电气自动化实训考核装置
一、产品概述
该装置采用万能网孔板开放式设计，自由组合的思路， 配置完成各种低压电气控制所需要的多种低压电器，如单相电度表、日光灯、单联开关、插座、感应开关、漏电开关等，以及电气控制所需要的多种低压电器，如漏电断路器、熔断器、电流互感器、交流接触器、时间继电器、热继电器、中间继电器、行程开关、按钮、信号灯、转换开关、电压表、电流表、功率表及电度表等，学员根据实训项目的要求，选取器件、组合成相应的实训电路，完成电力拖动线路安装、接线、调试及工艺整理，满足实训教学、鉴定培训及职业竞赛的需要。
二、主要技术参数
1、输入电源：电压AC380V，电流5A。
2、外形尺寸：700cm×500cm×1700cm
三、网孔实训屏结构
实训屏底盘钢铝结构，实训时放置电机，框架是工业铝型材结构，万能网孔板镶嵌铝型材中间，配以桔黄色装饰条，豪华大气，采用开放式设计，操作空间大，实训操作方便，装有4只万向轮，便于移动。采用双面结构，正面电机控制实训，背面照明电路实训。
四、电源控制屏
在电源控制屏网孔实训屏上端，为实训任务提供各种电源，具有漏电保护、过流保护、短路保护、接地保护等。两组交流电源输出；AC380V、AC220V，采用安全端子及螺钉端子两种输出方式，方便不同方式接线。 电源输出区域设计有透明安全防护罩，提高用电的安全性。防护罩开合角度大于110度，出线孔为拱门型设计，并装有实验室智慧用电安全控制系统：
智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。
1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止！
2、手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。
3、PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关！
4、后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：①、包含监控管理：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间！②、包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。
5、报修管理：用户可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。
6、用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场数据连接云平台后台数据库管理。
现场需对功能逐一演示，提供有效、权威的证明文件，佐证该产品的可靠、安全、先进性。
五、实验操作项目
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（一）电气控制部分 1．三相异步电动机直接启动控制 2.三相异步电动机的点动控制电路原理、装配、调试 3.三相异步电动机的直接启动的原理、装配、调试 4.三相异步电动机的混合控制的原理、装配、调试 5.三相异步电动机的两地一控的原理、装配、调试 6.三相异步电动机的正反转控制的原理、装配、调试,、考核 7.工作台自动往返控制线路 ……自由设计项目。 （二）PLC可编程控制器基础电路实训 1.与、或、非逻辑功能测试 2.定时器、计数器功能测试 3.跳转、分支功能训练 4.移位寄存器测试 5.数据处理功能训练 6.微分、位操作测试 7.三层电梯控制 8.自动售货机 9.机械手 10.自动门 11.天塔之光 12.全自动洗衣机 13.自动成型机 14.红绿灯 15.装配流水线 16.四路抢答器 17.音乐喷泉 18.轧钢机 19.邮件分拣 20.物料分拣 21.多级传输 22.八段码显示 |
23.多种液体混合 24.双面铣床 25.电镀槽 26.交流电机正反转控制 27.小车运动 28.搅拌站 29.汽车灯光控制 30.汽车火花塞点火控制 31.加工中心控制 32.隧道监控 33.自动扶梯 34.CA6140普通车床PLC改造控制 35.X62W万能铣床PLC改造控制 36.T68卧式镗床PLC改造控制 37.M7120平面磨床PLC改造控制 38.Z3050摇臂钻床PLC改造控制 39.电动葫芦PLC改造控制 40.Z35摇臂钻床PLC改造控制 41.M1432A万能外圆磨床PLC改造控制 （四）基于变频器的电机拖动与控制实训 1．变频器功能参数设置与操作 2．变频器报警与保护功能 3．多段速度选择变频调速 4．外部端子点动控制 5．控制电机正反转运动控制 6．控制电机运行时间操作 7．瞬间停电变频器参数设定 8．外部电压变频调速 9．三相异步电动机的变频开环调速 （五）PLC、变频器的电机拖动与控制实训 1．基于PLC通信方式的多段速选择变频调速 2．基于PLC通信方式的变频器开环调速 3．基于PLC通信方式的变频器闭环调速 （六）综合技能实训 1.环形传送分拣任务 2.四层电梯综合技能实训 3.水塔水位自动控制 4.小车运动控制 5.材料分拣实训控制
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……自由设计项目。
六、配置清单
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序号 |
型号 |
名称 |
数量 |
单位 |
备注 |
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1 |
DZ47LE﹣32 |
三相漏电开关 |
1 |
只 |
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4 |
CJX2﹣0901 |
交流接触器 |
4 |
只 |
|
|
5 |
F4-22 |
辅助触头 |
2 |
只 |
|
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6 |
JR36﹣20 |
热继电器 |
3 |
只 |
|
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7 |
RT18-32X |
2P熔断器 |
1 |
只 |
|
|
3P熔断器 |
1 |
只 |
|||
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8 |
LX9-222 |
行程开关 |
2 |
只 |
|
|
LX9-001 |
2 |
只 |
|||
|
10 |
ST3 |
电子式时间继电器 |
1 |
只 |
|
|
11 |
3H按钮 |
|
2 |
只 |
|
|
12 |
50KVA |
变压器 |
1 |
只 |
|
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15 |
380V（Y/△）180W |
鼠笼式三相异步电机 |
1 |
只 |
带离心开关 |
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16 |
380V（Y/△）180W |
三相异步电机 |
1 |
只 |
|
|
19 |
FX3U-48MR |
PLC三菱主机+RS485 |
1 |
套 |
|
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20 |
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三菱主机工作电源等 |
1 |
套 |
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21 |
PLC虚实结合控制实训模块 |
包含模拟量信号和开关量信号，能够模拟工业现场的设备运行状态。提供三层电梯、自动售货机、机械手、自动门、天塔之光、全自动洗衣机、自动成型机、红绿灯、装配流水线、四路抢答器、音乐喷泉、轧钢机、邮件分拣、物料分拣、多级传输带、汽车电路、隧道监控、自动扶梯、机床电路改造等模拟控制实训（不少于36实训模块），指示灯采用贴片双色LED，面板采用3D立体彩色搭配设计，使模拟对象更直观立体，开关采用自复位兼自锁一体设计使实训能灵活实用，为适用各类PLC模块具有输入信号高低电平切换功能 |
1 |
套 |
|
|
22 |
数字孪生平台 |
要求采用单片机技术，具备多路数字量输入输出、模拟量输入输出，有通讯接口与电脑相连，通过内置协议与上位机中虚拟仿真教学软件实时通讯，实现数据采集和对外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路开关量输入接口及指示、24路开关量输出接口及指示、4路模拟量输入接口、4路模拟量输出接口、系统协同传感器模块将动作信号反馈给上位机仿真软件中的虚拟对象模型，虚拟对象模型给出反馈信号，PLC等智能控制器根据信号执行相应的输出操作，以此反应整个系统执行动作过程。能在具有物理属性的3D环境中进行虚拟设备的仿真调试。具有高度的人机交互性，通过虚拟对象进行各种与实际环境中相同的操作。软件通过自动、手动和PLC控制三种模式再现了以下虚拟工业场景，3D场景的PLC实验项目（与PLC虚实结合控制实训模块一致） |
1 |
套 |
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23 |
环形传送分拣任务模型 |
功能：该任务模拟生产线自动化控制，变频器控制输送带电机实现调速功能；通过光纤、光电、金属、RFID等多种传感器检测，PLC控制多种气缸动作完成上料、分拣、搬运、入仓等多种功能。同时为方便教学实训，端口采用全开放设计。 尺寸：约 L710mm*W554mm*H391mm。 结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。 三相交流减速电机 1) 型号：4IK25GN-S3/4GN50K 2) 额定电压：380V 3) 功率：25W 4) 减速比:1:50 伺服电机 1) 额定功率： 0.1kW 2) 额定转矩： 0.32Nm 3) 额定电流： 1.3A 4) 额定转速： 3000 5) 电压： 220V 6) 编码器类型： 23bit多圈绝对值编码器 步进电机 1) YK42XQ47-02A 2) 额定电压：3V 3) 额定电流：2A 4) 步角距：1.8° 5) 电机长度：49mm 6) 保持转矩：0.48N.m 7) 电机线数：4线 8) 步距精度：5% 9) 绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC 10) 耐压:500V AC 1minute 11) 径向跳动：最大0.02mm(450g负载） 12) 轴向跳动：最大0.08mm(450g负载） 数字光纤传感器 13) 型号：FM-E31 14) 电源电压：12V至24VDC±10% 15) 控制输出：NPN型 16) 保护电路：电源具有逆电极保护、输出具有过流保护、过电压保护功能 17) 输出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(开关选择） 18) 延时功能：断开延时计时器/开启延时计时器/单次计时器 19) 响应时间：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。 光纤头 1) 型号：FN-D076 2) 检测距离：20至190mm 3) 最小弯曲半径：R20。 金属传感器 1) 型号：E2E-X10ME1 2) 检测头尺寸：M18 3) 检测距离：10mm±10%, 4) 设定距离：0-8mm, 5) 电源电压：DC12-24V, 6) 输出NPN格式； 圆柱型光电传感器 1) 型号：UE-11D, 2) 控制输出：NPN型， 3) 检测范围：11cm， 4) 反应时间：最迟1.5ms， 5) 电源电压：12V至24VDC±10%。 工业RFID读写器： 1) 可支持达至1.5W射频功率； 2) 感应距离可达20cm 3) 颜色：黑色+不锈钢； 4) 外形长：82mm； 5) 前端直径：32mm； 6) 调整距离外径：35/38mm； 7) 线长：1500mm； 重量：150g |
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24 |
四层电梯实训模型 |
1.拽引机：拽引机是电梯的驱动装置，它主要包括：①驱动电机②拽引轮：拽引机上的绳索称为拽引轮。两端借助拽引绳分别悬挂轿厢和配重块，并依靠拽引绳与拽引轮槽间的静摩檫力来实现轿厢的升降。③导向轮：为保证轿厢端和配重端拽引绳各自垂直于轿厢和对重，且保持平行，并保证拽引轮有足够大的包角，故一般常设置导向轮（俗称抗绳轮）。 2.轿厢：轿厢由轿厢架、轿厢体等组成。轿厢因用途不同，规格尺寸与外形设计不同。 3.导轨：导轨通过导轨支架被固定在井道壁上，导轨的位置限定了轿厢和对重的位置，导轨是轿厢上下运行的轨道。 4.对重装置：对重装置由对重轮、对重架、对重砣、拽引绳等组成。对重与轿厢相衬托起平衡作用。 5.限位开关：该装置可以装在轿厢上，也可以装在电梯井道上端站和下端站附近，当轿厢运行超过端站时，用于切断电源的安全装置。 6.电梯內呼按钮：在本教学电梯中，电梯內呼按钮装在电梯模型面板的左上角，用于指定想要到达的楼层，并可以显示电梯轿厢运行位置和运行方向。 7.楼层显示窗：它安装在电梯模型面板的右侧，通过操作带有向上或向下箭头的按钮可以让轿厢到达你所在的楼层，并可以显示电梯轿厢运行位置。
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25 |
水塔水位自动控制模型 |
由有机玻璃水箱、微型水泵、储水槽、手动阀门、液位传感器和电气控制箱组成。 水泵由一功率放大电路来驱动，储水箱中的水从有机玻璃水箱顶部进入，底部用一手动阀门控制出水的流量。用扩散硅压力变送器来检测液位，输出4～20mA标准信号，通过PLC可编程控制器可实现液位的开关和闭环控制，它可作为学校老师和科研技术人员作为研究PLC算法控制的一个实验平台。
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26 |
小车运动控制模型 |
实训装置台架为金属结构，实训考核装置PLC模块的I/O 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。 |
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27 |
材料分拣实训控制 |
涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。
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28 |
装配桌 |
1. 功能：由桌身、工具柜、台面组成，用于电气及机械结构的装配平台。 2. 尺寸：L1500mm×W700mm×H780mm 3. 桌身：采用冷轧钢板折弯焊接而成，喷塑后组装连接，装配桌预设电源插座扩展孔，依据用途可加装电源插座。整个装配桌可随意拆装，方便运输安装。 4. 工具柜：采用冷轧钢板折弯焊接而成，工具柜有多个抽屉，可储藏工具，放置于装配桌底部一侧。 台面：采用25mm厚高密度中纤板外贴防火板,PVC截面封边，台面具有耐磨、耐热、耐污及易清洁等特点。 |
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29 |
三菱变频器 |
D720S 0.4W |
1 |
台 |
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30 |
实验导线 |
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1 |
套 |
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31 |
编程电缆 |
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1 |
根 |
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32 |
塑料卡子及自攻螺丝 |
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100 |
套 |
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33 |
端子排 |
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20 |
孔 |
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34 |
配套教学资源 |
购买5套以下无此配置 |
共1 |
套 |
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七、配套教学资源
A、无纸化考核平台（基于云平台无纸化理论试题库考试系统）
1.用户登录；2.用户注册；3.用户管理（3.1用户查询、3.2添加用户、3.3修改用户、3.4用户删除）；4.级别管理（4.1级别查询、4.2添加级别、4.3修改级别、4.4删除级别）；5.题库类别管理（5.1 题库类别查询、5.2 添加题库类别、5.3 修改题库类别信息、5.4 删除题库类别信息）；6 .题库管理（6.1 题库查询、6.2 添加单项选择题、6.3 添加多项选择题、6.4 添加判断题信息、6.5 导入Excel题目信息、6.6 题目信息修改、6.7 删除题目信息）；7. 试卷管理（7.1 试卷查询、7.2 添加试卷、7.3 自动抽题、7.4手动组卷、7.5 编辑试卷、7.6 删除试卷、7.7 启用试卷、7.8 打印试卷）；8.模拟成绩（8.1模拟成绩查询、8.2模拟成绩详细、8.3导出成绩）；9. 实战成绩（9.1实战成绩查询、9.2导出实战成绩）；10.在线考试；11.历史成绩（历史模拟成绩查看、历史实战成绩查看）
B、三菱PLC与变频器仿真教学软件（网络版，具有软件著作权）
一、产品技术要求
软件PLC产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.2－2006）《“维修电工”职业技能实训和鉴定设备技术规范》与教育部有关专业教学大纲而设计研制，包括可编程控制器和变频器在内的26个项目，每个项目又根据需要设有：实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行等多种模块，基本涵盖了国家维修电工中级、高级和技师鉴定考核对于可编程控制器和变频器的应知应会全部要求。软件以技能为核心，项目为引领，任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性和灵活性于一身，性价比极高。该软件不仅可以作为实训教学应用，其大量的原理动画演示也可以作为助教型软件素材应用于课堂教学环节。为电气自动化、机电一体化等电工电子专业的技能实训、鉴定信息化、现代化提供了丰富不可或缺的教学资源。
二、产品内容要求
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级别 |
内容 |
备注 |
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中级 |
PLC工作原理控制、程序的执行过程、电动机的起停控制、电动机的正反转控、电动机循环正反转控制、三速电动机控制 |
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高级 |
星/角起动控制、电动机正反转能耗制动控制、彩灯循环控制、数码管的点亮控制、大小球传送装置控制、简易机械手的控制 |
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技师 |
电镀生产线的控制、自动交通灯的控制、皮带运输线的控制、工业洗衣机的控制、恒压供水系统的控制、小推车控制、停车场车位的控制、变频器的PU操作、变频器的EXT操作、变频器的组合操作 |
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综合 |
手持编程器的操作、X62W万能铣车、Z3050摇臂钻床、CA6140型车床 |
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C、物料分拣PLC综合仿真实训软件
一、产品概述
本产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.1—2006）《职业技能实训和鉴定设备通用技术规范》，城乡建设部、教育部相关专业教学大纲，为缓解我机械加工类专业传统实验实训教学环节的不足、提高学生的职业技能水平为目的而研制。内容包括项目分析、PLC 控制（PLC 主机、输出模块、输入模块）、硬件安装（机械手臂、气动设备提升部件、物料导槽、皮带、三相转速电机等 19 个步骤）、电气接线、软件编程、调试运行六大模块。软件以技能为核心，项目为引领，任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性和灵活性于一身，性价比极高。该软件不仅可以作为实训教学应用，其大量的原理动画演示也可以作为助教型软件素材应用于课堂教学环节。为电气自动化、机电一体化等电工电子专业的技能实训、鉴定信息化、现代化提供了丰富不可或缺的教学资源。
二、实训项目
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实训单元 |
实训名称 |
内容 |
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项目分析 |
项目分析概述 |
本项目位于自动化生产线末端，系统采用PLC控制，执行机构由气动电磁阀—气缸产生的气压驱动，实现了整个系统的自动运行，并完成物料分拣。 |
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演示过程 |
以动画形式展示整体运行过程。 |
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控制任务 |
初始位置、工作循环、设备停止、设备保护； |
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PLC控制 |
PLC主机 |
基本结构、硬件组成、工作方式 |
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输出模块 |
变频器简介、变频器基本操作、变频器操作模式、直流电动机、交流电机、电磁阀； |
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输入模块 |
按钮开关、光电传感器、磁性传感器、电感传感器、电容接近开关； |
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硬件安装 |
硬件安装 |
从元器件库中取出器件按照正确的先后顺序安装。 |
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硬件接线 |
传感器 |
参考原理图与端子图完成对应的插头连接。 |
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电磁阀 |
参考原理图与端子图完成对应的插头连接。 |
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其他设备 |
参考原理图完成对应的插头连接。 |
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气路连接 |
参考气路图与气阀图以及操作步骤完成气路连接。 |
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软件编程 |
经验设计 |
设计方法、控制要求、IO分配； |
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顺序控制 |
设计方法、控制要求、IO分配； |
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程序识读 |
将界面左侧操作步骤按照正确的顺序拖至星号提示位置。 |
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调试运行 |
经验设计 |
以视频形式直观形象的展示文件打开与保存。 |
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现场调试 |
推上空气开关，将万用表调至交流500V挡，测量对应之间的电压，再用万用表调至直流50V挡，测量电源模块24V电压。 |
三、适用范围
机电一体化技术、电气自动化技术、电力系统自动化技术、电气技术应用、机械工程与自动化、机械设计制造及其自动化、自动化生产设备应用、机电设备安装与维修等专业学生的实训教学，也可作为维修电工、可编程控制器程序设计师、电梯安装与维修工等职业培训与仿真技能鉴定。是电工电子实训中心、机电一体化技术、电气自动化技术、电力系统自动化技术等专业仿真实训室的主体虚拟仿真实训软件之一。
