JD-DJJST工业控制模拟实训装置

 

1、平台整体概述

 

平台采用铝合金型材结构，配有井式供料单元、皮带传送与检测单元（含变频器）、行走机械手搬运单元、载货台单元、平面仓储单元、钻铣加工单元（含伺服电机）、多工位装配单元、彩色触摸屏单元、控制器单元1、控制器单元2、控制器单元3、工业以太网交换机单元、编程器单元等十多个工作单元。平台中的工作单元采用机电集成式设计，每个单元中所涉及的各个传感器、电机、电磁阀等传感器和执行器的安装部件和接口单元独立地汇集成一体，同一个工作单元中各个器件通过标准接口再与控制器进行连接，这样便于模块和工作单元之间的灵活组合，教师及学生可自行设计不同的课题对平台的各单元进行重新组合，也可自行开发被控单元与平台配合使用。

 

2、平台设计方式

 

2.1开放式

 

装置采用开放式结构，控制器接口开放，能让学生进行更深层次的训练，使其不仅学会编程，而且能熟悉各种传感器、电机、变频器、气缸等传感器和执行器的接线、调整以及参数设置等。

 

2.2模块化设计

 

机电技术智能控制高级应用平台将具有单独功能的部件进行模块化组装，每个模块都具有相应的培训内容，各个模块又能组成工作单元，通过工作单元再扩展成机电一体化系统。

 

平台中的各个模块能够体现出典型的工业控制过程，模块组合而成的工艺流程能够由简单到复杂，由浅入深，层次分明，便于学生进行有梯度的训练，能以基础知识为起点，实现从基础原理、技能训练到复杂的机电一体经领域。

 

各模块单元能根据实际生产物流和顺序规划等不同的课题进行重新组合。

 

2.3机电集成式设计

 

平台中的工作单元采用机电集成式设计，每个单元中所涉及的各个传感器、电机、电磁阀等传感器和执行器的安装部件和接口单元独立地汇集成一体，同一个工作单元中各个器件通过标准接口再与控制器进行连接，这样便于模块和工作单元之间的灵活组合，教师及学生可自行设计不同的课题对平台的各单元进行重新组合，也可自行开发被控单元与平台配合使用。

 

2.4多种保护形式

 

平台设有漏电保护、短路保护、急停保护、隔离保护、智能保护等各种保护。

 

3、平台单套组成及技术参数

 

3.1 铝合金型材桌体

 

型材桌体底部基础框架采用T形槽内凹高强度铝合金型材，桌体表面型材采用高几何精度和表面光洁度强的铝合金型材，并对表面进行阳极氧化处理、外观精美。控制器支架采用冷板数控成型、表面采用静电喷涂处理，内嵌高强度的直线导轨提高了支架的承载能力。电源单元配有西门子4P20A空气开关（带漏电保护）、西门子电源（输入：120/230V AC，输出：24V DC/ 3A）、保险管座、电源指示灯等，可供直流24V、交流220V、380V电压。

 

桌体尺寸（含控制器支架）：1800×1100×750mm（L×W×H）。

 

配有西门子APT三色警示灯（红、黄、绿色，LED，带蜂鸣器）。

 

3.2井式供料单元

 

该单元配有井式供料塔、货料检测传感器、出料仓、料块、磁性开关、推料气缸、电磁阀、转接模块、型材基体、固定底板等。其中，货料检测传感器采用对射型光电传感器，磁性开关用于检测推料气缸的原点和限位点。

 

3.3皮带传送与检测单元

 

皮带传送单元与检测单元是由变频器、电机模块、工件检测设备、定位支架、气缸支架、选料气缸、电磁阀、皮带及其支撑架、3组滑道及其支架、转接模块等组成。

 

3.3.1变频器

 

采用西门子SINAMICS G120 SCE变频器教育培训包，包含：

 

3.3.1.1SINAMICS G120控制单元CU250-2 PN，内置ProfiNET通讯口，支持矢量控制，可通过EPos功能执行定位任务，4个可组态的IO点，6DI（可作3F-DI），5DI，3DO（可作1F-DO），2AI，2AO安全集成STO，SBC、SS1安全功能可通过安全授权扩展，编码器：D-CLIQ+HTL/TTL/SSI，旋转变压器/HTL通过端子接入保护等级IP20，提供USB及SD/MMC接口；

 

3.3.1.2SINAMICS SD卡512 MB；

 

3.3.1.3SINAMICS G120安装小配件；

 

3.3.1.4SINAMICS G120智能操作面板；

 

3.3.1.5SINAMICS G120 0.75KW功率单元PM240-2带制动斩波器，3AC 380-480V+10%/-10%47-63HZ；

 

3.3.1.63米USB-电缆；

 

3.3.1.7SINAMICS 扩展安全授权；

 

3.3.1.8SINAMICS G120 Epos 功能执行定位任务扩展授权。

 

3.3.2电机模块

 

电机模块由永磁低速同步电动机、固定底板等组成。其参数如下：

 

3.3.2.1电机额定电压三相：380/220V；

 

3.3.2.2额定转矩：3000mN.m；

 

3.3.2.3额定频率:50HZ；

 

3.3.2.4额定转速：60r/min。

 

3.3.3单元其他组成部分

 

3.3.3.1定位支架的上部安设检测设备，能根据不同的检测要求安装不同的检测设备（包括电容传感器、电感传感器、颜色传感器）；

 

3.3.3.2定位支架固定设置在传送带支撑架上，定位支架整体呈L形；

 

3.3.3.3滑道支架呈直角梯形，滑道支架的高度可调整；

 

3.3.3.43组滑道呈倾斜状构成倾斜的滑道，滑道截面形状呈凹形，滑道具有降低摩擦力的工艺处理；

 

3.4行走机械手搬运单元

 

行走机械手搬运单元由右限位、左限位、从动轴承块、直流电机、连接线拖链、升降气缸、取料机械手、旋转编码器、机械手电磁阀组、旋转气缸、导轨、同步齿形带、转接模块、固定底板等组成。

 

3.4.1行走机构的有效行程：550mm；

 

3.4.2机械手具有升降、夹紧、旋转等功能；

 

3.4.3旋转气缸带动旋转底盘旋转范围：0-180°；

 

3.5载货台单元

 

载货台模块单元由工件定位台、光电传感器、型材基体和固定底板组成。

 

3.5.1工件定位台的相对位置可调整；

 

3.5.2具有工件检测功能。

 

3.6 平面仓储单元

 

仓储单元由工件定位台、货架等组成。

 

库位数：4个。

 

3.7钻铣加工单元

 

该单元由龙门式钻铣装置、自动夹紧装置、步进电机驱动器、电磁阀组、转接模块、型材基体、固定底板等组成。

 

龙门式钻铣装置中的X轴、Y轴、Z轴组成龙门式结构，其中X轴与Y轴采用步进电机进行驱动；Z轴由升降气缸和动力轴组成，能完成钻铣加工。

 

3.7.1X轴采用滚珠丝杆传动形式，有效行程：160mm；

 

3.7.2Y轴采用滚珠丝杆传动形式，有效行程：90mm；

 

3.7.3Z轴采用升降气缸，有效行程：30mm；

 

3.7.4动力轴采用专用高速电机，转速：800r/min；

 

3.7.5自动夹紧装置由夹紧气缸、工件定位装置、V型夹紧装置等组成。

 

3.8多工位装配单元

 

该单元由伺服电机系统、推料气缸、夹紧定位机构、井式供料装置、四工位旋转装配台、装配气缸及其安装支架、工件检测装置、料芯检测传感器、气缸限位传感器、电磁阀组、型材基体、转接模块等组成，可进行多工位的装配工作。

 

3.8.1工件检测装置能同时检测工件及工件中的料芯；

 

3.8.2四工位旋转装配台采用外啮合齿轮传动机构；

 

3.8.3V90伺服系统，包含：

 

3.8.3.1电机：0.05KW，增量编码器，平键，无抱闸；

 

3.8.3.2驱动器：带Profinet通讯口，0.1KW，200-240V；

 

3.8.3.3动力电缆；

 

3.8.3.4编码器电缆；

 

3.8.3.5设定值电缆。

 

3.9彩色触摸屏单元

 

3.9.1 触摸屏单元采用西门子KTP700工业彩色触摸屏，具体包含：

 

3.9.1.1 1个彩色触摸屏，带键盘和触摸操作，7寸液晶显示，65536色，PROFINET通讯接口

 

3.9.2 配有金属支架

 

金属支架可将触摸屏固定于桌面，移动方便，可安装在桌面的任意位置。

 

3.10控制器单元1

 

3.10.1 工艺设计：铁质外壳，标准尺寸，独立成模块，完整嵌入实训屏，可在实训屏上自由移动、组合、装卸，I/O接口开放，并提供误接线保护功能。

 

3.10.2 控制面板工艺：2mm厚印刷电路板上覆PVC亚光膜，3M胶粘贴，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。

 

3.10.3采用西门子CPU 1512C-1 PN教育培训包，包含：

 

3.10.3.11个S7-1500 CPU 1512C-1 PN，工作存储 250 KB / 1 MB；本体带32路数字量输入，32路数字量输出，5路模拟量输入，2路模拟量输出。其中带6路计数器，最大输入频率100KHz

 

3.10.3.21个MMC存储卡，24 MB；

 

3.10.3.31根以太网电缆，长6米；

 

3.10.3.41根导轨；

 

3.10.3.51个配套电源模块PM 1507，24V/8A。

 

3.10.3.61套 正版STEP 7 Professional V15培训软件。

 

3.11控制器单元2

 

3.11.1 工艺设计：铁质外壳，标准尺寸，独立成模块，完整嵌入实训屏，可在实训屏上自由移动、组合、装卸，I/O接口开放，并提供误接线保护功能。

 

3.11.2 控制面板工艺：2mm厚印刷电路板上覆PVC亚光膜，3M胶粘贴，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。

 

3.11.3采用西门子CPU1214C DC/DC/DC教育培训包，包含：

 

3.11.3.11个CPU 1214C，紧凑型CPU DC/DC/DC，集成输入/输出：14DI 24V直流输入，10晶体管输出24V直流，2模拟量输入0-10V DC或0-20MA，供电：直流DC 20.4-28.8V，可编程数据存储区：50 KB；

 

3.11.3.21套软件STEP 7 BASIC V15，单授权，软件及其文档，包含于DVD；

 

3.11.3.31个仿真模块，8 通道，仿真数字量直流输入开关；

 

3.11.3.41根预制工业以太网电缆，长度6米；

 

3.11.3.51个模拟量输出模块SB1232，1路模拟量输出，+/-10VDC（12位）或0-20MA（11位）。

 

3.12控制器单元3

 

3.12.1 工艺设计：铁质外壳，标准尺寸，独立成模块，完整嵌入实训屏，可在实训屏上自由移动、组合、装卸，I/O接口开放，并提供误接线保护功能。

 

3.12.2 控制面板工艺：2mm厚印刷电路板上覆PVC亚光膜，3M胶粘贴，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。

 

3.12.3采用西门子CPU1214C DC/DC/DC教育培训包，包含：

 

3.12.3.11个CPU 1214C，紧凑型CPU DC/DC/DC，集成输入/输出：14DI 24V直流输入，10晶体管输出24V直流，2模拟量输入0-10V DC或0-20MA，供电：直流DC 20.4-28.8V，可编程数据存储区：50 KB；

 

3.12.3.21套软件STEP 7 BASIC V15，单授权，软件及其文档，包含于DVD；

 

3.12.3.31个仿真模块，8 通道，仿真数字量直流输入开关；

 

3.12.3.41根预制工业以太网电缆，长度6米；

 

3.12.3.51个模拟量输出模块SB1232，1路模拟量输出，+/-10VDC（12位）或0-20MA（11位）。

 

3.13工业以太网交换机单元

 

3.13.1配有工业以太网交换机金属外壳，可放置在控制器支架上。

 

3.13.28口工业以太网交换机

 

3.14编程器单元

 

编程器单元由编程器、显示器、编程工作台组成。

 

3.14.1 编程器

 

①品牌计算机

 

②CPU:不低于i5-8500

 

③内存：不低于16G

 

④硬盘：不低于1T

 

⑤固态硬盘：不低于128G

 

⑥显示器：不低于21.5寸

 

3.14.3 编程工作台

 

编程工作台由铝合金型材桌腿及支撑框架、高密度板桌面、可调节编程器安装架、可调节液晶显示器支架、键盘托架等组成。

 

3.14.3.1 铝合金型材桌腿及支撑框架采用T形槽内凹高强度铝合金型材（Ai Mg Si合金热挤压，采用阳极氧化处理），底部配有4个可调地脚。

 

3.14.3.2 可调节编程器安装架采用金属材质，含有安装尺寸可调的编程器底托和固定装置，编程器底托及固定装置均采用2mm厚静电喷涂。编程器安装架可适应不同尺寸的编程器，根据编程器的长宽高调整出合适的安装尺寸。编程器安装架最大可承载重量：20Kg。

 

3.14.3.3 可调节液晶显示器支架采用金属材质，水平方向应可旋转180度，竖直方向可翻转90度，带水平仪。

 

3.14.3.4 键盘托架采用环保型全新型纯正ABS，配有二节静音加强型滑轨、笔盒、可调式卡扣。

 

3.14.3.5 编程工作台外形尺寸：700×650mm（L×W），编程工作台与平台铝合金型材桌体高度一致，可以通过连接装置快速与平台的铝合金型材桌体组合成一体，也可独立使用。

 

3.15静音无油空气压缩机

 

①转速：1400转/分；

 

②电机功率：3/4HP；

 

③排气量：115L/min；

 

④噪音值：52分贝；

 

⑤储气罐：25L ；

 

⑥最大压力：8公斤；

 

○7重量：25公斤；

 

○8外观尺寸：41×41×52mm   ；

 

○9电源：220V/50HZ。

 

4、平台主要参数与规格

 

4.1电源：三相五线（AC380V±10％ 50Hz）

 

4.2功率：≤1.5KVA

 

4.3工作温度：﹣5℃～55℃

 

4.4工作湿度：30%～85%（无冷凝）

 

4.5气动气压：0.4～0.5MPa

 

4.6平台外形尺寸为：2500×1100×1250mm（L×W×H）

 

5 、工业计算机

 

I7/4G/1T/22''显示器