SKGMT-17型 光机电气一体化控制实训系统（循环控制）

·设备外观

·设计简述

    实训装置是依据机电一体化教学的要求而精心研制的。它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学及实训进行了专门设计，强化了机电一体化的安装与调试能力。
    实训装置主要由型材导轨式实训台、典型机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块（包含上料单元、皮带输送检测单元、气动机械手搬运单元、物料传送仓储单元、物料返回单元）、伺服电机模块、接线端子排和各种传感器等组成。采用开放式和拆装式结构，可根据现有的机械部件组装生产设备，使整个装置能够灵活的按实训教学或竞赛要求组装具有生产功能的光机电一体化设备。模块采用工业标准结构及抽屉式模块放置架，互换性强。
    实训装置集运动控制、气动控制、变频调速、步进电机驱动、伺服电机驱动、传感器检测、可编程控制、时序逻辑控制于一体。通过基于该实训系统的使用、训练和培训，能充分锻炼操作者的团队协作能力、计划组织能力、自动化生产线安装与调试能力、工程实施能力等，同时适合学生进行课程设计、毕业设计。

·主要参数

    1.工作电源：三相四线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：＜1.5kVA；
    4.外形尺寸：1350mm×800mm×1500mm；
    5.安全保护：具有接地保护、漏电保护、短路过载保护功能，安全性符合国家标准。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。

·组成及功能

    本实训系统主要由型材实训台、上料单元、皮带输送检测单元、气动机械手搬运单元、物料传送仓储单元、物料返回单元、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、各种传感器、伺服电机模块、电脑桌、空气压缩机、触摸屏、物料、I/O接口板和气管等组成组成，完成上料、检测、分拣、搬运、传输、分类、储存、再回到初始位置，是典型的光机电一体化闭环实训平台。
    1.实训装置采用铝合金导轨式实训台、模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学时可方便的选择需要的模块。
    2.实训装置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。
    3.PLC、变频器及触摸屏模块
    模块材料要求：高强度钣金外壳、重量轻，面板是铝面板，图案、文字符号采用进口油墨填充。
    选配一：
    采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU ST40，供电电压AC85～264V，集成24路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（晶体管输出），增配8路数字量输出扩展模块，内置24KB程序存储器、16KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（200KHz），3轴高速脉冲输出（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，配有通信编程电缆。
    采用西门子基本型变频器V20，功率0.75kVA，供电电压3AC～380V，输出频率0～550Hz，精度0.01Hz。带有RS485通信接口，集成4路数字量输入，2路继电器输出，2路模拟量输入（±10V，0～10V，0～20mA，12位分辨率），1路模拟量输出（0～20mA）；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、电压/频率控制等工作模式；可进行PID控制、BICO功能、多脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多泵控制、弹性电压提升控制、摆频功能、滑差补偿、双斜坡、PWM调制；具备霜冻保护、冷凝保护、气穴保护、动能缓冲、负载故障检测功能。
    选配二：
    采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-48MT/ES-A，供电电压AC100～240V，集成24路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/24路数字量输出（晶体管输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器，集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-LinK通讯，配有通信编程电缆。
    采用三菱E700通用型系列变频器E740，功率0.75kVA，供电电压3AC～380V，输出频率0.2～400Hz，精度0.01%。集成7路数字量输入，1路继电器输出，2路集电极开路输出，2路模拟量输入（0～5V，0～10V，4～20mA），1路模拟量输出（0～10V）；支持Modbus RTU通讯。具有磁通矢量控制、通用磁通矢量控制、V/F控制、励磁控制；具备欠电压、过电压、过载、接地故障、短路、堵转、缺相、电机过温、变频器过温、风扇故障、CPU异常、参数错误等保护功能。
    触摸屏采用昆仑通态MCGS TPC7062TD，供电电压24±20%VDC，Cortex-A8 CPU，主频600MHz,内存128M； 7英寸高亮度TFT液晶显示屏，分辨率800×480，四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096）；集成RS232、RS485、USB接口，可扩展CAN总线接口，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功能。
    采用三菱交流伺服系统MR-JE系列，功率0.2KW(型号MR-JE-20A，HF-KN23J-S100)，供电电压AC200～240V，具有位置、速度、转矩等多种控制方式，支持脉冲输入、模拟量速度指令输入、模拟量转矩指令输入、等多种控制模式，编码器分辨率131072pulses/rev；电机转矩1.9Nm,额定电流1.3A，转速4500r/min，编码器分辨率17位，防护等级IP65。
    要求屏幕不低于7寸，供电电压24±20%VDC，CPU为ARM 600MHz，内存128MB DDR3；分辨率800×480，64K色，LED背光，至少集成RS232、RS485、USB接口。
    4.伺服系统：采用台达ASDA B2伺服驱动器及台达200W伺服电机两套，用于主轴同步运行驱动。
    5.电源模块：包括三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，熔断器3只，单相电源插座2个，安全插座5个。
    5.按钮模块：24V/6A、12V/2A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只；铁质模块，尺寸：300×298mm.。
    6.上料装置：主要包含井式工件库1件，物料推出机构1件，光电传感器1只、单杆气缸1只、调速阀2只、磁性开关2只、单控电磁阀1只、物料库1只、尼龙推块1块、物料档块1块、气缸支架1个，主要完成将工件库中的工件依次推出。
    7.皮带输送检测单元：传送带通过三相异步电动机驱动，在传送带端点处到位检测，通过电感传感器和颜色传感器检测物料。传送带采用可拆卸的铝合金支架。
    8.气动机械手搬运单元：3自由度气动机械手，气缸及附属传感器。整个搬运机构能完成3个自由度动作，手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。
    9.物料传送仓储单元：送料托盘由步进电机驱动同步带，将机搬运装置搬运过来的物料输送到对应的料槽处，由入料气缸推入相应的料槽。
    10.物料返回单元：主要包含伺服电机及驱动器各1只、齿条1根、齿轮1个、蜗轮蜗杆1个、双轴气缸1个、真空发生器及真空吸盘各1个，将仓储单元的物料搬运至上料单元工件库中，实现循环供料。
    11.配套工具箱，含内六角扳手、电烙铁、焊锡丝、烙铁架、尖嘴钳、剥线钳、压线钳、剪刀、斜口钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀、钟表螺丝刀、万用表、电工胶带、木质锤、尼龙棒、橡胶锤、一字验电笔。
    12.电脑桌：主体部分采用工业标准铝型材（规格30×30）组装而成，封板采用1.5mm冷轧钢板黑色喷塑处理；
    桌面上方设置有显示器围栏，采用1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔，既美观又实用，防止显示器坠落；
    键盘架采用ABS塑料一次性压制而成，个性化圆角R设计避免撞伤，带有储物笔盒，通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方，抽出缩回自如，尺寸480mm×230mm×40mm。
    桌体配有4个带刹车万向轮，方便电脑桌移动和固定。2寸双轴承结构，直径50mm，轮宽25mm，高度75mm，螺杆M10×25。
    尺寸：600mm×560mm×1000mm（桌面离地800mm）
    13.空气压缩机：供电电压AC220V，功率550W，工作压力0.2-0.8MPa可调。

·实训项目

    实训装置用于教学，可按工作过程导向，工学结合的模式规划教学活动，完成以下工作任务：
（一）气动系统的安装与调试项目
    1.气动方向控制回路的安装
    2.气动速度控制回路的安装
    3.气动系统气路的连接
    4.气动顺序控制回路的安装
    5.气动机械手装置的安装
    6.气动系统安装与调试
（二）电气控制电路的安装和PLC程序编写项目
   1.伺服电机调速控制电路的连接以及控制程序的编写
    2.步进电机调速控制电路的连接以及控制程序的编写
    3.三相交流电机和变频器控制电路的连接以及控制程序的编写
    4.气动方向控制程序编写
    5.气动顺序动作控制程序编写
    6.气动机械手控制程序编写
    7.皮带输送检测单元控制程序的编写
    8.旋转编码器反馈控制程序编写
    9.机电一体化设备控制程序编写
    10.物料返回单元控制程序编写
（三）机电设备安装与调试项目
    1.传动装置同轴度的调整
    2.各个工作单元的安装与调试
    3.气动机械手设备安装与调试
    4.步进电机的安装与调试
    5.伺服电机的安装与调试
    6.交流电机的安装与调试
    7.自动生产线设备安装与调试
（四）自动控制系统的安装与调试
    1.多种传感器的安装与调试
    2.皮带输送检测的自动控制
    3.机械手的自动控制
    4.物料返回单元的自动控制
    5.机电一体化的自动控制
    6.PLC控制系统的安装与调试
    7.物料自动循环分拣光机电气一体化实训装置的综合控制实训

·配置清单