SBGJD-04型典型机电设备安装与控制实训装置（ SMART配置）
1、设备外观图
图片仅供参考，以实际配置为准
二、设备概述
本设备采用型材结构，包括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、交流电机及变频器调速单元、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、滚珠丝杆单元、蜗轮蜗杆单元等。采用工业用元器件，所有传感器、执行器、控制器的接口均是开放的，操作方便，采用模块化设计，接口统一，可做到电机互换方便，是一种典型的机电一体化实训考核装置，适合相关院校相关专业的教学、培训以及考核。
本设备适合机电设备安装与维修、机电技术应用、机械专业、电气运行与控制、电气技术应用等的教学与实训。
通过该设备的实训，可了解掌握相关PLC控制技术、传感器和编码器应用技术、常用电机的控制及调速技术、典型机械传动应用技术和组态监控技术等。
三、技术参数
1、交流电源：三相五线 AC 380 V±10% 50Hz；
2、温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；
3、外形尺寸：长×宽×高=1200mm×800mm×1050mm；
4、整机功耗：≤1.5 kVA；
5、安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线
四、功能特点
1、本设备有机融合了机械技术（包括气动技术）、传感器技术、交流电动机变频调速技术、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、无刷电机驱动控制、检测技术、触摸屏技术、PLC控制技术、平皮带传动技术、丝杆传动技术、蜗轮蜗杆传动技术、同步带传动技术等，体现了现代制造业生产过程的特征。
2、整体结构采用开放式和拆装式，能方便地更换模块，按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。
3、用于教学，可按工作过程导向，工学结合的模式规划教学活动，完成不同的工作任务。
4、该实训考核装置PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，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，则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。
五、实训项目
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， 1.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。
皮带输送带电机综合控制（PLC、触摸屏、异步电机、直流无刷电机、编码盘）：丝杠传动综合控制（PLC、触摸屏、步进电机、伺服电机），转动摆台定位控制（PLC、触摸屏、步进电机、伺服电机
六、设备配置
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序号 |
名称 |
主要技术指标 |
数量 |
单位 |
|
1 |
工作台 |
1200mm×800mm×840mm |
1 |
张 |
|
2 |
西门子PLC |
CPU ST40DC/DC/DC主机模块 24DI/16DO |
1 |
台 |
|
3 |
西门子扩展模块 |
EM AM06 模拟量扩展模块 4AI/2AO |
1 |
台 |
|
4 |
西门子变频器 |
MM420 功率≥0.75kW |
1 |
台 |
|
5 |
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 |
|
6 |
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 |
|
7 |
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 |
|
8 |
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 |
|
9 |
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 |
|
10 |
触摸屏模块 |
7英寸 |
1 |
套 |
|
11 |
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 |
|
12 |
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 |
|
13 |
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 |
|
14 |
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 |
|
15 |
工件 |
含金属塑料工件 |
1 |
套 |
|
16 |
电源线 |
单相三芯电源线 |
2 |
根 |
|
17 |
实训导线 |
强电、弱电连接导线 |
1 |
套 |
|
18 |
PLC编程电缆 |
2 |
根 | |
|
19 |
配套光盘 |
PLC编程软件、使用手册、程序等 |
1 |
套 |
|
20 |
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 |
|
21 |
挂线架 |
1 |
个 |
易损件：
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序号 |
名称 |
数量 |
单位 |
|
1 |
扎带 |
1 |
包 |
|
2 |
红色插针 |
0.5 |
包 |
|
3 |
蓝色插针 |
0.5 |
包 |
|
4 |
绿色插针 |
0.5 |
包 |
|
5 |
黄色插针 |
0.5 |
包 |
|
6 |
φ4橙色气管 |
20 |
米 |
|
7 |
φ4蓝色气管 |
20 |
米 |
|
8 |
φ4节流阀 |
5 |
只 |
|
9 |
φ4快速接头 |
6 |
只 |
|
10 |
磁性开关 |
3 |
只 |
机械机构基础实验台、机构创新组合实验台、动平衡原理实验台、轴系结构设计实验箱、机构搭接测试实验台、齿轮范成仪、车角量角仪 |
