光機電一體化PLC實訓室建設方案
SB-235A型光機電一體化實訓考核裝置
光機電一體化PLC實訓室設備適合機電設備安裝與維修、機電技術應用、電氣運行與控制、電氣技術應用、電子電器應用與維修等專業(yè)和非機電類專業(yè)的必修課程模塊《可編程控制器技術》、《電器及PLC控制技術》或選修課程模塊、《PLC及其應用》的教學與實訓。
實訓室所配置設備主要包括實訓臺架、典型的機電一體化設備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產(chǎn)設備實訓模塊、接線端子排和各種傳感器等組成。所有工作站來源于真實的工作設備，并根據(jù)教學設備的特點進行改進。整體結構采用開放式和拆裝式，實訓裝置用于機械部件組裝，可根據(jù)現(xiàn)有的機械部件組裝生產(chǎn)設備，也可添加機械部件組裝其他生產(chǎn)設備，使整個裝置能夠靈活的按教學或競賽要求組裝具有生產(chǎn)功能的機電一體化設備。
通過對光機電設備的安裝，調(diào)試，程序編寫等操作、使學生快速掌握變頻器技術，觸摸屏技術，PLC技術，氣動技術，傳感器技術等專業(yè)知識，學生畢業(yè)后可以從事生產(chǎn)型企業(yè)工程工藝，自動化設置的安裝與調(diào)試等工作。
一、光機電一體化實訓考核設備概述
光機電一體化實訓考核設備適合機電設備安裝與維修、機電技術應用、電氣運行與控制、電氣技術應用、電子電器應用與維修等專業(yè)和非機電類專業(yè)的必修課程模塊《可編程控制器技術》、《電器及PLC控制技術》或選修課程模塊、《PLC及其應用》的教學與實訓。
光機電一體化實訓考核設備主要包括實訓臺架、典型的機電一體化設備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產(chǎn)設備實訓模塊、接線端子排和各種傳感器等組成。整體結構采用開放式和拆裝式，實訓裝置用于機械部件組裝，可根據(jù)現(xiàn)有的機械部件組裝生產(chǎn)設備，也可添加機械部件組裝其他生產(chǎn)設備，使整個裝置能夠靈活的按教學或競賽要求組裝具有生產(chǎn)功能的機電一體化設備。
二、光機電一體化實訓考核裝置技術參數(shù)
1、交流電源：三相五線AC 380 V±10% 50Hz；
2、溫度：-10～50℃；環(huán)境濕度：≤90％無水珠凝結；
3、外形尺寸：長×寬×高=1200mm×800mm×1500mm；
4、整機功耗：≤1.5 kVA；
5、安全保護措施：實訓臺桌面采用高絕緣、高強度、耐高溫的高密度板。具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國標標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線
三、光機電一體化實訓考核裝置功能特點
光機電一體化實訓考核裝置采用鋁合金導軌式實訓臺，模塊采用標準結構和抽屜式模塊放置架，互換性強；按具有生產(chǎn)性功能和整合學習功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。
光機電一體化實訓考核設備的PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，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，則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。
（1）PLC、變頻器及觸摸屏模塊：西門子S7-200smart CPU SR40數(shù)字量24點輸入/16點輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口, 1個485接口；變頻器V20功率：0.37KW；模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。人機界面采用昆侖通態(tài)7寸彩色觸摸屏，配套安裝支架，支架可固定與實訓臺架鋁合金臺面上。
（2）電源模塊：包括三相電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，熔斷器3只，單相電源插座2個，安全插座5個；按鈕模塊：24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只；鐵質(zhì)模塊，尺寸：300×285mm.。
（3）一體化接線排：接線排殼體上兩側相對設置有一初級接線區(qū)（接線端子）和一次級接線區(qū)（安全插座）；接線端子與對應的安全插座通過導電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設有固定用的螺孔，可以通過螺絲桿固定在實訓桌上。（4）送料裝置：圓型的送料盤，邊緣開有一出料口；通過送料盤機架與實訓臺固定；送料盤底部裝有直流減速電機，作為旋轉(zhuǎn)動力，并通過連軸器與送料盤內(nèi)部的螺旋葉片連接；送料槽其一段與出料口相連接。調(diào)整立柱上裝有一載料臺，高度與出料口平齊，通過光電傳感器檢測是否有物料。
（5）氣動機械手裝置：四自由度氣動機械手，氣缸及附屬傳感器；氣動手臂兩側裝有2個限位擋板，擋板上裝有電感傳感器、緩沖閥，進行對手臂的旋轉(zhuǎn)限位。整個搬運機構能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。
（6）物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機驅(qū)動，在傳送帶端點處設計有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個出料槽，對應位置有電感傳感器、光纖傳感器等同時正對料槽位置裝有推料氣缸，共計三個氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。
（7）設備臺架：采用鋁合金導軌式實訓臺，以經(jīng)氧化處理的高材質(zhì)20mm×80mm、30mm×60mm鋁合金作為設備主要框架材料，實訓臺采用單面單抽屜結構，采用拉出式的抽屜結構，底部裝有4個導向輪，方便實訓臺架移動， PLC、變頻器等模塊可以放置在抽屜上，整體結構為開放式和可拆裝式。外形尺寸為：1190mm×800mm×840 mm。
四、實訓項目
SB-235A型光機電一體化實訓考核裝置用于教學，可按工作過程導向，工學結合的模式規(guī)劃教學活動，完成以下工作任務：
1. 氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試項目：
選用該裝置配置的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動執(zhí)行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關等氣動控制元件，可完成下列氣動技術的工作任務：
1)氣動方向控制回路的安裝；
2)氣動速度控制回路的安裝；
3)擺動控制回路的安裝；
4)氣動順序控制回路的安裝；
5)氣動機械手裝置的安裝；
6)氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試；
2. 電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項目：
選用該裝置配置的PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列PLC應用技術工作任務：
1)電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫；
2)電動機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫；
3)氣動方向控制程序編寫；
4)氣動順序動作控制程序編寫；
5)氣動機械手控制程序編寫；
6)皮帶輸送機控制程序編寫；
7)機電一體化設備控制程序編寫；
8)自動生產(chǎn)線控制程序編寫。
3. 機電設備安裝與調(diào)試項目
選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：
1)傳動裝置同軸度的調(diào)整；
2)皮帶輸送機的安裝與調(diào)整；
3)搬運機械手設備安裝與調(diào)試；
4)物件分揀設備的安裝與調(diào)試；
5)送料設備的安裝與調(diào)試；
6)自動生產(chǎn)線設備安裝與調(diào)試。
4. 自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試項目
選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：
1)多種傳感器的安裝與調(diào)試；
2)機械手的自動控制；
3)皮帶輸送機的自動控制；
4)機電一體化設備的自動控制；
5)PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試；
6)自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試。
SB-235A型光機電一體化實訓考核裝置用于考核或技能競賽，可考察的職業(yè)能力：
1)機械構件的裝配與調(diào)整能力；
2)機電設備的安裝與調(diào)試能力；
3)電路安裝能力；
4)氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力；
5)機電一體化設備的控制程序的編寫能力；
6)自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力。
五、光機電一體化實訓考核設備配置
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序號 |
名稱 |
主要元件或型號、規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
1 |
實訓桌 |
1500×800×840 mm |
1張 |
桌臺采用的是20*80的鋁型材。 |
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2 |
觸摸屏模塊 |
TPC 7062 7英寸工業(yè)彩色觸摸屏 |
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1塊 |
|
3 |
PLC模塊 |
西門子S7-200smart CPU SR40數(shù)字量24點輸入/16點輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口, 1個485接口； |
1套 |
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|
4 |
變頻器模塊 |
變頻器V20功率：0.37KW |
1塊 |
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5 |
電源模塊 |
三相電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，單相電源插座2個； |
1塊 |
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|
6 |
按鈕模塊 |
24 V/6 A兩組5V/6 A一組；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只； |
1套 |
|
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7 |
螺旋上料部件 |
減速電機1只，光電開關1只； |
1套 |
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8 |
氣動機械手部件 |
單出雙桿氣缸1只，單出桿氣缸1只，氣手爪1只，旋轉(zhuǎn)氣缸1只，磁性開關6只，雙控電磁換向閥1只，單控電磁閥3只； |
1套 |
|
|
9 |
皮帶輸送機部件 |
三相減速電機（380 V，輸出轉(zhuǎn)速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條； |
1套 |
|
|
10 |
物件分揀部件 |
單出桿氣缸3只，金屬傳感器1只，光傳感器2只，磁性開關3只，物件導槽3個，單控電磁換向閥3只 |
1套 |
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11 |
接線端子模塊 |
接線端子和安全插座 |
1塊 |
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12 |
物料 |
金屬7個，尼龍黑白各7個 |
各7個 |
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13 |
安全插線 |
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1套 |
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14 |
氣管 |
Φ4\Φ6，氣管為藍色，每臺配有足量氣管 |
1套 |
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15 |
PLC編程線纜 |
|
1條 |
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16 |
交換機 |
5口 |
1臺 |
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17 |
觸摸屏與計算機通信線 |
|
1條 |
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18 |
觸摸屏與PLC通信線 |
|
1條 |
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19 |
配套工具 |
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1套 |
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20 |
產(chǎn)品配套光盤 |
|
1套 |
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