工业智能化控制实训装置

来源：作者：发布时间：2016-10-10 17:12:28

工业智能自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业智能化控制实训装置分别为上料检测单元、操作手单元、加工单元、提取单元、传送带单元、搬运单元、安装单元、分类仓储单元和总控平台组成。适合于机械制造、机电一体化、自动化、电气工程等专业的《机电传动与控制》、《运动控制》、《机电一体化技术》、《计算机控制技术》、《检测与转换技术》、《可编程控制技术》等课程。

EMS网络型模块式柔性自动化生产线实验系统

EMS网络型模块式柔性自动化生产线实验系统是一种典型的柔性自动生产线，由9个单元组成，每站均配有独立的PLC ，均安装在工业型材桌面上，系统中的机械结构、电气控制回路、执行机构完全独立，主要结构件全部采用铝质材料加工而成，美观大方，学生可自行组装，接线，编程及调试。

实验系统工业现场总线和标准的电气接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP多种通信方式。系统具备组态软件、编程软件、管理软件功能，如MCGS、STEP7、人机交换和MES生产管理系统软件等。

EMS网络型模块式柔性自动化生产线实验系统组成、功能及技术参数：

(一)上料检测单元

由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、平面推力轴承、直流减速电机、工件滑道、提升装置、计数开关、光电开关等设备组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位，提升装置将工件提升并检测工件颜色。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块	1
单杆气缸	行程：75mm	1
直流减速电机	10W/24V 5r/m	1
检测传感器	光电漫反射检测距离50-300mm、磁感式	4

（二）操作手单元

由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等设备组成，由铝质材料加工而成，主要完成对工件的搬运。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块	1
旋转气缸	0～180°	1
双联气缸	行程：100mm	1
平行气夹	缸径:16mm	1
单杆气缸	行程：45mm	1
检测传感器	磁感式	7

（三）加工单元

由6工位旋转实验台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库（3种刀具）、升降式加工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等设备组成。主要完成物料加工和深度的检测。工件在旋转平台上被检测及加工。旋转平台由直流电机驱动。平台的定位由继电器回路完成，通过电感式传感器检测平台的位置。工件在平台并行完成检测及钻孔的加工。在进行钻孔加工时，夹紧执行件夹紧工件。加工完的工件，通过电气分支送到下一个工作站。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5Mpa
PLC模块	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模块	1
直流减速电机	10W/24V 5r/m	1
步进电机	三相6A 步距角1.2°	1
步进电机驱动器	3MD560 DC18-50V供电 ,10000脉冲/圈	1
双导杆气缸	行程：75mm	1
单杆气缸	行程：45mm	2
检测传感器	光电、电感、磁感式	10

（四）提取单元

由机械手、直线移动机构、无杆气缸、工业导轨等设备组成，主要完成对工件的提取及搬运。提取装置上的气爪手将工件从前一站提起，并将工件根据前站的工件信息结果传送到下一单元。本工作单元可以与其他工作单元组合并定义其他的分类标准，工件可以被直接传输到下一个工作单元。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块	1
无杆气缸	行程：600mm	1
薄型气缸	行程：45mm	1
单杆气缸	行程：30mm	1
平行气夹	缸径:16mm	1
检测传感器	磁感式	7

（五）传送分拣单元

由三相交流减速电机、光电传感器、光纤传感器、颜色传感器、旋转气缸、分拣料槽、开关电源、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板等设备组成，主要完成将材料颜色不合格的工件分拣出来，同时将合格产品传送至下一站。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块	1
变频器	MM420	1
旋转气缸	0～180°	1
单杆气缸	行程：60mm	2
检测传感器	光电、光纤、磁感式	5

（六）搬运单元

由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条机构、配重块等设备组成，主要完成对工件的搬运。气爪手将工件从前一站提起，并将工件根据前站的工件信息结果传送到下一单元。本工作单元可以与其他工作单元组合并定义其他的分类标准，工件可以被直接传输到下一个工作单元。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块	1
薄型气缸	行程：50、90mm	2
单杆气缸	行程：30mm	1
平行气夹	缸径:16mm	1
检测传感器	磁感式	7

（七）安装单元

由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等设备组成，主要完成对两种不同工件的上料及安装。为系统逐一提供两色小工件。供料过程中，由双作用气缸从料仓中逐一推出小工件，接着，转换模块上的真空吸盘将工件吸起，转换模块的转臂在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作单元的传输位置。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	860mm ×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块	1
单杆气缸	行程：60mm	2
旋转气缸	180°	1
真空吸盘及发生器		1
检测传感器	磁感式	6

（八）分类仓储单元

由步进电机、滚株丝杆、立体库（五层四列）、推料气缸、电磁阀等设备组成。主要完成对成品工件分类存储。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
实验台	880mm× 470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模块	1
步进电机驱动器	64细分	2
步进电机	1.5A 角距：1.8度	2
单杆气缸	行程：45mm	1
滚珠丝杆	行程≥320mm	2

（九）总控单元

控制台主要由S7-300西门子CPU313-2DP、二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等组成，主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。

其他

1.加工工件组：包括大工件（三种）、小工件（两种）。工件组可多次组装及拆卸。

2.配套提供实验所需的设备说明书、实验指导书及软件使用说明书。

3.配套工具：内六角扳手、万用表、尖嘴钳，一字起子、十字起子、电铬铁等；

现代物流仓储自动化实验系统

现代物流仓储自动化实验系统（型材结构）、货料入口传输带、货料出口传输带、搬运机器人、收料装置、堆垛机、自动化立体仓库、条形码识别系统[包含标签打印机、条码扫描器、条码扫描手持终端、普通PC机（用户自备），软件部分和接口程序等]、GPS全球定位系统、PFID射频识别系统、PLC控制系统及网络通信接口等模块组成，系统全部采用工业元器件，包含PLC（可选用各大品牌PLC如：西门子、三菱、欧姆龙等）、变频器、机械手、传送带、各种传感器（电感式传感器、电容式传感器、色标传感器、称重传感器及常见光电传感器等）、条码扫描平台、气缸、为滚珠丝杆、步进电机及驱动器、直流减速电机及工件等，所有传感器、执行器、控制器接口开放。

该实验系统是典型的现代物流仓储自动化系统，特别适合高职院校、职业学校的机电实验设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修、物流管理等专业和非机电类专业的《现代物流管理》、《机电一体化技术》、《传感器及PLC控制技术》、《PLC控制技术》、《计算机应用技术》、《过程控制》、《自动化控制》、《传感技术》、《变频调速技术》等课程的实践教学的教学与技能实验。

平面二维运动控制实训装置

一、平面二维运动控制实训装置概述：

平面二维运动控制实训装置是依据机电一体化实训设备教学的需求而开发的，它是一个集PLC控制、定位控制、工控组态技术于一体的理想实训教学设备。通过PLC编程可实现较复杂的运行轨迹控制等实训，满足机械制造及自动化、机电一体化、电气工程等专业的《机电传动与控制》、《可编程控制技术》、《运动控制》、《机电一体化技术》、《检测与转换技术》等课程开设实训课。

二、平面二维运动控制实训装置特点：

1.实训装置的执行机构使用直线导轨，传动机构使用钢丝加固同步齿形带，可实现双轴同步传动和单轴独立传动，X、Y轴之间在水平方向相互垂直结构，使整个机构不但具有高精密定位功能，还具有平面复杂轨迹运行功能，从而可完成各种高精度、高难度平面运行轨迹描绘。

2.电气元件采用网孔板安装方式，接线、安装方便，呈现一个全开放性的学习平台。

3.实训装置主要由实训台（型材结构）、网孔板、可编程控制器、双轴运动功能模块、XY轴执行机构、轨迹描绘机构、交流伺服电机及驱动器、控制按钮盒、编程软件、工控组态软件等部分组成。其中三菱主机为FX2N-32MT 内置开关量I/O（16路开关量输入/16路晶体管输出）+FX2N-20GM定位模块；西门子采用CPU224 DC/DC/DC(14路数字量输入/10路数字量输出)+EM253×2位置控制模块。选用的主机功能齐全，性能优越。

三、平面二维运动控制实训装置技术参数：

1.工作电源：单相三线～220V±10% 50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3.外形尺寸：1200mm×800mm×1400mm

4.安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准

四、平面二维运动控制实训装置实训项目：

1.系统的组成和基本操作

2.可编程控制器高级指令编程

3.运行定位特殊功能模块应用技术

4.单轴定位运动控制

5.二维双轴定位运动控制

6.直线插补技术应用

7.圆弧插补技术应用

8.基于PLC控制基础上的单色圆弧环绘制

9.基于PLC控制基础上的多色圆弧环绘制

10.基于PLC控制基础上的复杂运动轨迹绘制

工业机械手实训装置

一、工业机械手实训装置概述：

实训装置是针对机电一体化实训设备教学的要求而研制的，装置集PLC、步进电机、直流电机、气动手爪、三维位置控制技术于一体的教学实训系统。通过传感器信号采集，PLC编程，对步进电机、直流电机、电磁阀进行较复杂的开关量控制、位置控制、时序逻辑控制，实现对机械手行程范围内任一位置物体的抓取、移动、存放功能。可培养学生的复杂动作编程能力。本实训装置也适用于机械制造及自动化、电气自动化、电气工程等专业的《机电传动与控制》、《运动控制》、《气压系统》、《机电一体化技术》、《检测与转换技术》等课程开设实训课。

本实训装置采用型材桌及伸缩式网孔板抽屉结构，全开放式布局且具有设故排故单元，可充分锻炼学生系统接线、机械调试安装、软件编程、独立构建控制系统、反馈整定、故障检测及检修的能力。

二、工业机械手实训装置特点：

1.机械手实训装置由实训台（型材结构）、旋转底座、气动组件、三维(X、Y、Z)运动机械及电气控制等六部分组成。三维运动机械部分采用滚珠丝杠传动和齿轮传动相结合的模块化结构。具备底盘旋转、手臂升降、手臂伸缩、手爪旋转四个自由度控制的功能，可实现在一定范围内物体的抓取控制，用于实现定位功能。

2.PLC可选用三菱系列的可编程控制器，其中三菱主机为FX1N-24MT 内置开关量I/O（14路开关量输入/10路晶体管输出）。

3.实训装置设有黄、绿、红及急停等控制按钮，方便操作者编写机械手各种控制功能；设有急停开关可供学员使用，防止损坏设备。

注：静音气泵（用户自行采购），也可由本企业代为采购

三、工业机械手实训装置技术参数：

1.输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz

2.气源：0.2Mpa～0.55Mpa

3.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m

4.实训装置容量：＜0.5kVA

5.外形尺寸：1100mm×650mm×1500mm

四、工业机械手实训装置组成：

实训装置主要由型材结构实训台、旋转底座、气动组件、三维(X、Y、Z)运动机械、工件、物料台、设故排故单元及电气控制等组成。

1.实训台由型材桌面、型材支架、固定板、伸缩式抽屉及自锁紧轮子组成。抽屉上安装有网孔板，可灵活布局器件。自锁紧轮子使整个实训装置可灵活移动及固定

2.旋转定位机构为底盘旋转采用稳定的行星直流减速电机传动，配置光电传感器及编码器，可实现水平旋转方向的精确定位。

3.气动组件为电磁阀和气动机械手爪，能快速抓取放开物体。

4.三维运动机械采用滚珠丝杆、齿轮等机械部件组成。

5.电气方面由步进电机驱动器、多种类型的直流减速电机、传感器、光电编码器、电磁阀等组成。

6.机械手爪旋转由减速直流电机控制。

7.设故排故单元主要有故障设置箱及排故端子排组成。通过该单元可设置机械手的10种故障，由操作者根据故障现象，线路的测量、对照原理图分析后，可通过端子排排除故障。

8.保护功能：底盘机械旋转角度限位保护功能；上升、下降机械限位保护功能；前后机械限位保护功能；手旋转限位保护功能。

9.开关电源为输入电源220VAC 50Hz，提供直流电源DC24V。

五、工业机械手实训装置实训项目：

1.PLC基本指令练习

2.高速计数器应用

3.气动控制技术

4.传感器技术实训

5.步进电机控制电路的连接

6.机械手控制系统设计、安装、接线及调试

7.步进电机定位

8.编码器的定位

9.单轴往返运动控制

10.双轴手臂直线运动控制

11.三轴机械手空间直线控制

12.机械手搬运控制

13.机械手故障分析及排除实训

14.机械手多点定位控制

15.双工件多轴联动机械手高级运动控制

材料分拣实训装置

一、材料分拣实训装置概述：

材料分拣实训装置是针对机电一体化实训设备教学的要求而研发的，它涵盖了PLC、气动控制、电机传动、电磁铁控制、位置控制、传感器检测等教学内容，是实际工业现场生产设备的微缩装置。基于多种传感器的检测，实现对不同材质、不同颜色物体的分拣。实训装置采用全开放式布局，可充分锻炼操作者系统接线、机械调试安装、软件编程、独立构建控制系统、反馈整定、故障检测及检修的能力。适合于自动化、电气自动化、电气工程等专业的《运动控制》、《气压系统》、《机电一体化技术》、《检测与转换技术》等课程开设实训课。

二、材料分拣实训装置特点：

1.材料分拣实训装置由底板、实训桌（型材结构）、气动部分、落料机构、物料传送机构、料槽及电气控制等六部分组成。气动部分由电磁阀和气缸组成，物料传送部分由电机和同步传送带组成。

2.电气控制由单相交流电机及减速器、电磁阀、气缸、开关电源、光电传感器、电容传感器、电感传感器、磁性传感器等组成。PLC选用三菱FX1N-40MR（16路继电器输出24路输入）。

3.通过传感器信号采集，PLC编程，对交流电机、电磁阀、进行较复杂的开关量控制、置控制、时序逻辑控制，实现对传送带上的物料进行定位、辨识、分类。

注：静音气泵（用户自行采购），也可由本企业代为采购

三、材料分拣实训装置技术参数：

1.输入电源：单相三线~220V±10% 50Hz

2.气源：0.2Mpa~0.55Mpa

3.工作环境：温度-10℃~+40℃相对湿度≤85%（25℃）海拔<4000m

4.实训装置容量：<0.5KW

5.外形尺寸：1000mm X 640mm X 1200mm

四、材料分拣实训装置装置组成：

1.实训装置结构有型材底板结构、铝合金型材实训台组成

2.气动部分由调压过滤阀、电磁阀、调速阀、气缸及磁性开关组成，

3.物料传送部分由单相交流电机及减速器和同步带组成

4.传感器有光电传感器、电容传感器、电感传感器、磁性传感器等组成

五、材料分拣实训装置实训项目：

1. 单相交流电机正反转控制	7. 分拣出黑色与白色块
2. 物料分拣系统的调试	8. 分拣出红色与白色块
3. 气动控制技术应用	9. 分拣铝质工件到任一料槽
4. 传感器技术应用	10. 分拣金属工件到任一料槽
5. 电磁铁技术应用	11. 分拣非金属工件到任一料槽
6. 分拣出金属与非金属

立体仓库实训设备

一、立体仓库实训设备概述：

本实训设备是针对机电一体化实训设备教学的要求而研发的，它集PLC控制、位置控制、检测、工控组态、触摸屏监控技术于一体的实训教学设备，通过传感器信号采集，PLC编程，对步进电机、直流电机进行较复杂的开关量控制、位置控制及时序逻辑控制，实现仓位定位和物料入库/出库的功能。实训设备采用全开放式布局且具有设故排故单元，可充分锻炼学生系统接线、机械调试安装、软件编程、独立构建控制系统、反馈整定、故障检测及检修的能力。

二、立体仓库实训设备特点：

1.立体仓库主体由实训桌（型材结构）、四层十六仓位库体、出/入库仓位库体、三维(X、Y、Z)运动机械及电气控制等五部分组成。三维运动机械部分是一个采用滚珠丝杠传动的模块化结构，用于实现仓位定位和入库/出库动作(X、Y轴完成仓位定位、Z轴完成入库/出库动作)。

2.电气控制由步进电机及驱动器、减速直流电机、开关电源、电感传感器、行程限位开关、光电门等器件组成。其中PLC可选用西门子系列的可编程控制器，其中西门子主机为CPU224 DC/DC/DC 内置数字量I/O（14路数字量输入/10路数字量输出）＋数字量扩展模块EM223（16路数字量输入/16路数字量输出）.

三、立体仓库实训设备技术参数：

1.输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m

3.实训设备容量：＜0.5kVA

4.外形尺寸：1000mm×650mm×1400mm

四、立体仓库实训设备组成：

1.实训设备结构由仓储库架、铝合金型材桌面及型材实训桌组成，控制系系统由PLC、单片机及触摸屏组成。

2.仓库模型为四层十六个仓位库体和出/入库仓位库体组成。

3.控制面板：数码显示、状态显示和三维(X、Y、Z)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。

4.驱动机构为步进电机及步进电机驱动器。

5.定位执行机构包括竖轴和横轴，传动轴均为滚珠丝杆传动，传动平稳，横轴行程600mm,竖轴420mm。

6.取物轴为直流减速电机驱动，可实现前后两方向的运动。