运动控制综合设计实训装置,运动控制 -上海硕博公司 -

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2021年6月7日

运动控制综合设计实训装置,运动控制

SBPJW-2B型运动控制综合设计实训装置

一、概述

针对各高等院校须同时开设"可编程控制器(PLC)"机电一体化等教学的需求本企业研发了自动化综合设计实训装置，它集可编程控制器、通信编程器、模拟控制实验板、实物于一体，可直观地进行单片机原理及各个应用领域的实验、多个 PLC 实际应用的模拟实验及实物对象实验实训，同时也为高层次的机电一体化综合设计开发实验、实训提供良好的条件。为了结合教学要求，设计过程中参考了国内多种教材，从中精选出最具典型性的实验项目适合各高等院校开设的"单片机数据通信技术"、"可编程控制器技术"、"可编程控制器及其应用"、电气控制技术、机电一体化技术、运动控制技术等课程的实验实训教学。

二、系统特点

(1)可靠性、灵活性强提供实验所需的+24V 直流电源，设计时将容易损坏的功能及对学生没有技能要求的线路直接接好，保证设备的可靠性。设有电流型漏电保护器充分保证人身安全。学生可充分利用面板上的资源进行实验，灵活方便。

(2)直观性强面板布局合理、图线清晰分明，板上印有必需的文字说明，学生在没有说明书的情况下也可完成所有的实验。在保证接线正确、编制程序无误的情况下，只要细心地操作，就能形象、直观地显示程序执行的过程和结果，从而检验编程的正确性。

(3)采用先进、易用的PLC 配备多种德国西门子主流可编程控制器和通信模块，配套西门子通信编程电缆。

(4)组态棒图教学采用MCGS 工控组态软件，所有实验都已编辑出形象直观、动感强、教学效果好的组态棒图，进行实验动态跟踪教学。

（5）实验对象形象逼真，接近工业现场的实际应用，通过本装置的训练，学生很快就能适应工业现场的工作。

（6）实训项目齐全，含数字量、模拟量、变频调速、触摸屏、网络通讯等。

三、技术性能指标

1.输入电压：三相四线制 380V±10%50Hz

2.工作环境：环境温度范围为-5～+40℃，相对温度＜85%(25℃)

3.装置容量：＜1.5KVA

4.尺寸：长 x 宽 x 高>1800×650×1650mm

四、系统配置

该电气综合实训平台包括由单面立式网孔板、电源模块、多种PLC编程模块、按钮指示灯模块、搬运、温控检测、从站系统、触摸屏、变频器及三相电机机组等组成环节，涉及到气动控制、机械、传感器应用、PLC控制和组网、步进电机位置控制、交流伺服控制等多门综合技术。系统中的每个环节可设计成单个可以自由移动的模块工作站，方便师生自主设计组合成各种类型的实训；该套设备应包括：

1.实训控制屏：

1.1屏体：屏体采用优质钢材制作而成，厚度 1.5mm，优质铝合金封边条，整体美观大方。系统模块安装区采用半自动拉出式的抽屉结构、可设计成单、双系统控制样式，可自由移动。在合理的区域配置好电线槽及合理的工具箱。

1.2操作面板：设置了"启动"、"停止"、"复位"、"急停"等按钮和指示灯。

1.3电源模块

（1）需提供 AC380V、AC220V、DC24V/10A、DC±5V/1A、、DC±12V/1A 电源、总电源由钥匙开关、启停按钮控制，电网电压由指针式交流电压表监示。设有漏电保护空气开关、电压型漏电保护器、电流型漏电保护器。

（2）提供三相自动重合闸保护装置功能，如控制屏出现电源异常使系统电压或电流超过保护电路的极限值时，系统立即切断电源，对人身安全起到保护作用。

（3）提供两路三相四线 380V 电源进线，一路正常工作电源，一路备用电源，装有微机保护装置，电源自动投入装置。

（4）为确保操作者的安全，对设备设有足够的安全保护；对电源均有监视及保护等功能，总电源处设有可靠的接地保护，过流保护、短路保护、过载保护、过压保护，欠压保护、断相保护，缺相保护、错相保护等安全措施，参数选用可整定，使用安全可靠。

2.中型PLC可编程控制器实验系统：

（1）CPU 1215C DC/DC/DC 可编程控制器：125 KB 工作存储器；24VDC 电源，板载 DI14 x 24VDC 漏型/源型，DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板载 6 个高速计数器和 4 个脉冲输出；0.04 ms/1000 条指令。

（2）数字量输入输出模块：数字量输入/输出模块 DI16 x 24VDC 漏型/源型及 DQ16 x 24VDC；可组态输入延时；

（3）模拟量输入输出模块：模拟量 I/O 模块 AI4 + AQ2；插入式端子排；输入：13 位， 2.5V、5V、10V，0 到 20mA；可选择频率抑制；可选择滤波；诊断可组态；输出：+/-10V，0 到20mA；诊断可组态；

（4）通信模块：CM 1241带有 RS422/RS485 接口的通信模块；

（5）电源模块：PM1207采用和可编程控制器同一品牌（西门子），负载电源电压 120/230VAC:24VDC/2.5A； (6)存储卡4M及通信编程电缆。

3.PLC可编程控制器实验系统(配一套)

（1）CPU 1511C-1 PN 可编程控制器：带显示屏的 CPU；工作存储器可存储 175 KB 代码和1 MB 数据；位指令执行时间 60 ns，带 DI16/DQ16，AI5/AQ2，数字量输入模块 DI 16xDC24V，；数字量输出模块 DQ 16xDC24V/0.5A；模拟量输入模块 AI 4xU/I、AI 1xRTD，16 位，；模拟量输出模块 AQ 2xU/I，16 位；6 个通道用于计数与测量，频率输出（最高 100 kHz)；

（2）数字量输入输出模块：数字量输入模块 DI16 x 24VDC；数字量输出模块 DQ16 x 24VDC/0.5A；每组 4A ；

（3）模拟量输入输出模块：模拟量输入模块 AI4 x U/I/RTD/TC 16 位；带有 RTD 测量功能；共模电压 10 V；；模拟量输出模块 AO2 x U/I 16 位；

（4）通信模块：通信模块：CM PtP RS422/485 BA_1 具有 RS422/485 接口的通信模块；

（5）电源模块：PM1507采用和可编程控制器同一品牌（西门子），负载电源电压 120/230VAC:24VDC/3A； (6)存储卡4M及通信编程电缆。

4.触摸屏配有 MCGS 7 寸 TPC7062TI 触摸屏，分辨率 800×480，具备以太网接口。可以在触摸屏上面设置动作的任意变量，通过 PLC 采集，将数据结果显示在画面上面。另外还可以进行信息的存储，查询等功能。

5.变频器采用西门子 G120C （以太网通讯） 0.75KW 变频器，三相 380V 输入，订货号： 6SL3210-1KE12-3UF2；配备BOP 基本操作面板及 DP 通讯模块，同时配备DQ20-1 三相交流电机一台，电机安装于专用的不锈钢电机导轨上面。

6.搬运模块驱动机构由伺服电机及伺服电机驱动器。定位执行机构，传动轴均为滚珠丝杆传动，传动平稳，可实现前后两方向的运动，触摸屏、上位机软件可以直接管理存取对象的出/入库、统计分类等工作。采用西门子系列 PLC 控制，接线端口，实训桌等。急停按钮和启动/接止按钮。控制面板由数码显示、状态显示和三维运动机械手动操作按钮组成，完成对出/入库的手动控制操作。对象可自由缩进和伸出，有利于利用实验室空间

7.仓储单元

1）功能：仓储单元在本系统中的最末单元，完成对上一单元搬运来的工件对应系统的结果把工件放入不同的库位。定位到立体库台的各个库位。

2）组成：主要由搬运手臂装置和立体库两大机构组成，再结合固定支架，电磁阀组，采用西门子系列 PLC 控制，接线端口，实训桌等。

8.电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表具有电压反馈信号；同时设有光电编码信号输出，包括 A、B 两个通道；能够完成各种速度开/闭环及定位实训。能保证电机与编码盘之间连接的同心度不超过±5 丝，电机运行噪声小，实训参数典型，能较好满足实训要求。在导轨面板上设有五位数显转速表，显示当前转速。包含光码盘测速系统（配有欧姆龙 1024 光电编码器）、数显转速表及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好。

9.小车运动控制实训模块:能同时实现小车运动控制实验，定位及定时、往返控制等，也能实现电机的常规控制。

10.温度控制模块:温度的控制过程必须能将温度检测传感器采集的内、外部环境温度与设定温度值进行比较， PLC 模拟量模块根据温差值输出模拟量来控制加热器电压从而控制加热的快慢，根据温差值给出风机相应信号来切换风机的高速、低速、停止三种运行模式。光照控制是根据温差值及内外光照信号来控制遮阳网的动作。整个实训过程既可以通过上位机软件进行控制和实时监控又可进行手动控制。对象可自由缩进和伸出，有利于利用实验室空间。

11.运动控制开发测试仪

（1）转矩测量范围 0～2N.m，精度不低于 3%；

（2）转速测量范围 0～3000r/min，精度不低于 0.2%；

（3）能够完成常规加载、M-S 加载功能；

（4）能够实时显示负载特性曲线，自动记录并显示测量数据，显示采用 4.3 寸彩色图形液晶，测试的实验数据（为了使绘制 M-S 曲线更加圆滑，液晶屏上面显示不少于 20 组转速和转矩数据）等。

12.PLC 控制基础模块完成抢答器、音乐喷泉、装配流水线、交通灯、水塔水位、天塔之光、自动装料车、传送带、多种液体混合、邮件分拣、自动轧钢、机械手、三层电梯、LED 数码显示、步进电机、继电接触控制。

13.可移动式豪华电脑桌，设计合理，结构轻巧，非常牢固、美观，多重利用，可用于学生上课，当课桌用，非常实用，优于普通的型材结构的电脑桌。