中人教仪厂
该套系统是基于《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》对经济社会发展重点领域急需紧缺专门人才及创新型科技人才的培养要求，依据国家相关职业工种培养及鉴定标准，结合中国当前制造业的岗位需求，接轨世界技能竞赛（World skills）相关标准及规程开发设计而成。该套系统由“工作站”(Working Station）形式综合体现。
“工作站”可以模块方式自由组合，形成多种模式，操作者不但在实习、工作中培养、训练了机械装调、电气管路连接、程序设计、工业机器人应用、传感器应用、计算机应用、检修排故、触摸屏组态、伺服、步进驱动控制等机电专业技能，同时也体验到职业素养中的社会能力与方法能力。
该设备技术涵盖面广，定位前瞻，是机电一体化专业教学实习、技能鉴定和技能竞赛的绝佳载体。
二、产品结构
每个独立的单元由实训桌、执行机构及挂板构成。每套设备除配独立的单元外，还配装配桌、工具柜、电脑桌等。
实训桌：采用冷轧钢板折弯焊接，表面静电喷塑，实训桌面采用防火、防水、防腐蚀的木质面板。实训桌下方装有四个万向轮和四个可调脚，万向轮移动时用，可调脚固定时用，对于地面不平造成设备放置不稳等情况进行临时调整。实训桌台面是用铝型材拼接而成，方便学生将工件在其上任意位置、不同方向灵活布局安装。
执行机构：采用铝板精加工后组装而成，表面喷砂后阳极氧化，既防腐蚀又美观大方。
挂板：斜装于实训桌正下方，可很方便地取、卸。挂板上装有plc、变频器等电器元件，统一由电缆线及快速插头与实训桌上的执行机构连接。
装配桌：有机械装配桌和电气装配桌各一台。均由台身和台面两大部分组成。台身用方管焊接喷塑后组装连接，台面用高密度中纤板，表面贴压防火板，耐腐蚀、防静电。整个装配桌可随意拆装，方便运输安装。
工具柜：用冷轧钢板折弯焊接，表面静电喷塑。工具柜有多个抽屉，可储藏工具，下面装4个万向轮，可推入工具柜的下方空隙处。
电脑桌：采用冷轧钢板折弯焊接加中纤板台面组装而成。下面装4个万向轮。
单片机、plc可编程设计与控制虚拟仿真软件（提供演示及版权证书）：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。
机械实训安全教育虚拟仿真软件（提供演示及版权证书）：本软件基于unity3d开发，可布置到云服务器端，也可在本地环境使用，软件采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，设有机械安全距离实验，机械安全保护装置实验、机械安全防护设计基础考核，实验进行时，三维漫游画面采用箭头与脚印图案提示移动至实验位置，机械对象周围圆圈显示了工作半径，实验过程伴有三维机器人的对话框提醒。
机械安全距离实验内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实验（内分2种围栏高度与开口大小），选择进入后，镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实验过程为人体进入机械对象工作半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并进行下一实验，最终一步为正确做法。
机械安全保护装置实验分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实验，可选类别（安全输入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品列表（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。安装位置有蓝色闪烁框架提醒，实验流程：选择安全护栏并安装、选择安全连锁开关（或选择安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并安装、选择安全控制器并安装至电气控制箱、选择安全继电器并安装至电气控制箱、点击电气控制箱上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提示报警音，且机械对象停止工作，选择电气控制箱上的复位按钮可停止。
机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的安装，正确安装安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有3个选项，由学生自由选择，最终10项考核点选好后，提交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分情况。
软件须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。
三、产品特点
1．设备综合运用了工业机器人应用技术、PLC及特殊功能模块技术、触摸屏应用技术、通信应用技术、交流伺服应用技术、交流变频应用技术、电力电子应用技术、传感器应用技术、气动控制技术、机械装调技术机电一体化高新技术的综合应用。
2. 通过模块化的设计，每个单元可以单独安装、调试、运行、教学、实训，学员可以从模块化到整个单元、从单机到联机、从简单到复杂得学习各种机电一体化技术。
3.整个设备主体配置为5个单元，通过不同单元配置形式可以得到6种不同功能设备，从而实现的教学内容也会有所不同。从而实现设备利用率的最大化。
四、产品配置与参数
1) 额定电压：AC380V ±10%
2) 额定功率：3.3KW
3) 环境湿度：≤90%
4) 安全保护功能：急停按钮，漏电保护，过流保护等用电安全保护功能，配用电安全与触电急救虚拟仿真系统，软件采用二维与三维结合的虚拟画面，教导学生用电的安全和急救方法，软件内设有单相触电、两相触电、跨步触电、低压触电急救、高压触电急救、人工呼吸救护法、牵手呼吸救护法、胸外心脏按压就护法等原理讲解与教学，单相触电分维修带电断线、维修插座触电、室外触电等原理演示。低压触电和高压触电教学主要为学生讲解演示如何解救处于低压触电或者高压触电时的人，人工呼吸救护法、牵手呼吸救护法、胸外心脏按压就护法采用采用3D虚拟仿真技术展示，经过渲染和润色，使模型看起来与真实部件一般无二，画面逼真。通过实训能够对学生进行实训室安全用电教育，提高学生的安全意识，使学生学会一些自救的方法，让学生在遇到危险时能采取一定的安全措施，保护自己，以及熟悉各种电气事故产生的原因和处理电气事故的实用操作措施，减少电气事故的发生。提供演示及版权证书。
5) PLC: 西门子S7-200Smart SR40 220VAC
6) 伺服：西门子6SL3210-5FE10-4UA0
7) 变频器：MM420
8) 步进驱动器：XY系列
9) 触摸屏：TPC7062KX，7寸
10) 机器人：机器人：三菱 RV-2F-1D-S11
11) 设备重量：330kg
12) 单站尺寸：L600mm×W720mm×H1500mm
13) 设备尺寸：L4800mm×W720mm×H1500mm
14) 工作站尺寸：L4800mm×W2500mm×H1500mm
15) 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。
16) 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。
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℃）海拨＜4000m
3、装置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：187×70×158cm3（也可按客户要求定制长2.1米，宽80公分的台面，便于放置示波器）
五、装置的基本装备
1、DK01电源控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
（1）交流电源（均带有过流保护措施）
提供交流电源：直流调速档为三相交流电200V/3A。
交流调速档为三相交流电240V/3A。
（2）高压直流电源
励磁电源：220V（0.5A），具有输出短路保护。
（3）指示及测量仪表
1．交流数字电压表：可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压，精度1.0级；
2．真有效值交流数字电压表一只：测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，为交流调速系统提供电压指示；
3．真有效值交流数字电流表一只：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示功能，为调速系统提供电流的指示；
4．直流数字电压表一只：测量范围0～500V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级，为调速系统提供电压指示；
5．直流数字电流表一只：测量范围为0～5A，三位半数显，精度0.5级，为调速系统提供电流指示。
（4）人身安全保护体系
三相隔离变压器一组：三相电源首先通过三相漏电保护器，然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器，使输出与电网隔离（浮地设计），对人身安全起到一定的保护作用。
电流型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
电压型漏电保护装置：控制屏若有漏电现象，即切断电源。
实验连接线及插座：强、弱电连接及插座分开，不能混插。
强电连接线及插座采用全封闭工艺，使用安全、可靠、防触电。
（5）实验管理器
具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
（6）控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设有两根钢管，可挂置实验部件，凹槽底部设有3芯插座，挂件的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。
2、DK02实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，形状似长方体封闭式结构，造形美观大方；设有两个大抽屉、柜门，用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局。
3、DQ03－1固定电机导轨、测速发电机及智能数显转速表
4、DQ27三相可调电阻（每组900Ω×2/0.41A）
5、DK03晶闸管主电路
提供12只5A/1000V的晶闸管，每只晶闸管均设有RC吸收和保险丝保护装置，晶闸管可通过外加触发信号进行触发（留有触发脉冲输入接口），可更好的完成设计性实验。设有带镜面精密指针式直流电压表±300V，精度1.0级带镜面直流电流表±2A，精度1.0级各一只和平波电抗器一组。
6、DK04三相晶闸管触发电路
提供三相触发电路、功放电路，脉冲变压器等，与“DK03”配套使用。
7、DK06电机调速控制实验（Ⅰ）
提供以下模块：电流反馈与过流保护（FBC+FA）、给定器（G）、转速变换器（FBS）、速度调节器（ASR）、反号器（AR）、电流调节器（ACR）等
8、DK10可调电阻、电容箱
提供耐压AC63V的可调电容三组，调节范围为0.1～11.37µF，0～999kΩ十进制可调电阻两组；供电流调节器，速度调节器反馈回路使用，可灵活改变调节器的放大倍数及积分时间。
9、DK12变压器实验
提供三相芯式变压器一个（该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V），用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验；还设有三相不控整流电路等模块。
10、DK14单相交直交变频原理
根据普通高等教育"九五"国家级重点教材王兆安，黄俊主编的《电力电子技术》（第四版）的内容进行开发。用于展示交直交变频原理，主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法，了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用，能完成如下实验项目：
1）SPWM波形成的过程；
2）交直交变频电路在不同负载（电阻，电感）时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响；
3）IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。
11、DK17双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统
通过对四个桥臂上IGBT管的触发控制，来实现对可逆直流他励电机进行调速的目的，主要由三大部分组成，即主回路部分、控制电路部分和调节部分。主回路由 直流电源、四种IGBT管组成；控制回路部分由专用芯片产生PWM脉冲波，PWM波脉冲发生器产生的四路控制脉冲，分别驱动四个桥臂的IGBT管；调节部 分由两个PI调节器组成，并通过速度环、电流环构成的反馈回路使电机的转速稳定运行在给定的转速下。本实验箱可完成的实验项目有：（1）、全桥DC/DC 变换电路实验（2）、双闭环可逆直流脉宽调速实验。
12、DK06-1电机调速控制电路（II）
提供以下模块：零电平检测（DPZ）、转矩极性鉴别（DPT）、逻辑控制（DLC）。
13、DQ07-1直流发电机(DC220V，240W)
14、DQ09直流并励电动机（Un=DC220V，IN=1.1A，PN=185W，n=1500RPM，绝缘等级E）
15、DQ11三相线绕式异步电动机（AC220V，接法Y，转速1380RPM，功率120W,电流0.6A，绝缘等级E）
16、GDQ12线绕式异步电机起动与调速电阻箱
提供0、2、5、15、35五档同轴联调的三相绕线异步电动机转子起动、调速电阻一组。
17、SVPWM变频器调速系统
提供工业变频器（单相220V供电，0.4KW）1只，采用专用DSP电机主控IC，电压矢量控制，纯正的SVPWM输出；主电路IPM模块为功率驱动核心部件，内置过流、短路、过温等多种可靠保护，故障率极低；输出频率范围从0.1－400HZ，精度：0.1HZ。
18、实验连接线：
根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。
19、教学软件
1、用电安全与触电急救仿真教学软件
软件采用二维与三维结合的虚拟画面，教导学生用电的安全和急救方法，软件内设有单相触电、两相触电、跨步触电、低压触电急救、高压触电急救、人工呼吸救护法、牵手呼吸救护法、胸外心脏按压就护法等原理讲解与教学，单相触电分维修带电断线、维修插座触电、室外触电等原理演示。低压触电和高压触电教学主要为学生讲解演示如何解救处于低压触电或者高压触电时的人，人工呼吸救护法、牵手呼吸救护法、胸外心脏按压就护法采用采用3D虚拟仿真技术展示，经过渲染和润色，使模型看起来与真实部件一般无二，画面逼真。通过实训能够对学生进行实训室安全用电教育，提高学生的安全意识，使学生学会一些自救的方法，让学生在遇到危险时能采取一定的安全措施，保护自己，以及熟悉各种电气事故产生的原因和处理电气事故的实用操作措施，减少电气事故的发生。
2、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。
3、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。
4、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、本装置能开设的实验项目
（一）电力电子技术实验项目
1．三相半波可控整流电路实验
2．三相桥式半控整流电路实验
3．三相半波有源逆变电路实验
4．三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
5．单相交流调压电路实验
6．三相交流调压电路实验
(二）典型电力电子器件线路实验
1．单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电路实验
2．全桥DC/DC变换电路实验
（三）直流电机调速实验（直流电机运动控制系统）
1．晶闸管直流调速系统参数和环节主要单元的调试
2．带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统实验
3．转速、电流双闭环直流调速系统实验
4．逻辑无环流可逆直流调速系统实验
5．转速、电流双闭环可逆直流脉宽调制PWM调速系统（H桥、IGBT）
（四）交流电机调速系统实验（交流电机运动控制系统）
1．双闭环三相绕线异步电机调压调速系统实验
2．双闭环三相绕线异步电机串极调速系统实验
3．基于DSP空间电压矢量调制SVPWM变频器的三相异步电机变频调速实验。
七、装置配置清单
|
序号 |
编号 |
名称 |
数量 |
备注 |
|
1 |
DK01 |
电源控制屏 |
1件 |
|
|
2 |
DK02 |
实验桌 |
1张 |
|
|
3 |
DQ03-1 |
电机导轨、测速发电机及数显转速表 |
1件 |
|
|
4 |
DQ27 |
三相可调电阻（每组900Ω*2/0.41A） |
1件 |
|
|
5 |
DK03 |
晶闸管主电路 |
1件 |
|
|
6 |
DK04 |
三相晶闸管触发电路 |
1件 |
|
|
7 |
DK06 |
电机调速控制实验（Ⅰ） |
1件 |
|
|
8 |
DK10 |
可调电阻、电容箱 |
1件 |
|
|
9 |
DK12 |
变压器实验 |
1件 |
|
|
10 |
DK14 |
SPWM单相交直交变频原理 |
1件 |
|
|
11 |
DK17 |
双闭环H桥DC/DC变直流调速系统 |
1件 |
|
|
12 |
DK06-1 |
电机调速控制系统（Ⅱ） |
1件 |
|
|
13 |
DQ07-1 |
直流发电机（220W） |
1台 |
|
|
14 |
DQ09 |
直流他（并)励电动机 |
1台 |
|
|
15 |
DQ11 |
三相线绕式异步电动机 |
1台 |
|
|
16 |
GDQ12 |
线绕式异步电机转子专用箱 |
1件 |
|
|
17 |
BP |
变频器调速系统 |
1件 |
|
|
18 |
高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件 |
1套 |
||
|
19 |
指导书 |
实验指导书 |
1套 |
