SKGMT-34型 典型机電(diàn)设备安装与控制实训装置
所属类别:机電(diàn)一體(tǐ)化系列
·设备外观
·设计简述
实训装置整體(tǐ)设计采用(yòng)开放可(kě)拆装式型材结构,其上安装有(yǒu)交流伺服電(diàn)机及驱动单元、步进電(diàn)机及驱动单元、直流调速電(diàn)机及驱动单元、交流電(diàn)机及变频调速单元、触摸屏单元、PLC及A/D D/A单元、传感器及旋转编码器单元、皮带传送单元、丝杆模组单元、蜗轮蜗杆单元。采用(yòng)工业元器件,所有(yǒu)传感器、执行器、控制器接口开放,培训内容包含:PLC(数字量和模拟量)技术,传感器及旋转编码器技术、直流调速電(diàn)机特性研究、步进電(diàn)机特性研究、交流伺服電(diàn)机特性研究、特种電(diàn)机控制技术、触摸屏技术、位置及速度控制技术、机械传动(皮带传动、丝杆模组传动及蜗轮蜗杆传动)技术、组态软件监控技术等。·主要参数
1、工作電(diàn)源:三相四線(xiàn)AC380V±10% 50Hz;2、工作环境:温度-10℃~+40℃,相对湿度≤85%(25℃),海拔<4000m;
3、装置容量:≤1.0KVA;
4、外形尺寸:1350mm×970mm×1300mm;
5、安全保护:具有(yǒu)接地保护、漏電(diàn)保护,安全符合國(guó)家标准。
·组成及功能(néng)
实训装置有(yǒu)机融合了机械、電(diàn)气、传感器、交流電(diàn)机变频调速、直流调速電(diàn)机控制、步进電(diàn)机驱动控制、伺服電(diàn)机驱动控制等机電(diàn)一體(tǐ)化技术。实训装置主要由实训桌、可(kě)编程控制器、触摸屏、变频器、步进系统、伺服系统、直流電(diàn)机、三相鼠笼電(diàn)机、電(diàn)机导轨、磁粉离合器、同步電(diàn)机、三相多(duō)功能(néng)表、工具箱配套资料、電(diàn)脑桌(选配)等组成。可(kě)根据实训要求进行不同方式的组合,丰富实验内容。
(一)实训桌
实训桌主體(tǐ)由型材框架、型材桌面板、封板、操作面板、自吸合双开门、多(duō)功能(néng)网孔板和万向轮等组装而成。
其中框架采用(yòng)8040R和4040型工业型材组成搭接而成,外侧配有(yǒu)橙色衬条装饰;型材桌面板采用(yòng)工业标准2080铝型材并通过1.5mm冷轧钢板组装而成,内置专用(yòng)螺母,可(kě)自由固定各种机械机构,固定方式≥200种,可(kě)以完成更多(duō)的实训操作;封板采用(yòng)≥1.2mm冷轧钢板制作,橘红色喷塑处理(lǐ);
桌前设有(yǒu)控制面板,按钮面板采用(yòng)≥1.2mm冷轧钢板橘色喷塑处理(lǐ),且呈50°斜角,符合人體(tǐ)工程學(xué),方便操作;面板安装有(yǒu)启动、停止、复位、急停按钮并配置触摸屏安装位,用(yòng)于进行工作站各项控制功能(néng),按钮均配有(yǒu)透明翻盖式保护罩,防止发生误触。
实训桌正面下方设有(yǒu)自吸合双开门,采用(yòng)铝合金高强度合页固定,前门板设置≥300mm×300mm有(yǒu)深棕色有(yǒu)机玻璃观察窗,设备维护方便。
实训桌内部设有(yǒu)多(duō)功能(néng)网孔板机构,网孔采用(yòng)5mm椭圆長(cháng)孔,整體(tǐ)设计规范、合理(lǐ),電(diàn)气元器件在任何角度、任何方位都能(néng)轻松装配、调整。
实训桌底部安装有(yǒu)4个高强度带刹車(chē)万向轮方便实训装置的移动和固定。
(二)可(kě)编程控制器
采用(yòng)西门子高性价比小(xiǎo)型PLC产品S7-200 Smart CPU ST30,供電(diàn)電(diàn)压DC20.4~28.8V,集成18路数字量输入(DC24V 4mA,漏型・源型可(kě)切换)/12路数字量输出(晶體(tǐ)管源型输出),内置18KB程序存储器、12KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器(最大200KHz),3轴高速脉冲输出(最大100KHZ),集成RS485接口、以太网接口,支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信,配有(yǒu)通信编程電(diàn)缆。
触摸屏采用(yòng)昆仑通态MCGS TPC7032KT,供電(diàn)電(diàn)压24±20%VDC,Cortex-A8 CPU,主频600MHz,内存128M; 7英寸高亮度TFT液晶显示屏,分(fēn)辨率800×480,四線(xiàn)電(diàn)阻式触摸屏(分(fēn)辨率4096×4096);集成RS232、RS485、USB接口,可(kě)扩展CAN总線(xiàn)接口,产品经CE/FCC认证,防护等级IP65,预装MCGS嵌入式组态软件(运行版),具备强大的图像显示和数据处理(lǐ)功能(néng)。
采用(yòng)西门子基本型变频器V20,功率0.55kW,供電(diàn)電(diàn)压3AC~380V,输出频率0~550Hz,精度0.01Hz。带有(yǒu)RS485通信接口,集成4路数字量输入,2路继電(diàn)器输出,2路模拟量输入,1路模拟量输出;具有(yǒu)線(xiàn)性V/F控制、平方V/F控制、可(kě)编程多(duō)点设定V/F控制,磁通電(diàn)流控制、電(diàn)压/频率控制等工作模式;可(kě)进行PID控制、BICO功能(néng)、多(duō)脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多(duō)泵控制、弹性電(diàn)压提升控制、摆频功能(néng)、滑差补偿、双斜坡、PWM调制;具备霜冻保护、冷凝保护、气穴保护、动能(néng)缓冲、负载故障检测功能(néng)。
(三)步进系统
配置 42 型步进系统(两相四線(xiàn))步进系统输入電(diàn)压要求 DC20~36V,斩波频率大于 35KHZ,電(diàn)流要求可(kě)由开关设定,最大驱动電(diàn)流要求 1.68A/相,细分(fēn)要求可(kě)选 2、4、8、16、32、64,双极性恒流斩波方式,静止时電(diàn)流自动减半。要求配套 42 型步进電(diàn)机,步距角 1.8,電(diàn)压 3.8V,電(diàn)流0.95A,電(diàn)阻 4 欧,電(diàn)感 3mH,引線(xiàn)数 4,转动惯量 34g.cm2。并配有(yǒu) AB 双相编码器检测、转盘显示和安装支架方便固定在实训台上。编码器:编码器工作電(diàn)压 DC5~24V,外径 38mm,孔径/轴径 6mm(可(kě)定制),分(fēn)辨率 1024CPR,推挽输出,响应频率≥100KHz,支持转速≥6000RPM,上升-下降时间≤1us。
(四)伺服系统
高效伺服系统 V90,0.2KW,供電(diàn)電(diàn)压 1AC~240V,集成 10 路数字量信号输入(NPN/PNP),6 路数字量信号输出(NPN),2 路模拟了输入(±10V,分(fēn)辨率 13 位),2 路模拟了输出(±10V,分(fēn)辨率10 位),具有(yǒu)位置、速度、扭矩等多(duō)种控制方式,支持脉冲输入(最高可(kě)达 1Mpps)、模拟電(diàn)压、通讯设定多(duō)种指令;7 段 LED 显示,参数实时自动优化;電(diàn)机最大扭矩 1.91Nm,最大電(diàn)流 4.2A,转速 3000r/min,配有(yǒu)增量编码器 2500ppr,振动等级 A 级,径向抖动公差 N 级。伺服電(diàn)机工作電(diàn)压 230V 3AC PN = 2kW;NN = 3000rpm M0=6.37Nm;Mn=6.37Nm 轴高度 50mm 实际值编码器 20 位(12 位 多(duō)匝)光滑的轴 公差 N,带抱闸, 防护方式 IP65,带 密封圈与驱动器 V90 兼容。
(五)直流電(diàn)机
ASLONF JGB37-555 微型直流减速電(diàn)机 電(diàn)压 6-36V,要求配有(yǒu)转盘显示和安装支架方便固定在型材铝合金实训平台上。
(六)三相鼠笼异步電(diàn)动机
電(diàn)机经过特殊工艺处理(lǐ),保证实训安全,電(diàn)机接線(xiàn)部分(fēn)采用(yòng)专业护套插座, 材质采用(yòng)螺杆螺母全铜(垫片钢),外壳為(wèi)绝缘 ABS,操作安全可(kě)靠,无触電(diàn)风险;配套安全型护套公插 对公插(可(kě)续插)实验导線(xiàn),材质為(wèi)多(duō)股纯铜丁晴超柔软線(xiàn),耐压 3KV,線(xiàn)径 1 平方,有(yǒu)效防止触電(diàn)危险发生;電(diàn)机底部配有(yǒu) 4 个减震底脚,有(yǒu)效的防止与桌面的摩擦和電(diàn)机运行可(kě)能(néng)产生的振动问题。
(七)磁粉离合器
采用(yòng)直流 24V 控制,扭矩 6N*M。
(八)電(diàn)机导轨
固定電(diàn)机的导轨。
(九)三相多(duō)功能(néng)表
用(yòng)于显示发電(diàn)机及 UPS 電(diàn)源的各项输出特性、三相電(diàn)流的测量。
(十)同步電(diàn)机
微型低速永磁同步交流電(diàn)机 交流 220V 電(diàn)流 0.1A,要求配安装支架方便固定在网孔板上
(十一)工具箱
配备含内六角扳手、電(diàn)烙铁、焊锡丝、烙铁架、尖嘴钳、剥線(xiàn)钳、压線(xiàn)钳、剪刀(dāo)、斜口钳、十字螺丝刀(dāo)、一字螺丝刀(dāo)、钟表螺丝刀(dāo)、万用(yòng)表、電(diàn)工胶带。
(十二)配套资料
含配套程序、实训指导书、可(kě)编程控制器视频教程等
(十三)電(diàn)脑桌
主體(tǐ)部分(fēn)采用(yòng)工业标准铝型材(规格30×30)组装而成,封板采用(yòng)1.5mm冷轧钢板喷塑处理(lǐ);
桌面上方设置有(yǒu)显示器围栏,采用(yòng)1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔,既美观又(yòu)实用(yòng),防止显示器坠落;
键盘铁质材料加工喷塑而成,通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方,抽出缩回自如;
桌體(tǐ)配有(yǒu)4个带刹車(chē)万向轮,方便電(diàn)脑桌移动和固定。
尺寸:600mm×500mm×1000mm(桌面离地800mm)。
·实训项目
(一)触模屏实训1、触模屏与PLC之间的通讯
2、触模屏监视電(diàn)机的运行状态和控制電(diàn)机的运行参数
3、基于触摸屏→PLC→数字伺服(步进驱动)方式的运行曲線(xiàn)组态显示控制
4、基于触摸屏→PLC→交直流電(diàn)机方式的运行曲線(xiàn)组态显示控制
(二)PLC训练
1、基本指令编程练习
2、高级指令编程实训
3、利用(yòng)PLC控制(脉冲、模拟量),步进電(diàn)机、变频器、伺服電(diàn)机、直流调速電(diàn)机
4、用(yòng)PLC采集各种传感器信号
5、PLC采集旋转编码器信号
(三)三相异步電(diàn)机变频调速
1、变频器功能(néng)参数设置与操作
2、变频器报警与保护功能(néng)
3、多(duō)段速度选择变频调速
4、外部端子点动控制
5、控制電(diàn)机运行时间操作
6、控制電(diàn)机正反转运动控制
7、外部模拟量(電(diàn)压/電(diàn)流)变频调速
8、三相异步電(diàn)机的变频器闭环调速
(四)步进電(diàn)机
1、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長(cháng)度,观察运转特性
2、细分(fēn)特性研究:通过细分(fēn)拔码开关改变细分(fēn),观察步进電(diàn)机在低速运行时的振动和噪声变化,掌握细分(fēn)意义和如何计算细分(fēn)距角
3、驱动電(diàn)压的影响
4、驱动電(diàn)流的影响
(五)伺服電(diàn)机
1、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長(cháng)度,观察電(diàn)机运转特性
2、速度模式1:将伺服電(diàn)机的控制模式调整為(wèi)速度模式的外部控制方式,通过PLC的模拟量控制伺服電(diàn)机的运行,學(xué)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(yòng),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
3、速度模式2:将伺服電(diàn)机的控制模式调整為(wèi)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電(diàn)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(kě)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(lǐ)解
4、位置速度模式:将伺服電(diàn)机的控制模式调整為(wèi)位置速度模式,通过PLC的脉冲输出和模拟量输出控制電(diàn)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(kě)以了解伺服電(diàn)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(lǐ)解
(六)直流调速電(diàn)机
1、内部電(diàn)位器调速:调节電(diàn)位器使速度由慢到快,观察電(diàn)机在低速和高速和运行特性,比较与变频、伺服的區(qū)别
2、模拟量调速:PLC模拟量输出控制電(diàn)机的速度,编码器反馈作為(wèi)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
(七)各种传感器及编码器实训
1、光電(diàn)、電(diàn)感、電(diàn)容传感器的应用(yòng)
2、旋转编码器的应用(yòng)
3、丝杆传动综合控制(PLC、触摸屏、步进電(diàn)机、伺服電(diàn)机)
4、转动摆台定位控制(PLC、触摸屏、步进電(diàn)机、伺服電(diàn)机)