一、概述
氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是根據(jù)《液壓氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)》、《氣動(dòng)控制技術(shù)》等通用教材設(shè)計(jì)而成,適用于機(jī)械類、機(jī)電類本科生課程實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。采用可編程控制器(PLC)和工業(yè)氣動(dòng)元件、執(zhí)行模塊為一體,除可進(jìn)行常規(guī)的氣動(dòng)基本控制回路實(shí)驗(yàn)外,還可以進(jìn)行氣動(dòng)-電氣控制回路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、氣動(dòng)-PLC控制回路等氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)。

二、主要特點(diǎn):
1.元件模塊化:每個(gè)氣動(dòng)元件成獨(dú)立模塊,配有方便安裝的底板,可隨意在“T"型槽通用鋁合金型材板上組建各種實(shí)驗(yàn)回路,操件簡(jiǎn)單快捷。
2.連接方式:接頭采用快速式,安裝、拆卸時(shí)可靠簡(jiǎn)便省時(shí)。
3.氣動(dòng)元件:工業(yè)氣動(dòng)元件,性能可靠、安全。精度高、使用壽命長。
4.系統(tǒng)環(huán)境:低噪音()的工作泵站,提供一個(gè)安靜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境(噪聲< 50 分貝)。
5.可擴(kuò)展實(shí)驗(yàn):
為了適應(yīng)學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的要求,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)性、綜合性、探索性實(shí)驗(yàn),開發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新思維,除了可以完成氣壓的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以外,還應(yīng)與機(jī)械類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合起來;在保證設(shè)備穩(wěn)定的情況下提供的可擴(kuò)展性,大鋁合金面板組裝平臺(tái)為擴(kuò)展提供了必要的硬件基礎(chǔ)。
該設(shè)備能適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的性、開放性和可擴(kuò)展性三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。充分體現(xiàn)該設(shè)備的機(jī)電一體化教學(xué)的多功用性。
A.在保證現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的前提下還可進(jìn)行液壓元件的搭接,進(jìn)行相應(yīng)的液氣綜合實(shí)驗(yàn);
B.在硬件支撐下還可實(shí)現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)、挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)等擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。
6.兼容性
A. 該實(shí)驗(yàn)臺(tái)可同MPS自動(dòng)化物流系統(tǒng)、FMS柔性系統(tǒng)進(jìn)行兼容組合。
B.實(shí)驗(yàn)臺(tái)電控部分、硬件部分可方便的進(jìn)行升級(jí)及拓展模塊的搭接、連接方式友好可供多類機(jī)電模塊、液、氣模塊進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)。如:回轉(zhuǎn)送料機(jī)構(gòu),機(jī)械手、運(yùn)輸線自動(dòng)化;與電子仿真軟件相接合,可模擬各類機(jī)械應(yīng)用,如風(fēng)力發(fā)電機(jī)中比例閥的應(yīng)用、插裝閥的工作原理及應(yīng)用機(jī)械升降機(jī)的應(yīng)用等等,并且可以根據(jù)老師上課的內(nèi)容進(jìn)行編輯
8.多種控制方式:純氣動(dòng)(手動(dòng))控制回路、采用繼電器的電控氣動(dòng)回路、采用可編程控制器的電控氣動(dòng)回路、組態(tài)控制回路(需搭接相應(yīng)軟件、硬件)
9.系統(tǒng)安全性能:額定工作壓力為1.0Mpa,是安全的低壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。電源帶漏電保護(hù),漏電(漏地電流超30mA自動(dòng)斷電),缺相,自動(dòng)斷開總電源,控制電路均為24V直流安全電壓
三、技術(shù)性能
1、輸入電源:?jiǎn)蜗嗳€制~220V±10% 50Hz
2、溫度:-5℃~+40℃,相對(duì)濕度<85%
3、裝置容量:<1.5KVA
4、外形尺寸:1600mm×700mm×1760mm
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:
1、單作用氣缸的換向回路
2、雙作用氣缸的換向回路
3、單作用氣缸速度控制回路
4、雙作用氣缸單向調(diào)速回路
5、雙作用氣缸雙向調(diào)速回路
6、速度換接回路
7、緩沖回路
8、二次壓力控制回路
9、高低壓轉(zhuǎn)換回路
10、計(jì)數(shù)回路
11、延時(shí)回路
12、過載保護(hù)回路
13、互鎖回路
14、單缸單往復(fù)控制回路
15、單缸連續(xù)往復(fù)動(dòng)作回路
16、直線缸順序動(dòng)作回路
17、多缸順序動(dòng)作回路
18、雙缸、同步動(dòng)作回路
19、多缸聯(lián)動(dòng)回路
20、卸荷回路
21、或門型梭閥的應(yīng)用回路
22、快速排氣閥應(yīng)用回路
23、PLC的指令編程,梯形圖編程的學(xué)習(xí)及應(yīng)用
24、PLC編程軟件的學(xué)習(xí)和使用
25、PLC與計(jì)算機(jī)的通訊,在線調(diào)試、監(jiān)控
26、PLC控制的液壓基本回路(優(yōu)化控制)
五、部分Festo 軟件回路及圖庫
六、實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成:
實(shí)驗(yàn)臺(tái)由實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、工作泵站、氣動(dòng)元件、主機(jī)箱等幾部分組成。
1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)架:
實(shí)驗(yàn)臺(tái)架規(guī)格為1600(長)*700(寬)*1760(高),實(shí)驗(yàn)臺(tái)架主體結(jié)構(gòu)全部采用高性能表面氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構(gòu)件,連接構(gòu)件采用壓鑄成型工藝(非焊接工藝),經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂、表面靜電噴涂工藝,安裝方便、快捷,用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝,表面氧化處理,截面尺寸:70×70mm,四面帶槽,槽寬約8mm,端部配套模具成型塑料堵頭。桌面采用25mmE1級(jí)三聚氰胺飾面板,桌面板下設(shè)支撐框架,承受力不少于200kg。配備儲(chǔ)存柜,存放實(shí)訓(xùn)掛箱等,儲(chǔ)存柜底部4只高強(qiáng)度萬向可制動(dòng)PU腳輪,方便移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)架整體簡(jiǎn)約不簡(jiǎn)單,大氣,符合現(xiàn)代化產(chǎn)品審美和發(fā)展趨勢(shì)。
實(shí)驗(yàn)桌后面二支桌腳向上延伸,配上側(cè)面三角形斜面鈑金框架及帶T槽鋁合金操作面板組成實(shí)訓(xùn)操作屏,實(shí)訓(xùn)時(shí)固定氣動(dòng)控制模塊等,實(shí)驗(yàn)臺(tái)架頂部安裝實(shí)驗(yàn)主機(jī)箱,主機(jī)箱提供實(shí)驗(yàn)時(shí)的時(shí)間繼電器、可編程控制器、控制按鈕、接近開關(guān)、直流電源等。
2.主機(jī)箱:
① 安全保護(hù):外部電源經(jīng)漏電開關(guān)與熔斷器輸入,經(jīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)供電。
② 時(shí)間繼電器模塊:提供一組數(shù)顯0-999S時(shí)間繼電器,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定常開常閉時(shí)間。
③ 繼電器控制模塊:提供二路繼電器控制模組。
④ 可編程序控制器(PLC):三菱FXS20MR系列,I/O口20點(diǎn),繼電器輸出形式,電源電壓:AC 220V/50Hz,控制電壓為DC24V,設(shè)有手動(dòng),自動(dòng),順序等控制功能.
3.工作泵站:
① 氣泵輸入電壓:AC 220V/50Hz
② 電機(jī)功率:550W
③ 額定輸出壓力:1.0Mpa
④ 氣泵容積:20L
⑤ 工作噪聲:< 40分貝
4.氣動(dòng)元件:
以圣大氣動(dòng)元件為主,配置詳見附件。
氣動(dòng)元件均配有過渡底板,可方便、隨意地將元件安放在實(shí)驗(yàn)面板(面板帶“T"溝槽形式的鋁合金型材結(jié)構(gòu))上?;芈反罱硬捎每鞊Q接頭,拆接方便快捷?! ?br style="padding: 0px; margin: 0px;">五、氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置清單
(一)操作臺(tái)基礎(chǔ)硬件
序號(hào) | 名 稱 | 規(guī) 格 型 號(hào) | 數(shù) 量 | 備 注 |
1 | 實(shí)驗(yàn)臺(tái)(鋁合金“T"型槽面板) | 1600mm x 700mm x 1760mm | 1套 | 自制 |
2 | 過渡底板 | 化纖ABS 精制模具壓注成型 | 1套 | 附在閥上 |
3 | 專用鋁合金面板 | 鋁合金帶“T"型配合過渡底板進(jìn)行搭接 | 1套 | 安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上 |
4 | 空氣壓縮機(jī) | 氣泵輸入電壓:AC 220V/50Hz 電機(jī)功率:125W 額定輸出壓力:1.0Mpa 氣泵容積:10L 工作噪聲:< 40分貝 帶自動(dòng)斷電保護(hù)裝置 | 1臺(tái) | 奧突斯 |
5 | 過濾、調(diào)壓組件 | 接管口徑:1/8" 額定流量: 650L/min 濾心精度 40ū 調(diào)節(jié)壓力0.05-0.85MPa 可調(diào)壓力0.9 MPa 濾水容量15cc 給油容量25cc | 1套 | 品牌: 圣大 AC200 |
6 | 帶壓力表調(diào)壓閥 | 接管口徑:1/8" 額定流量: 650L/min 調(diào)節(jié)壓力范圍:0.05-0.85MPa 可調(diào)壓力:0.95 MPa 本體材質(zhì):鋁合金壓鑄成型 | 1只 | 品牌:圣大 AR2000 |
(二)元件基本配置
序號(hào) | 名 稱 | 參 數(shù) 規(guī) 格 | 數(shù) 量 | 備 注 |
1 | 復(fù)動(dòng)式不銹鋼單作用氣缸 | 動(dòng)作形式:活塞復(fù)動(dòng)式 使用壓力范圍:1-9.0 kgf/cm2 速度范圍:50 – 800mm/s 行程 :75mm 接管口徑:1/8" | 1只 | 品牌:圣大 MSAL20-75-S |
2 | 復(fù)動(dòng)型不銹鋼單出桿雙作用氣缸 | 動(dòng)作形式:活塞復(fù)動(dòng)式 使用壓力范圍:1-9.0 kgf/cm2 速度范圍:50 – 800mm/s 行程 :100mm接管口徑:1/8" | 2只 | 品牌:圣大 MAL20-75-S |
3 | 氣缸固定腳座 | MA20-LB | 6只 | 自制 |
4 | 二位三通單電磁換向閥常開 | 線圈位數(shù):?jiǎn)晤^雙位置 彈簧復(fù)位 動(dòng)作方式:內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力:0.15-0.85 MPa 耗電量:AC2.5VA DC2.5W 動(dòng)作頻率:5次/秒 最短勱磁時(shí)間:0.05秒 接管口徑:進(jìn)氣=出氣=排氣=1/8" | 1只 | 品牌:圣大 3V210-08-NO |
5 | 二位五通單電磁換向閥 | 線圈位數(shù):?jiǎn)晤^雙位置 彈簧復(fù)位 動(dòng)作方式:內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力:0.15-0.85 MPa 耗電量:AC2.5VA DC2.5W 動(dòng)作頻率:5次/秒 最短勱磁時(shí)間:0.05秒 接管口徑:進(jìn)氣=出氣=1/8" | 2只 | 品牌:圣大 4V210-08 |
6 | 二位五通雙電磁換向閥 | 線圈位數(shù):雙頭雙位置 電控復(fù)位 動(dòng)作方式:內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力:0.15-0.85 MPa 耗電量:AC2.5VA DC2.5W 動(dòng)作頻率:5次/秒 最短勱磁時(shí)間:0.05秒 接管口徑:進(jìn)氣=出氣=排氣=1/8" | 1只 | 品牌:圣大 4V220-08 |
7 | 中封式三位五通電磁換向閥 | 線圈位數(shù):雙頭三位置封閉型 動(dòng)作方式:內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力:0.15-0.85 MPa 耗電量:AC2.5VA DC2.5W 動(dòng)作頻率:5次/秒 最短勱磁時(shí)間:0.05秒 接管口徑:進(jìn)氣=出氣=排氣=1/8" | 1只 | 品牌:圣大 4V230-08 |
8 | 二位五通單氣控?fù)Q向閥 | 結(jié)構(gòu):滑閥, 單向氣控, 彈簧復(fù)位 壓力范圍:0.15-0.85 MPa 額定流量 1 (p)→4 (A)500 l/min | 2只 | 品牌:圣大 4A210-08 |
9 | 二位五通雙氣控?fù)Q向閥 | 結(jié)構(gòu):滑閥, 雙向氣控 壓力范圍:0.15-0.85 MPa 額定流量: 1(p)→2 (A)500 l/min 1(p→4 (A) 500 l/min | 2只 | 品牌:圣大 4A220-08 |
10 | 中封型二位五通雙氣控?fù)Q向閥 | 結(jié)構(gòu):滑閥, 雙向氣控 壓力范圍:0.15-0.85 MPa 額定流量: 1(p)→2 (A)500 l/min 1(p→4 (A) 500 l/min | 1只 | 品牌:圣大 4A230-08 |
11 | 二位五通手動(dòng)換向閥 | 動(dòng)作方式:直動(dòng)式 使用壓力范圍:0-0.8MPa 拉口口徑:進(jìn)氣=出氣=排氣=1/8" | 1只 | 品牌:圣大 4H210-08 |
12 | 可調(diào)單向節(jié)流閥 | 接管口徑:1/8" 標(biāo)準(zhǔn)額定流量: (p)→ (A)400L/min 調(diào)節(jié)壓力范圍:0.05-0.95MPa | 2只 | 品牌:亞德克 ASC-08V |
13 | 或門邏輯閥(梭閥) | 接管口徑:1/8" 使用壓力范圍0-1.0MPa 額定流量X, Y→A 500 l/min | 2只 | 品牌:圣大 ST-01 |
14 | 與門邏輯閥(雙壓閥) | 接管口徑:1/8" 使用壓力范圍0-1.0MPa 額定流量X, Y→A 500 l/min | 2只 | 新恭 |
15 | 快速排氣閥 | 接管口徑:1/8" 使用壓力范圍0-1.0MPa 額定流量1(p)→2 (A) 300 l/min 2 (A)→3(R) 390 l/min | 1只 | 品牌:圣大 QE-01 |
16 | 平圓型按鈕式機(jī)械閥常閉式 | 位通數(shù):二位五通 動(dòng)作方式:直動(dòng)式 彈簧復(fù)位 使用壓力范圍:0-0.8MPa 接管口徑:1/4" 額定流量(p)→ (A) 60 l/min | 2只 | 品牌:圣大 MP5 |
17 | 滾輪型杠桿式機(jī)械閥常開式 | 位通數(shù):二位五通 動(dòng)作方式:直動(dòng)式 彈簧復(fù)位 使用壓力范圍:0-0.8MPa 接管口徑:1/4" 額定流量(p)→(A) 60 l/min | 2只 | 品牌:圣大 MP5 |
(三)電氣模塊
1 | 時(shí)間繼電器模塊 | 顯示 LED顯示三位,0-999S 輸出 常閉開關(guān)一組 常開開關(guān)一組 暫停一組 工作電壓:AC220V | 1套 | ZN48 |
2 | 可編程序控制器 | FX1S-20MR | 1個(gè) | 三菱 |
3 | 可編程序控制通訊電纜 | SC-09 | 1條 | 三菱 |
4 | 中間繼電器模塊 | 3組(每組3常開1常閉);接線插座為φ10mm安全性插座,面板為5mm進(jìn)口絕緣板 | 3組 | Omron歐姆龍 |
5 | 接近開關(guān)電感式(帶插頭線) | 開關(guān)電壓 5-30 VDC 殘余波紋 10% 額定開關(guān)距離 4 mm 開關(guān)頻率 100 Hz 輸出: 無接點(diǎn)/電晶體NPN輸出 輸出電流 200 Ma 開關(guān)容量 4.8 W | 4個(gè) | 滬光 |
6 | 啟停模塊 | 220V 50HZ交流電壓帶漏電保護(hù)斷路器 帶上電指示 | 1套 | HGG(海格) |
7 | 按鈕模塊 | φ16mm大按鈕 紅綠黃各4 | 1套 | 上海遠(yuǎn)大 |
8 | 穩(wěn)壓電源模塊 | 中國臺(tái)灣 DC24V 5A ;接線插座為φ10mm安全性插座,面板為5mm進(jìn)口絕緣板 | 1套 | 中國臺(tái)灣明緯 |
(四)配件
1 | L型支架 | 自制 | 4只 | 自制 |
2 | 過渡接頭 | 轉(zhuǎn)換接頭 | 1只 | PG8-6 |
3 | “T"型三通 | T型 | 10只 | PE-4 |
4 | 四通 | 十字型 | 4只 | PZA-4 |
5 | 氣管 | PUO0425(桔) | 50米 | 4 |
6 | 管塞 | PP-4 | 15只 | PP-4 |
7 | 專用工具 | 活口扳手、螺絲刀、六角扳手、剪刀等 | 1套 | 滬工等 |
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