电机拖动及控制实训装置
一、概述
本实验装置是根据职业教育改革和发展的需要而研制的。该实验装置包括电力拖动系统的动力学，交流和直流电动机的电力拖动、常用低压电器及继电器控制系统的设计等内容。该实验装置适用于自动化专业与机电一体化专业开设的《电机及拖动基础》、《工厂继电器接触控制》、《变频调速技术》等课程的技能训练。
二、装置特点
采用挂件结构，搭配灵活、可任意更改实验组件增加实验内容，便于二次开发及功能扩展。
实验装置由电源控制屏、实验桌、实验组件、电机、电机导轨及实验导线等组成。
实验装置包含了部分电机学试验及所有电机拖动及控制的实验项目，使学生能够了解基本的理论知识及熟练掌握操作技能。
三、技术性能
1.输入电源：三相四线（或三相五线）～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：≤1.5kVA
4. 重量：250kg
5.外形尺寸：1870mm×700mm×158mm
四、基本配置及功能
（一）GDQ01电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板)
1.交流电源部分
提供三相0～450V可调交流电源，同时可得到单相0～250V可调的交流电源，配有一台三相同轴联动自耦调压器（规格：1.5kVA、0～450V）。可调交流电源输出处设有过流保护装置，当相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦。控制屏的供电由启、停按钮进行控制，同时配有一只急停按钮，便于切断电源，还配有一只指针式交流电压表，通过切换和转换开关，可方便地指示三相电网输入和三相调压输出的每一相的线电压。
2.高压直流电源两路
提供220V(0.5A)励磁电源（具有短路保护）及0～250V(3A)连续可调电枢电源(电源内部具有过载保护功能)各一路，并设有一只直流数显电压表用以监测可调直流电枢电源输出。
3.控制屏其它设施
控制屏正面大凹槽内，设有两根钢管，可挂置实验组件。凹槽底部设有多个单相三芯220V电源插座、控制屏两侧设有单相三极220V电源插座、三相四极380V电源插座，为实验组件的供电提供了方便。
★4.实验室智慧用电安全控制系统功能要求
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、合法性。
（二）GDQ02实验桌
实验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,结构坚固，形状似长方体封闭式结构，电脑桌联体设计，造型美观大方；设有一个抽屉用于放置工具、存放资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌底部装有四个万向轮，便于移动。
（三）实训挂件
1、DQ39继电接触控制(一)
提供交流接触器（线圈电压220V）三只，热继电器一只，电子式时间继电器（通电延时，工作电压220V）一只，变压器（220V/26V/6.3V）、整流电路、能耗制动电阻（10Ω/25W）各一组，带灯按钮（黄、绿、红各一只）三只。面板上画有器件的外形，并将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用，器件的工作状态均有发光二极管指示。面板上设有摇臂结构。
2、DQ39-1 继电接触控制(二)
提供中间继电器(或交流接触器)（线圈电压220V）二只，热继电器一只，熔断器三只，转换开关三只，按钮一只，行程开关四只，信号灯、保险丝座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供实验接线用，中间继电器及热继电器的工作状态用发光二极管指示。
3、DQ22 直流数字电压、毫安、安培表
（1）直流数显电压表（1只）：测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度为0.5级。
（2）直流数显毫安表（1只）：测量范围0～2000mA，三位半数显,精度为0.5级，具有短路保护功能。
（3）直流数显电流表（1只）：测量范围0～5A，三位半数显，精度为0.5级，具有短路保护功能。
4、GDQ25交流参数表
（1）智能功率、功率因数表（1只）：由一套微电脑，高速、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话的智能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，将被测电压、电流瞬时值的取样信号经A/D变换，采用专用的DSP计算有功功率、无功功率。单相功率P的测量，其精度为0.5级；电压、电流量程分别为450V、5A，可测量单相、三相负载的有功功率、无功功率、功率因数及负载的性质等；此外还可以贮存、记录15组功率和功率因数的测试结果数据，并可逐组查询。
（2）真有效值交流数字电流表（1只）：测量范围0～5A，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显，具有超量程告警、指示及切断总电源等功能。
（3）交流电流表（1只）：精密指针式，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～5A，分0.3A、1A、3A、5A四档，精度1.0级，直键开关切换，设有超量程告警、指示及切断总电源功能。
（4）交流电压表（1只）：精密指针式，采用带镜面、双刻度线（红、黑）表头（不同的量程读取相应的刻度线），测量范围0～500V，分10V、30V、100V、300V、500V五档，输入阻抗1MΩ，精度1.0级，直键开关切换，每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能。
5、DQ26三相可调电阻器
三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻，各绕组端均引线至面板上，可完成串联、并联及串并联多种结合方式。
6、DQ27 三相可调电阻器
三组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻，各绕组端均引线至面板上，可完成串联、并联及串并联多种结合方式。
7、DQ29 电阻器组件
一组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻、一组900Ω×2/0.41A瓷盘电阻，各绕组端均引线至面板上，可完成串联、并联及串并联多种结合方式。
（四）DQ03-1固定电机导轨、光码盘测速系统及智能数显转速表
固定电机的导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度与互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度不超过±5丝。电机运行时噪声小，参数典型，能较好满足实验的要求。
（五）电机
1.DQ09直流并（他）励电动机（DC220V、185W、1500RPM） 一台
2.DQ19校正直流测功机（DC220V、355W、1500RPM） 一台
3.DQ20三相鼠笼异步电动机（AC380V/△、180W、1420RPM） 一台
4.DQ11三相线绕式异步电动机（AC220V/Y、120W、1380RPM） 一台
5.DQ10三相鼠笼异步电动机（AC380V/Y） 一台
（六）SY07实验连接线及配件
根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验连接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分也护套结构手枪插连接线；数模信号部分采用弹性铍轻铜裸露结构连接线。三种导线只能连接对应的配套插座，这样大大提高了实验的安全及合理性。
五、实验项目
1. 电机基础实验
1) 直流他励电动机的认识
2) 直流他励电动机的空载试验
3) 直流他励电动机的工作特性
4) 三相鼠笼式异步电动机认识
5) 三相鼠笼式异步电动机空载试验
6) 三相鼠笼式异步电动机堵转试验
7) 三相鼠笼式异步电动机工作特性
2. 电机拖动部分
直流他励电动机拖动实验
1) 直流他励电动机固有机械特性
2) 直流他励电动机人为机械特性
3) 直流他励电动机能耗制动机械特性
4) 直流他励电动机倒拉反转制动机械特性
5) 直流他励电动机电源反接制动机械特性
直流他励电动机回馈制动机械特性
三相异步电动机拖动实验
1) 三相异步电动机固有机械特性
2) 三相异步电动机人为机械特性
3) 三相异步电动机能耗制动机械特性
4) 三相异步电动机反接制动机械特性
5) 三相异步电动机回馈制动机械特性
继电接触控制与电力拖动（电气控制）的实验
1) 三相异步电动机点动和自锁的控制线路
2) 三相异步电动机正反转的控制线路
3) 顺序控制线路
4) 三相鼠笼异步电动机降压起动的控制线路
5) 三相线绕式异步电动机起动的控制线路
6) 三相异步电动机能耗制动的控制线路
7) 三相异步电动机单向启动及反接制动的控制线路
8) 两地控制的线路
9) 工作台往返循环控制的线路
六、设备清单列表
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1 |
GDQ01 |
电源控制屏 |
1套 |
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2 |
DQ02 |
实验桌 |
1张 |
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3 |
DQ03-1 |
固定电机导轨、光电编码器及智能数显转速表 |
1件 |
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4 |
DQ39 |
继电接触控制(一) |
1件 |
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5 |
DQ39-1 |
继电接触控制(二) |
1件 |
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6 |
DQ22 |
直流数字电压、毫安、安培表 |
2件 |
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7 |
GDQ25 |
交流参数表 |
1件 |
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8 |
DQ26 |
三相可调电阻器 |
1件 |
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9 |
DQ27 |
三相可调电阻 |
1件 |
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10 |
DQ29 |
可调电阻器，电容器 |
1件 |
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11 |
DQ19 |
校正直流测功机 |
1台 |
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12 |
DQ09 |
直流并励电动机 |
1台 |
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13 |
DQ10 |
三相鼠笼式异步电动机 |
1台 |
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14 |
DQ11 |
三相线绕式异步电动机 |
1台 |
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15 |
DQ20 |
三相鼠笼式异步电动机（AC380V/Y） |
1台 |
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16 |
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高可靠护套结构手枪插实验连接线及配件 |
1套 |
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17 |
★配套教学资源 |
购10台以下无此项配置 |
共1套 |
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七、配套教学资源（共1套）
★（一）在线教育课程开放平台（具有软件著作权，配1个登录帐号）:
1）本系统是互通教学多元化管理平台，将用户传统的各个平台系统实施整合，集中互通管理，解决多平台、多账号难以管理、数据库分散无法集中统计等问题。系统包含了：在线教务管理系统、在线课程资源管理平台、在线习题库平台、在线考试考核平台、线上视频课程管理平台及线上虚拟仿真教学管理平台，真正意义的一站互通数据集中统计！
2）课程资源：多个微课视频实拍采集教学视频素材，后期影视包装，片头10秒左右，片尾5秒左右，视频尺寸不低于1920*1080，视频格式MP4、FLV等；多个虚拟仿真内容采用unity引擎开发，在pc端win系统上运行（win7、win8、win10，注不包含win xp）软件。
3）为了教学的统一性要求在线教育平台与实训装置是同一个生产商！
4）部分微课内容举例：
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学习项目 |
学习任务 |
参考课时 |
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项目一、三相异步电动机启动线路制作、调试与故障排除 |
任务一：识别低压电器及异步电动机 |
2 |
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任务二：点动与自锁正转控制线路的实施 |
12 |
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任务三：联锁正反转控制线路的实施与检测 |
12 |
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任务四：Y-△降压启动控制线路分析与接线 |
6 |
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任务五：三相异步电动机顺序控制线路安装与测试 |
6 |
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项目二 三相异步电动机行程控制线路的设计及实施 |
任务一：电动葫芦控制线路设计及实施 |
6 |
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任务二：工作台自动往返线路设计及实施 |
4 |
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项目三 三相异步电动机制动控制线路分析设计及实施 |
任务一：三相异步电动机反接制动控制线路安装与测试 |
4 |
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任务二：三相异步电动机能耗制动控制线路安装与测试 |
4 |
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项目四 卷帘门控制电路的安装、调试及故障排除 |
任务一：卷帘门控制电路的安装、调试及故障排除 |
10 |
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任务二：卷帘门PLC控制电路设计 |
4 |
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任务三：卷帘门PLC控制控制程序设计与调试 |
6 |
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项目五 传送带送料装置控制线路的安装、调试及故障排除 |
任务一：传送带送料装置控制电路安装、调试及故障排除 |
10 |
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任务二：用PLC技术实现传送带送料装置控制 |
4 |
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任务三：编写调试PLC程序及系统总调试 |
6 |
★（二）、仿真教学软件：
★1、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）
2、电机与变压器仿真教学软件（网络版、具有软件著作权）
一、产品概述
电机与变压器仿真教学软件依据《职业院校数字校园建设规范》（教职成函[2015]1 号）与教育部颁布的有关专业教学大纲而设计，选取典型的电机与变压器，围绕其核心知识点和技能点展开，兼顾教师的课堂教学，力争达到软件的职业性、情境性、过程性、交互性的相互交融。
本软件包括功率电机、控制电机、信号电机和变压器4个实训单元，共18个典型的实训项目，每个实训项目下设有外形结构、工作原理、拆装过程、故障检测、常见应用、考考你等数目不等实训任务。
本软件既可支持教师的课堂演示教学，亦可支持学生进行课前预习，重点支持学生在理论课后进行的自主仿真实训，并可在此基础上实现技能考核。
二、实训项目
包括功率电机、控制电机、信号电机和变压器 4 个实训单元。
1.功率电机
包括电单相异步电动机、三相异步电动机、直线电机、直流电动机、交直流两用电动机 5 个实训项目。
2.控制电机
包括步进电机、伺服电机、直流无刷电机、开关磁阻电机 4 个实训项目。
3.信号电机
信号电机包括测速发电机、自整角机、旋转变压器 3 个实训项目。
4.变压器
单相变压器、三相变压器、电流互感器、电压互感器、自耦变压器、电焊变压器 6 个实训项目。
三、适用范围
软件主要用于高职高专机电一体化技术、电气自动化技术、机电设备维修与管理、电气自动化技术，也可用于中等职业学校机电技术应用、机电设备安装与维修、电机电器制造与维修等专业。本产品既有助于相关专业教师的教学，又可以网络运行，满足学生自主学习的要求。
3、电力拖动仿真教学软件（网络版、具有软件著作权）
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》与教育部有关专业教学大纲而设计，内容包括三相异步机单向转动控制等30个实训项目，涵盖维修电工初级、中级、高级主要实训项目，每个项目又根据需要设有实训目的、实训器件、实训电路、电路原理、器件布局、元件检查、通电运行、通电运行、故障排除等多种训练任务。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，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、交互性于一身，性价比极高。为职业教育与技能实训、鉴定信息化、现代化提供了不可或缺的丰富资源。
二、软件功能要求
1．具有教学游历功能
（1）包含的教学内容：要求认识电路、器件；要求认识现场设施设备器材器件。
（2）实现的教学目标：实现对现场环境、设备设施的初步认识；实现对现场作业程序的初步认识；实现对现场安全生产的初步认识；实现对现场生产氛围的初步感受。
（3）实现的教学效果：要求对现场环境产生较深刻的印象，解决专业认识性实习课题；实现对现场设施、设备初步认识，解决岗位认识性实习课题。
三、模块列表
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一级模块 |
内容 |
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初级 |
三相异步单向转动控制、三相异步机正反转控制、三相异步机两地控制 |
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中级 |
手动顺序控制与测量、能耗制动控制与测量、Y/△启动控制与测量、四限位行程控制与测量、自动顺序控制与测量、单向转动控制与测量、双限位控制与测量、两地控制与测量、三相五线供电系统、照明电路及单相电动机控制 |
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高级 |
正反转能耗制动与无功计量、双速电动机控制、Y/△启动顺序控制、三速电动机控制、直流电动机正反转、调速与制动、直流电动机反接制动控制、点动功能正反转控制、多台电动机联动控制、电动机控制与功计量、顺序启动控制 |
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综合 |
车床、钻床：实训目的、实训设备、工作原理、电气系统安装、机床仿真 |
4、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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