工業智能化控制實訓裝置

來源：作者：發布時間：2016-10-10 17:12:28

工業智能自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術，包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分。工業智能化控制實訓裝置分別為上料檢測單元、操作手單元、加工單元、提取單元、傳送帶單元、搬運單元、安裝單元、分類倉儲單元和總控平臺組成。適合于機械制造、機電一體化、自動化、電氣工程等專業的《機電傳動與控制》、《運動控制》、《機電一體化技術》、《計算機控制技術》、《檢測與轉換技術》、《可編程控制技術》等課程。

EMS網絡型模塊式柔性自動化生產線實驗系統

EMS網絡型模塊式柔性自動化生產線實驗系統是一種典型的柔性自動生產線，由9個單元組成，每站均配有獨立的PLC ，均安裝在工業型材桌面上，系統中的機械結構、電氣控制回路、執行機構完全獨立，主要結構件全部采用鋁質材料加工而成，美觀大方，學生可自行組裝，接線，編程及調試。

實驗系統工業現場總線和標準的電氣接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP多種通信方式。系統具備組態軟件、編程軟件、管理軟件功能，如MCGS、STEP7、人機交換和MES生產管理系統軟件等。

EMS網絡型模塊式柔性自動化生產線實驗系統組成、功能及技術參數：

(一)上料檢測單元

由料斗、回轉臺、貨臺、螺旋導料機構、平面推力軸承、直流減速電機、工件滑道、提升裝置、計數開關、光電開關等設備組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1
單桿氣缸	行程：75mm	1
直流減速電機	10W/24V 5r/m	1
檢測傳感器	光電漫反射檢測距離50-300mm、磁感式	4

（二）操作手單元

由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、配重塊等設備組成，由鋁質材料加工而成，主要完成對工件的搬運。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1
旋轉氣缸	0～180°	1
雙聯氣缸	行程：100mm	1
平行氣夾	缸徑:16mm	1
單桿氣缸	行程：45mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（三）加工單元

由6工位旋轉實驗臺、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫（3種刀具）、升降式加工系統、加工組件、檢測組件、轉臺到位傳感器等設備組成。主要完成物料加工和深度的檢測。工件在旋轉平臺上被檢測及加工。旋轉平臺由直流電機驅動。平臺的定位由繼電器回路完成，通過電感式傳感器檢測平臺的位置。工件在平臺并行完成檢測及鉆孔的加工。在進行鉆孔加工時，夾緊執行件夾緊工件。加工完的工件，通過電氣分支送到下一個工作站。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5Mpa
PLC模塊	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模塊	1
直流減速電機	10W/24V 5r/m	1
步進電機	三相6A 步距角1.2°	1
步進電機驅動器	3MD560 DC18-50V供電 ,10000脈沖/圈	1
雙導桿氣缸	行程：75mm	1
單桿氣缸	行程：45mm	2
檢測傳感器	光電、電感、磁感式	10

（四）提取單元

由機械手、直線移動機構、無桿氣缸、工業導軌等設備組成，主要完成對工件的提取及搬運。提取裝置上的氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據前站的工件信息結果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標準，工件可以被直接傳輸到下一個工作單元。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1
無桿氣缸	行程：600mm	1
薄型氣缸	行程：45mm	1
單桿氣缸	行程：30mm	1
平行氣夾	缸徑:16mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（五）傳送分揀單元

由三相交流減速電機、光電傳感器、光纖傳感器、顏色傳感器、旋轉氣缸、分揀料槽、開關電源、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網孔板等設備組成，主要完成將材料顏色不合格的工件分揀出來，同時將合格產品傳送至下一站。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1
變頻器	MM420	1
旋轉氣缸	0～180°	1
單桿氣缸	行程：60mm	2
檢測傳感器	光電、光纖、磁感式	5

（六）搬運單元

由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業導軌、齒輪齒條機構、配重塊等設備組成，主要完成對工件的搬運。氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據前站的工件信息結果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標準，工件可以被直接傳輸到下一個工作單元。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1
薄型氣缸	行程：50、90mm	2
單桿氣缸	行程：30mm	1
平行氣夾	缸徑:16mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（七）安裝單元

由料筒、換料機構、推料機構、工業導軌、搖臂等設備組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。為系統逐一提供兩色小工件。供料過程中，由雙作用氣缸從料倉中逐一推出小工件，接著，轉換模塊上的真空吸盤將工件吸起，轉換模塊的轉臂在旋轉缸的驅動下將工件移動至下一個工作單元的傳輸位置。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	860mm ×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1
單桿氣缸	行程：60mm	2
旋轉氣缸	180°	1
真空吸盤及發生器		1
檢測傳感器	磁感式	6

（八）分類倉儲單元

由步進電機、滾株絲桿、立體庫（五層四列）、推料氣缸、電磁閥等設備組成。主要完成對成品工件分類存儲。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
實驗臺	880mm× 470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模塊	1
步進電機驅動器	64細分	2
步進電機	1.5A 角距：1.8度	2
單桿氣缸	行程：45mm	1
滾珠絲桿	行程≥320mm	2

（九）總控單元

控制臺主要由S7-300西門子CPU313-2DP、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、10.4英寸工業彩色觸摸屏等組成，主要完成監視各分站的工作狀態并協調各站運行，完成工業控制網絡的集成。

其他

1.加工工件組：包括大工件（三種）、小工件（兩種）。工件組可多次組裝及拆卸。

2.配套提供實驗所需的設備說明書、實驗指導書及軟件使用說明書。

3.配套工具：內六角扳手、萬用表、尖嘴鉗，一字起子、十字起子、電鉻鐵等；

現代物流倉儲自動化實驗系統

現代物流倉儲自動化實驗系統（型材結構）、貨料入口傳輸帶、貨料出口傳輸帶、搬運機器人、收料裝置、堆垛機、自動化立體倉庫、條形碼識別系統[包含標簽打印機、條碼掃描器、條碼掃描手持終端、普通PC機（用戶自備），軟件部分和接口程序等]、GPS全球定位系統、PFID射頻識別系統、PLC控制系統及網絡通信接口等模塊組成，系統全部采用工業元器件，包含PLC（可選用各大品牌PLC如：西門子、三菱、歐姆龍等）、變頻器、機械手、傳送帶、各種傳感器（電感式傳感器、電容式傳感器、色標傳感器、稱重傳感器及常見光電傳感器等）、條碼掃描平臺、氣缸、為滾珠絲桿、步進電機及驅動器、直流減速電機及工件等，所有傳感器、執行器、控制器接口開放。

該實驗系統是典型的現代物流倉儲自動化系統，特別適合高職院校、職業學校的機電實驗設備安裝與維修、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、物流管理等專業和非機電類專業的《現代物流管理》、《機電一體化技術》、《傳感器及PLC控制技術》、《PLC控制技術》、《計算機應用技術》、《過程控制》、《自動化控制》、《傳感技術》、《變頻調速技術》等課程的實踐教學的教學與技能實驗。

平面二維運動控制實訓裝置

一、平面二維運動控制實訓裝置概述：

平面二維運動控制實訓裝置是依據機電一體化實訓設備教學的需求而開發的，它是一個集PLC控制、定位控制、工控組態技術于一體的理想實訓教學設備。通過PLC編程可實現較復雜的運行軌跡控制等實訓，滿足機械制造及自動化、機電一體化、電氣工程等專業的《機電傳動與控制》、《可編程控制技術》、《運動控制》、《機電一體化技術》、《檢測與轉換技術》等課程開設實訓課。

二、平面二維運動控制實訓裝置特點：

1.實訓裝置的執行機構使用直線導軌，傳動機構使用鋼絲加固同步齒形帶，可實現雙軸同步傳動和單軸獨立傳動，X、Y軸之間在水平方向相互垂直結構，使整個機構不但具有高精密定位功能，還具有平面復雜軌跡運行功能，從而可完成各種高精度、高難度平面運行軌跡描繪。

2.電氣元件采用網孔板安裝方式，接線、安裝方便，呈現一個全開放性的學習平臺。

3.實訓裝置主要由實訓臺（型材結構）、網孔板、可編程控制器、雙軸運動功能模塊、XY軸執行機構、軌跡描繪機構、交流伺服電機及驅動器、控制按鈕盒、編程軟件、工控組態軟件等部分組成。其中三菱主機為FX2N-32MT 內置開關量I/O（16路開關量輸入/16路晶體管輸出）+FX2N-20GM定位模塊；西門子采用CPU224 DC/DC/DC(14路數字量輸入/10路數字量輸出)+EM253×2位置控制模塊。選用的主機功能齊全，性能優越。

三、平面二維運動控制實訓裝置技術參數：

1.工作電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2.工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3.外形尺寸：1200mm×800mm×1400mm

4.安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標準

四、平面二維運動控制實訓裝置實訓項目：

1.系統的組成和基本操作

2.可編程控制器高級指令編程

3.運行定位特殊功能模塊應用技術

4.單軸定位運動控制

5.二維雙軸定位運動控制

6.直線插補技術應用

7.圓弧插補技術應用

8.基于PLC控制基礎上的單色圓弧環繪制

9.基于PLC控制基礎上的多色圓弧環繪制

10.基于PLC控制基礎上的復雜運動軌跡繪制

工業機械手實訓裝置

一、工業機械手實訓裝置概述：

實訓裝置是針對機電一體化實訓設備教學的要求而研制的，裝置集PLC、步進電機、直流電機、氣動手爪、三維位置控制技術于一體的教學實訓系統。通過傳感器信號采集，PLC編程，對步進電機、直流電機、電磁閥進行較復雜的開關量控制、位置控制、時序邏輯控制，實現對機械手行程范圍內任一位置物體的抓取、移動、存放功能。可培養學生的復雜動作編程能力。本實訓裝置也適用于機械制造及自動化、電氣自動化、電氣工程等專業的《機電傳動與控制》、《運動控制》、《氣壓系統》、《機電一體化技術》、《檢測與轉換技術》等課程開設實訓課。

本實訓裝置采用型材桌及伸縮式網孔板抽屜結構，全開放式布局且具有設故排故單元，可充分鍛煉學生系統接線、機械調試安裝、軟件編程、獨立構建控制系統、反饋整定、故障檢測及檢修的能力。

二、工業機械手實訓裝置特點：

1.機械手實訓裝置由實訓臺（型材結構）、旋轉底座、氣動組件、三維(X、Y、Z)運動機械及電氣控制等六部分組成。三維運動機械部分采用滾珠絲杠傳動和齒輪傳動相結合的模塊化結構。具備底盤旋轉、手臂升降、手臂伸縮、手爪旋轉四個自由度控制的功能，可實現在一定范圍內物體的抓取控制，用于實現定位功能。

2.PLC可選用三菱系列的可編程控制器，其中三菱主機為FX1N-24MT 內置開關量I/O（14路開關量輸入/10路晶體管輸出）。

3.實訓裝置設有黃、綠、紅及急停等控制按鈕，方便操作者編寫機械手各種控制功能；設有急停開關可供學員使用，防止損壞設備。

注：靜音氣泵（用戶自行采購），也可由本企業代為采購

三、工業機械手實訓裝置技術參數：

1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2.氣源：0.2Mpa～0.55Mpa

3.工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m

4.實訓裝置容量：＜0.5kVA

5.外形尺寸：1100mm×650mm×1500mm

四、工業機械手實訓裝置組成：

實訓裝置主要由型材結構實訓臺、旋轉底座、氣動組件、三維(X、Y、Z)運動機械、工件、物料臺、設故排故單元及電氣控制等組成。

1.實訓臺由型材桌面、型材支架、固定板、伸縮式抽屜及自鎖緊輪子組成。抽屜上安裝有網孔板，可靈活布局器件。自鎖緊輪子使整個實訓裝置可靈活移動及固定

2.旋轉定位機構為底盤旋轉采用穩定的行星直流減速電機傳動，配置光電傳感器及編碼器，可實現水平旋轉方向的精確定位。

3.氣動組件為電磁閥和氣動機械手爪，能快速抓取放開物體。

4.三維運動機械采用滾珠絲桿、齒輪等機械部件組成。

5.電氣方面由步進電機驅動器、多種類型的直流減速電機、傳感器、光電編碼器、電磁閥等組成。

6.機械手爪旋轉由減速直流電機控制。

7.設故排故單元主要有故障設置箱及排故端子排組成。通過該單元可設置機械手的10種故障，由操作者根據故障現象，線路的測量、對照原理圖分析后，可通過端子排排除故障。

8.保護功能：底盤機械旋轉角度限位保護功能；上升、下降機械限位保護功能；前后機械限位保護功能；手旋轉限位保護功能。

9.開關電源為輸入電源220VAC 50Hz，提供直流電源DC24V。

五、工業機械手實訓裝置實訓項目：

1.PLC基本指令練習

2.高速計數器應用

3.氣動控制技術

4.傳感器技術實訓

5.步進電機控制電路的連接

6.機械手控制系統設計、安裝、接線及調試

7.步進電機定位

8.編碼器的定位

9.單軸往返運動控制

10.雙軸手臂直線運動控制

11.三軸機械手空間直線控制

12.機械手搬運控制

13.機械手故障分析及排除實訓

14.機械手多點定位控制

15.雙工件多軸聯動機械手高級運動控制

材料分揀實訓裝置

一、材料分揀實訓裝置概述：

材料分揀實訓裝置是針對機電一體化實訓設備教學的要求而研發的，它涵蓋了PLC、氣動控制、電機傳動、電磁鐵控制、位置控制、傳感器檢測等教學內容，是實際工業現場生產設備的微縮裝置。基于多種傳感器的檢測，實現對不同材質、不同顏色物體的分揀。實訓裝置采用全開放式布局，可充分鍛煉操作者系統接線、機械調試安裝、軟件編程、獨立構建控制系統、反饋整定、故障檢測及檢修的能力。適合于自動化、電氣自動化、電氣工程等專業的《運動控制》、《氣壓系統》、《機電一體化技術》、《檢測與轉換技術》等課程開設實訓課。

二、材料分揀實訓裝置特點：

1.材料分揀實訓裝置由底板、實訓桌（型材結構）、氣動部分、落料機構、物料傳送機構、料槽及電氣控制等六部分組成。氣動部分由電磁閥和氣缸組成，物料傳送部分由電機和同步傳送帶組成。

2.電氣控制由單相交流電機及減速器、電磁閥、氣缸、開關電源、光電傳感器、電容傳感器、電感傳感器、磁性傳感器等組成。PLC選用三菱FX1N-40MR（16路繼電器輸出24路輸入）。

3.通過傳感器信號采集，PLC編程，對交流電機、電磁閥、進行較復雜的開關量控制、置控制、時序邏輯控制，實現對傳送帶上的物料進行定位、辨識、分類。

注：靜音氣泵（用戶自行采購），也可由本企業代為采購

三、材料分揀實訓裝置技術參數：

1.輸入電源：單相三線~220V±10% 50Hz

2.氣源：0.2Mpa~0.55Mpa

3.工作環境：溫度-10℃~+40℃相對濕度≤85%（25℃）海拔<4000m

4.實訓裝置容量：<0.5KW

5.外形尺寸：1000mm X 640mm X 1200mm

四、材料分揀實訓裝置裝置組成：

1.實訓裝置結構有型材底板結構、鋁合金型材實訓臺組成

2.氣動部分由調壓過濾閥、電磁閥、調速閥、氣缸及磁性開關組成，

3.物料傳送部分由單相交流電機及減速器和同步帶組成

4.傳感器有光電傳感器、電容傳感器、電感傳感器、磁性傳感器等組成

五、材料分揀實訓裝置實訓項目：

1. 單相交流電機正反轉控制	7. 分揀出黑色與白色塊
2. 物料分揀系統的調試	8. 分揀出紅色與白色塊
3. 氣動控制技術應用	9. 分揀鋁質工件到任一料槽
4. 傳感器技術應用	10. 分揀金屬工件到任一料槽
5. 電磁鐵技術應用	11. 分揀非金屬工件到任一料槽
6. 分揀出金屬與非金屬

立體倉庫實訓設備

一、立體倉庫實訓設備概述：

本實訓設備是針對機電一體化實訓設備教學的要求而研發的，它集PLC控制、位置控制、檢測、工控組態、觸摸屏監控技術于一體的實訓教學設備，通過傳感器信號采集，PLC編程，對步進電機、直流電機進行較復雜的開關量控制、位置控制及時序邏輯控制，實現倉位定位和物料入庫/出庫的功能。實訓設備采用全開放式布局且具有設故排故單元，可充分鍛煉學生系統接線、機械調試安裝、軟件編程、獨立構建控制系統、反饋整定、故障檢測及檢修的能力。

二、立體倉庫實訓設備特點：

1.立體倉庫主體由實訓桌（型材結構）、四層十六倉位庫體、出/入庫倉位庫體、三維(X、Y、Z)運動機械及電氣控制等五部分組成。三維運動機械部分是一個采用滾珠絲杠傳動的模塊化結構，用于實現倉位定位和入庫/出庫動作(X、Y軸完成倉位定位、Z軸完成入庫/出庫動作)。

2.電氣控制由步進電機及驅動器、減速直流電機、開關電源、電感傳感器、行程限位開關、光電門等器件組成。其中PLC可選用西門子系列的可編程控制器，其中西門子主機為CPU224 DC/DC/DC 內置數字量I/O（14路數字量輸入/10路數字量輸出）＋數字量擴展模塊EM223（16路數字量輸入/16路數字量輸出）.

三、立體倉庫實訓設備技術參數：

1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2.工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m

3.實訓設備容量：＜0.5kVA

4.外形尺寸：1000mm×650mm×1400mm

四、立體倉庫實訓設備組成：

1.實訓設備結構由倉儲庫架、鋁合金型材桌面及型材實訓桌組成，控制系系統由PLC、單片機及觸摸屏組成。

2.倉庫模型為四層十六個倉位庫體和出/入庫倉位庫體組成。

3.控制面板：數碼顯示、狀態顯示和三維(X、Y、Z)運動機械手動操作按鈕組成，完成對出/入庫的手動控制操作。

4.驅動機構為步進電機及步進電機驅動器。

5.定位執行機構包括豎軸和橫軸，傳動軸均為滾珠絲桿傳動，傳動平穩，橫軸行程600mm,豎軸420mm。

6.取物軸為直流減速電機驅動，可實現前后兩方向的運動。