机械机电自动化实验实训设备

自动线安装与调试实训考核设备技术参数要求

一.自动线安装与调试实训考核设备功能：

1)基于面板操作的电机开环调速；

2)基于PLC的开关量变频器开环调速；

3)基于PLC的模拟量控制的电机开环调速；

4)PLC网络组态、主从站控制实训；

5)触摸屏的参数设置；

6)触摸屏的编程；

7)触摸屏、PLC、变频器的综合实训；

8)步进电机的控制；

9)步进驱动器的参数设置；

10)步进电机的PLC开环控制；

11)增量型编码器的使用；

12)基于增量型编码器的步进电机的闭环PLC控制；

13)模拟量模块的使用；

14)单容水箱恒压PLC控制；

15)双容水箱恒压PLC控制；

16)一、二阶系统闭环ＰＩＤ的特性测试和控制；

17)基于模拟量的PLC控制；

18)传感器的使用；

19)基于传感器的PLC位置控制；

20)气动技术实训；

21)工件的自动供给PLC控制

22)工件的自动识别分拣PLC控制；

23)机械手搬运工件PLC控制；

24)工件的自动翻转操作PLC控制；

25)工件的自动清洗PLC控制；

26)综合网络自动线控制；

二.自动线安装与调试考核实训考核设备的结构与配置

自动线安装与调试考核实训考核设备系统基于标准化、模块化、开放式结构设计，由台架模块、供料单元模块、翻转单元模块、装配单元模块、分拣单元模块、输送单元模块、双容水箱模块等组成。实训设备包含以下23个模块/部分。

1.主从PLC控制模块

模块含主PLC（fX3U-48MT）1个，RS485通信模块（fX3U-485BD）1个、三通道扩展AD/DA模块（FXON-3A）1个；从站PLC（fX3U-16MT）1个、RS485通信模块（fX3U-485BD）1个；网络通信下载线（FX-SC09，FX-USB-SC09）各1条，USB线1条。PLC模块可自组成系统，可独立运行。

（1）主PLC控制模块

1）PLC单元（FX3U-48MT）：输入24点，输出24点，尺寸180*90*86mm，AC100V-240V，两路输入电位器，DC输入，晶体管输出，64000步存储容量，晶体管型主机单元能同时输出3点100KHz脉冲，单轴输出高达200KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制，网络和数据通信功能支持232，485，422通讯。处理速度达到了0.065us/基本指令，内置了高达64K步的大容量RAM存储器，内置独立3轴100kHz定位功能。

2）RS485通信单元（fx3u-485bd）：带有RS-485接口通信模块的；半双工双向38400bps。

3）A/D（D/A）信号板单元（fX0n-3A）：模拟量输出模块1通道，模拟量输入模块2通道；输出量程：0~10V，4~20mA；8位分辨率，偏置增益输入输出独立调节，转换时间100ms。

（2）从PLC模块

PLC单元（FX3U-16MT）：PLC单元（FX3U-48mt）：输入8点，输出8点，尺寸180*90*86mm，AC100V-240V，两路输入电位器，DC输入，晶体管输出，64000步存储容量，晶体管型主机单元能同时输出3点100KHz脉冲，单轴输出高达200KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制，网络和数据通信功能支持232，485，422通讯。处理速度达到了0.065us/基本指令，内置了高达64K步的大容量RAM存储器，内置独立3轴100kHz定位功能。

RS485通信单元（FX3U-485BD）：带有RS-485接口通信模块的；半双工双向38400bps。

2.HMI模块

（1）5.7 STN256色彩色显示屏（GT-1055-QSBD-C），320×240像素，显示色：256色；按压式触摸操作，1×USB、RS232、RS422，24VDC。

（2）组态系统完善，与PLC配套软件编程，人机交流界面为主流操作；

（3）含自由旋转式固定安装支架，可上下左右多角度旋转，满足多视觉角度观察；

（4）HMI与PLC具有USB穿透功能。

3.变频器运动模块

模块包含驱动器1个、电机1个、快速节点端口1个、减速器1个、联轴安装器1个。模块可自组成系统，可独立运行。

（1）变频驱动器（FR-D720S）

0.4KW,200-240V，±10%，单相交流(0.16-4HP)，FCC（磁通电流控制），多点特性（可参数化的V/f特性），V/f特性；支持开关量输入输出、模拟量输入输出、PU端口输入输出操作、外部端子输入5个、外部端子输出1个、1个模拟量输入、1个模拟量输出、计算机链接协议通信、MODBUS总线控制；具有快速响应输入和定位减速斜坡，突出的精度工作。

（2）三相异步电动机

220V三角形-380VY型系列电动机，100W，通用小型机械设备用电动机，三相电动机卧式，控制电动机，封闭式绝缘，B级，交流电动机，异步电动机结构，感应电动机高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准。采用B级绝缘、外壳防护等级为IP44，冷却方式IC411，额定电流1，5A，功率因素0.76

4.步进运动系统模块

模块包含sanyo驱动器1个、步进电机1个、快速节点端口1个、减速器1个、联轴安装器1个。模块可自组成系统，可独立运行。

（1）步进驱动器

输入电压：直流24～50V输入；输入电流：小于4安培；输出电流：1.0A～4.2A；功耗：功耗：80W；内部保险：6A；温度：工作温度-10～45℃；存放温度-40℃～70℃；湿度：不能结露，不能有水珠；气体：禁止有可燃气体和导电灰尘；重量：约200克。

（2）步进电机

步距角：1.8°；机身长：116mm；相电压：3.08V；相电流：5.6A；相电感:5.5mH；静转矩:8.4N.M；定位力矩:12.5N.cm

相电阻0.55Ω；转动惯量:2900g.cm2

引线数:4。

5.装配模块

模块工作高度为120MM；且可以在100-160MM范围内进行调整；可检测模块所处位置；存放物料容器≥12个；进料速度：≥30个/分；工作方式：单方向移送；移送行程≥50mm；可检测料仓是否有工件。

6.输送带传送模块

模块工作高度为120MM；且可以在100-150MM范围内进行调整。带速度检测设备；尺寸规格：550*80*120MM；传输速度≥60米/分；由节能型无级调速控制器驱动（含485通讯接口、支持当前工业常用通信协议）三相220V电机；传送行程必须大于550mm；可实时检测输送带工件状况；可实现物料检测及统计功能。

7.机械手快速翻转模块

模块带有旋转角度、上下限检测传感器；夹指夹取工作；动作范围：38-45mm；升降行程：≥25mm；夹指能实现任意角度旋转；能可靠夹持物料；升降行程：≥25mm；夹指能实现任意角度旋转；能可靠夹持物料。

8.筛选剔除模块

模块工作高度为150MM；且可以在100-160MM范围内进行调整。可检测模块所处谓之；推料速度：≥50个/分；移送行程≥60mm；工作方式：单方向移送。

9.机械手快速分拣处理模块

模块安装高度：320MM；丝杆部件尺寸：540*120*64；滚珠丝杆：直径（mm）12，螺距离（mm）10；有丝杆有效行程（mm）：500；丝杆两侧采用20直线导轨滑块。气动手臂可以在0-85mm范围内进行调整；分配机械手模块（X轴为高精度丝杆滑台；由步进控制系统驱动（步进驱动行程≥420mm；带越位保护开关、原点检测开关；定位精度±0.01mm，气动手臂行程≥75mm，带磁性开关）。

10.堆垛模块

模块高度为120mm。传感器尺寸：31mm*20mm*10.8mm；容器堆放区域：≥φ28；高度≥42mm；带光电传感器检测。

11.A/D（D/A）模拟信号放大模块

尺寸：150mm*80mm*30mm；放大系数：K>200；强抗高频干扰，稳定可靠；最大输出电流>2.5A；具有自动适用调节功能，可持续驱动负载。

12.压力变送器模块

测量范围：-100KPa～1.00MPa；最大过载：标准量程的1.5倍；压力形式：表压、微差压；精度等级：0.25%F.S；定制0.5%F.S；电源电压：24VDC；负载电阻：≤500Ω；测量介质：蒸汽压力或气体、液体；长期稳定性：±0.2%F.S/年；、温度漂移：±0.03%FS/℃；补偿温度：-10～80℃；工作温度：-10～100℃；外壳：全体不锈钢一体；测量介质：对不锈钢无腐蚀的液体；压力接口：M2.0×1.5；每套设备含2个变送器单元

13.水泵模块

电压：24V；功率35W；电流：1.3-1.8A左右；最大压力：1.2Mpa；平时压力：10.5-0.8Mpa；耐热温度：80°；最大流量：2.8-3.2L/分钟；外型尺寸：160X100X60mm；最大吸程2米，扬程可达10-30米高。

14.恒压冲洗模块

含超压自保护功能；压力范围：0.5-0.8Mpa，；双通道快速清洗；含自动回流循环系统；含可控硅调节设备；实现二阶系统的特性测试和控制。

15.按键开关操作模块

尺寸：φ≥1200×50×45；控制输入信号点数≥8位；KACON-Φ16mm带LED灯，含红色1个、黄色1个、绿色2个、转换开关3个，急停开关1个。

16.传感检测系统

颜色传感器含二级灰度，检测独立输出端；各传感器外面紧凑，符合行业标准；检测有效距离不小于5mm、可调节检定距离；系统含：磁性开关6个、电感式传感器1个、电容式传感器2个、对射式光电式传感器6个、反射式光电传感器2个、光纤放大器1个。

17.PLC切换接口模块

尺寸：长*宽*高10cm*15cm*8cm；切换端子不<48，预留用于不同品牌PLC的控制切换；具备5级防干扰效果；阶梯级端子设计；模块双备份/套，两套可切换。

18.警示教学设备模块

具有不少于2种颜色的闪烁（红、黄、绿）、自带内部震荡器；发声功能蜂鸣器一个，声强：75db。

19.气动驱动模块

（1）三位五通电磁换向阀

工作状态：3位；接口：5位；流量特性：2.8C[dm3/(s•bar)]/B→EA/EB)0.29b，0.66CV；适合缸径：φ63；消耗功率(W)：0.35(标准型)0.1(带省电回路)；类型：有铝制一体型；最大耐压：1.2,Mpa，励磁时间<0.05s；重量：770g,SMC系列；电压范围：24V-15%~+10%；耐热等级：B级；最高频率：5次/s；润滑：不需要；动作方式：内部先导式；模块三备份/套，三套模块可互相切换。

（2）二位五通电磁换向阀

工作状态：2位；接口：5位；流量特性：2.8C[dm3/(s•bar)]/B→EA/EB)0.29b，0.66CV；适合缸径：φ63；消耗功率(W)：0.35(标准型)0.1(带省电回路)；类型：有铝制一体型；最大耐压：1.2,Mpa，励磁时间<0.05s；重量：770g；电压范围：24V-15%~+10%；耐热等级：B级；最高频率：5次/s；润滑：不需要；动作方式：内部先导式；模块三备份/套，三套模块可互相切换。

（3）真空发生器

喷嘴直径：1.0mm；最高真空度：-88kpa；最大吸入流量：24L/min(ANR)；空气消耗量：46L/min(ANR)；供给压力0.45Mpa；连接形式：螺纹拧入；安装直径：8mm。

（4）机械手专用吸盘

尺寸：5mm*15mm*10mm；三层连吸；最大吸力：-88kpa；模块双备份/套，两套可切换。

（5）动力气源处理器

结构：精密减压阀，带压力表比例式标准油雾器；过滤≤5微米密度，冷凝物最大容积为3cm3；压力控制范围：0-0.8mpa；标准额定流量：170L/min；输出口的空气纯净度：符合DINTSO8573-1标准；耐腐蚀等级CRC。

（6）五、气动类附件

快速接头、直通接头、三通连接件、L型节流阀、节流阀、残压排放阀、消声器（铜）、SPP系列管塞、PU软管

（7）模块实现完整可靠地气动控制系统，能独立运行。

20.低压电气附件

含接线端子、三芯导线、阻燃导线、带漏电低压断路器、24V直流稳压电源，DIN导轨、日式端子排、端子排封盖、UK导轨式接线端子、UK导轨式接线端子固定块、UK导轨式拉线端子档板、线槽（含盖）、耐热电线（红、黄、绿、黑、蓝色）、热收缩套管、Y型压著端子、针型压著端子、空白型管套、单片铭牌索头（黑、白色）、开关面扳塞、缠绕管、自锁式扎带(白色）、电缆拖链（黑）等。

以上附件通过连接及与其它电气模块连接可使系统正常稳定可靠运行，外观齐整，符合工业设备布线要求。

附件能组构一个稳定可靠的主电路控制系统，实现系统电源控制。

21.物料工件

工件设计合理，高温氧化处理。尺寸：φ=39mm*22mm；金属材质物料；塑料材质物料；颜色：黑、白颜色；材质：铝材和塑料（每类工件5个，共15个）

22.台架模块

全阳极氧化铝型材框架结构，用于安装所有的其余模块；长宽不小于1200mm*800mm；底部安装四个定位轮，可移动位置；底部安装固定柱，可牢固固定；台架前方电气安装面板可以折叠起，垂直放置；推拉式双门结构；内部皆有双杆滑台，可供恒压冲洗设备自由顺滑伸缩，防尘省空间；台架前方电气安装面板可通过支架撑起，方便考核时对电气接线的测试及安调。

23.配套工具

工具箱1个、活动扳手（6#-150mm）一套，内六角扳手（9把）、螺丝刀（大、小一字、大、小十字各一把）、压线钳1把、剥线钳一把、尖咀钳一把、斜口钳一把、镊子一把，电工胶布（黑色）一卷、数字万用表1个，电烙铁1把。

三．电气控制系统安装与调试实训设备的技术参数

1．输入电源：单相三线AC220V±10%50Hz

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

3．实训装置容量：≤1.5kVA

4．安全保护：具有接地保护、具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准

RY-A4闭路电视监控及周边防范系统实验实训装置