一、概 述

本实训平台由控制屏、实训桌、温度控制单元、直流小机组单元、机械手单元、变频器单元、交流伺服单元、小车运动控制单元、液位/流量控制单元、PLC控制系统、单片机控制系统、数据采集控制系统、计算机控制、工控组态软件等组成。所有实训均采用模块化设计、种类齐全、可组成不同的控制系统，能完成机电设备中的逻辑、运动、温度、压力、流量、液位等实训内容，控制对象均采用典型机电设备模型，接近工业现场环境，能提高学生的学习兴趣和实际动手能力。

二、装置特点

1. 装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新实训，只需添加部件即可。

2. 平台选取了工业现场中多种典型的机电一体化设备，它覆盖了工业现场中常见过程控制参数，例如：逻辑、运动、温度、压力、流量、液位等，根据不同的控制方案、组合连接，算法编程，完成不同的控制

3. 控制方式多样性，有PLC控制、单片机控制、数据采集控制、计算机控制等。

三、技术指标

1. 输入电源：单相三线～380V±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：＜0.6kVA

四、系统组成

(一) 控制屏

1. 交流电源控制单元

三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制、同时具有漏电告警指示及告警复位。

提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。

2. 定时器兼报警记录仪

定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。

3. 直流电源、直流电压/电流表、逻辑电平输出及指示等

直流电压：0～15V可调输出；直流电流：0～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表：电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级，电流表量程0～200mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示等。

4. PLC控制系统

可选用西门子或三菱或欧姆龙系列的PLC：

(1) 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）+EM235模拟量模块（4路模拟量输入/1路模拟量输出）。

(2) 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）+FX0N-3A模拟量模块（2路模拟量输入/1路模拟量输出。

(3) 欧姆龙主CP1E-N30DT内置开关量I/O（18路开关量输入/12路晶体管输出）+ CP1W-AD041 4路模拟量输入+CP1W-DA041 4路模拟量输出。

5. 单片机控制系统

CPU芯片引脚引出，可以连接机电设备构建实际的控制系统。通过编写算法完成对多种机电设备的控制，配有仿真器。

6. 数据采集控制系统

数据采集控制系统含有开关量输入/输出模块（自带RS485通讯接口）、模拟量输入模块和模拟量输出模块（自带RS485通讯接口）、RS232/485通讯转换器及上位PC机中安装MCGS工控组态软件等组成。通过MCGS工控组态软件编写上位控制软件运行算法，并可进行通讯参数修改及设定控制算法参数，被控参数实时曲线、历史曲线动态显示，实训流程图的显示及本实训相关的被控参数（动态变化显示）。

(二) 实训桌

为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；中间设有一个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料，电脑桌联体设计，造型美观大方。

(三) 温度控制、直流小机组单元

温度控制模块由加热器、温度变送电路、测温器及显示仪表等组成，直流小机组由直流电机、发电机及显示仪表等组成。通过编程，能完成温度PID控制，直流电机闭环调速。

(四) 机械手控制单元

由丝杠、步进电机及驱动器、电磁阀、气缸、磁性开关和手爪等组成。通过编程，能完成运动设备的定位控制，实现抓取动作。

(五) 变频器调速控制单元

由变频器、交流电动机、直线运动物体、旋转运动机构及相应的电气控制电路等组成，实现变频调速功能。

(六) 交流伺服控制单元

由伺服电机、驱动器、直线运动物体、旋转运动机构及相应的电气控制电路等组成，实现定位控制。

(七) 小车运动控制单元

由底座、运动小车、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、超声波传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、报警运行控制、点动控制、位置时时显示控制等，能实现小车的精确定位。

(八) 液位/流量控制单元

由底座、有机玻璃水箱、微型水泵、储水箱、手动阀门、超声波液位传感器、压力传感器、显示仪表、和电气控制箱组成。通过传感器信号采集，控制系统编程，实现各种模拟量输入、输出实训及压力、液位的位式和PID闭环控制，可作为研究各种工业算法控制的一个实训平台。

五、实训项目

1. 常见传感器的基本应用

2. 机械手运动控制

3. 温度PID控制

4. 直流电机闭环调速

5. 交流伺服控制

6. 变频调速控制

7. 传感器检测

8. 小车定位控制

9. 液位/流量过程控制

10. 单片机控制系统

11. PLC控制系统

12. 计算机控制系统

13. 工业组态监控