,环形柔性生产线实训系统

该装置具有电气控制系统的电路设计、安装和布线，传感器接线与调整、plc编程、模拟量模块应用、人机界面组态、电机驱动（含变频器及对应电机、伺服驱动器及伺服电机、步进电机及驱动器、继电控制与保护、温度控制器、增量型编码器）参数设定、以及典型机床控制电路故障排除等功能。装置中多参量实时手工给定（如速度实时变化给定、温度变化实时给定、距离变化实时给定等），实现了系统控制的实时控制，真实的模拟和反映了工业控制的过程，实训内容广泛、变化多样，是一款典型的职业能力培养设备，通过在该设备上实训，可使学生职业能力得到大幅度提升。

二、 产品特点

1. 本装置是由控制柜、受控对象等组成一个完整系统，具有占地面积小、操作方便、可移动、内部安装有照明设施、操作面板,各控制点和通讯接口均引出到专用的接线板上，使实训更加便捷。

2. 控制元件（如PLC、变频器、接触器等）采用导轨式安装，实训时可根据需要进行合理的调整安装，布线采用工业线槽板前布线方式，设备的进出线采用塑料软管及接头与受控对象进行连接，受控对象采用外置方式便于观察。

3. 本装置采用模块式结构，扩展性强，选择不同的配置、调整系统参数，从而实现控制系统需求。

三、 技术性能

1. 输入电压：三相五线 ～380V±10%  50Hz

2. 工作环境：环境温度范围为-10℃～+40℃  相对湿度＜85%（25℃） 海拔＜2000m

3. 装置容量：＜1kVA

4. 外形尺寸：850mm×800mm ×1800mm

5. 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准

6.虚拟多用表参数：

交流电压量程档位分：10、50、250、1000

直流电压档位分：0.25、1、2.5、10、50、250、1000

欧姆档分：x1，x10，,100，,1000，,1K，x10K，x100K

电流表档位：50μa、0.5、5、50、500

BATT：1.2-3.6V，RL=12Ω

BUZZ：R×3

红外发射检测功能：垂直角度±15°距离1-30cm

三极管测量孔

四、 产品结构与组成

设备由实训柜体、门板、电气控制元件（组件）、仪表、实训考核单元挂板、典型机床电路挂板、电机单元、运动单元、温度控制组件、网孔挂板等组成。整个系统主要由主令电气及仪表单元、PLC网络组态单元、PLC控制单元、继电控制单元、典型机床电路智能考核单元组成。

1. 实训柜：采用钢结构，带自锁脚轮,作为电气控制系统的机械和电气设备的安装载体，设备可自由灵活的布置和安装。

2. 主令电气及仪表单元：该单元的主要组成部分包括进线电源控制与保护、主令电气控制元件、指示灯、触摸屏、显示仪表、紧急停止按钮等器件。该单元是设备中的控制信号和显示（指示）单元，在整个电气控制系统中，起着向系统中的其他单元提供控制信号的作用。

3. PLC网络组态单元：该单元的主要组成部分包括三菱Q型PLC、三菱FX3U型PLC、模拟量模块、扩展模块、0～20mA标准恒流源、0～10V标准恒压源、数字式显示仪表、伺服驱动器、步进驱动器等。PLC网络组态单元是电气系统程序控制的主要（上位机）控制单元，在整个系统中，起着对输入信号处理和电气控制信号输出等重要作用。

4. PLC控制单元：该单元的主要组成部分包括三菱FX3U型PLC、模拟量模块、扩展模块、0～20mA标准恒流源、0～10V标准恒压源、数字式显示仪表、变频器等。此单元是设备中电气系统程序控制（下位机）的辅助控制单元，对输入的信号进行处理以及输出电气控制信号。

5. 继电控制单元：该单元的主要组成部分包括断路器、熔断器、接触器、中间继电器、热保护继电器、行程开关、时间继电器等。同时还安装由伺服、步进电机驱动的（可相互转换）且装有传感器、微动开关、滚珠丝杠、增量型编码器组成的小车运动装置。此单元可实现基本的电机拖动控制，在整个电气自动控制系统中，起着对PLC控制信号放大和执行的作用，同时也可实现独立的继电拖动功能。

6．典型机床电路智能考核单元：该单元的主要组成部分包括X62W铣床电路、T68镗床电路、电脑智能考核以及PLC改造模块等。该单元通过对典型机床电路故障现象的分析和判断，测量和检查故障点，使用电脑智能考核软件排除故障，完成机床电路的故障检查和排除。

主要技术指标：

（二）操作手单元
由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。
主要技术指标：

（三）加工单元
由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库（3种刀具）、升降式加工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等组成。主要完成物料加工和深度的检测。
主要技术指标：

（四）搬运单元
由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。
主要技术指标：

（五）安装单元
由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等组成，主要完成对两种不同工件的上料及安装。
主要技术指标：

（六）图像检测单元
由光源，镜头，CCD照相机，图像处理控制器，操作键盘，显示器、移动工作台、导杆气缸、检测传感器、可编程控制器等组成，通过视觉传感器完成对工件的检测。
（七）提取单元
由机械手、直线移动机构、无杆气缸、工业导轨等组成，主要完成对工件的提取及搬运。
主要技术指标：

（八）成品分装输送单元
由输送带、检测机构、推料气缸、旋转缸、工业皮带轮等组成，主要完成对工件的输送及分拣。
主要技术指标：

（九）三菱6自由度工业机器人单元
由铝合金型材基座、6轴工业机器人装配手（采用三菱RV-3SD）、示教单元所组成。主要完成对物料的搬运、组装等。
主要技术指标：

（十）分类存储单元
由步进电机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等组成。主要完成对成品工件分类存储。          
主要技术指标：

（十一）成品检测单元
由检测机构、直线位移传感器、光纤传感器、滚珠丝杆、步进电机及驱动器、工业触摸屏、物料台等组成，主要完成对装配后的成品进行检验。
主要技术指标：

（十二）自动仓储单元
由YAMAHA两轴机器人、导杆气缸、气夹组成。主要完成生产线成品存储、物料搬运等功能。
主要技术指标：

（十三）AGV小车单元
由AGV无线自动导引小车（尺寸：220mm*180mm)、AGV运行平台（尺寸≥1600mm*1000mm）及中央调度系统组成。主要完成物流输送。
（十四）液压冲压单元
由液压直动缸、液压阀、液压泵、定位机构、安全传感保护、料筒、推料机构、工业导轨、导杆气缸等组成。主要完成对工件的模拟冲压加工。
主要技术指标：

（十五）环形输送线
由拖链、传动轮、辊轮、交流电机、齿轮换向机构、变频器、检测、导料机构及截料机构等组成，主要完成物料的输送任务。
（十六）总控平台
控制台主要由S7-300西门子CPU315-2DP、CP343-1以太网模块、二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等组成，主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。
（十七）虚拟仿真系统

1.维修电工电子电机与职业资格培训考评仿真软件

本软件为apk的格式，可在PC端使用，也可在移动端使用，本软件即可手动设置故障也能自动设置故障，本软件通过电路图中绿色的框选择手动设置故障点（最多可以设置39个故障点），也可以通过系统自动进行随机1个故障点设置，随机两个故障点设置，随机三个故障点设置，随机四个故障点设置，随机五个故障点设置，本软件内有工具箱，元件库，放大镜，电路图等功能，可通过工具箱可选择万用表进行检测，通过元件库选择合适的元件，通过放大镜可以清楚的了解各个元器件及电路。本软件通过电动机星三角启动控制电路故障的设置，并经过种种排查，让学生了解电动机星三角启动控制电路的工作原理及电路结构。

2.虚拟频谱仪、逻辑分析仪、示波器、三用表仿真软件：

本软件为apk的格式，可在PC端使用，也可在移动端使用，本软件的功能有：电阻的测量、交流电压的测量（测量变压器，若变压器测量烧坏多用表时，冒黑烟提示并可以重置多用表）、晶体管的极性判断、直流电压测量（通电流表档时灯光亮）、直流电流的测量、以及电容好坏的判断。本软件可任意拖动红色与黑色笔头，2个笔头拖拽至被测物体上定位时显示红圈，如未定位准确无红圈显示，并在进行错误操作的时（如所选量程错误、所测数据错误等等），仪表指针将无反应、提示错误重新测量等，本多用表可选择交流电压档，直流电压档，电阻档，电流档，电阻调0，并且可放大显示数据，可清楚观看所测数据大小。学生可以通过本软件学习多用表的正确使用方法。

3、单片机、plc可编程设计与控制虚拟仿真软件：

本软件基于unity3d开发，内置实验步骤、实验指导书、电路图、组件列表、连接线路、接通电源、电路图、场景重置、返回等按钮，在连线及代码正确后，可以通过启动/停止、正向运动、反向运动按钮操作三维机床模型运动，在连接线路状态下，三维机床模型可进行放大/缩小、平移。

1.继电器控制：阅读实验指导书，并进入实验，通过识读电路图，选择组件列表中的继电器、热继电器、开关等元器件以拖拽的形式布局至电器柜中，限位器置于三维机床模型上，可选择盖盖子，部分元器件名称可重命名，然后点击连接线路按钮，将端子对端子进行连线，将机床电路连接成功后，选择接通电源，进行操作，若组件或线路连接错误将弹出提示错误框，可随时进行场景重置。

2.PLC控制：实验同继电器控制，增加PLC控制功能，在连线完成后，通过PLC编码按钮，进入程序编写界面，编写正向与反向2条程序，共有12个梯形图符号，编写完成后，选择提交进行程序验证。验证成功后，接通电源进行操作，组件、线路连接、代码错误将弹出提示错误框，可随时进行场景重置。

3.单片机控制：实验同继电器控制，增加单片机控制功能，在连线完成后，通过C编码按钮进入编程界面，输入正确的C语言代码，提交验证成功后，接通电源进行操作，组件、线路连接、代码错误将弹出提示错误框，可随时进行场景重置。

六、 工业网络通讯
控制系统主站采用西门子S7-300(CPU315-2DP)，从站采用西门子S7-200(CPU224)，各站之间使用ProfiBus-DP总线进行通讯，S7-200从站主要用于控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号进行采集，S7-300主站采集各从站数据，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据，同时系统还配有工业以太网通信模块和10.4英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制网络的集成。
七、 系统软件
系统具备多种组态软件、编程软件、管理软件功能，如WINCC、OPC、STEP7、人机交换和MES生产管理系统软件等，为方便教学还配有PLC仿真、气动仿真、多媒体教室电子管理等软件。