隨著自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，運動控制技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)及機器人技術(shù)等領(lǐng)域中占據(jù)了舉足輕重的地位。為了培養(yǎng)具備運動控制技術(shù)的專業(yè)人才，許多高校和培訓機構(gòu)引入了運動控制實訓裝置。這類裝置不僅為學生提供了真實的工程環(huán)境，還有助于提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)。
運動控制實訓裝置由控制器、驅(qū)動器、電機、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)等部分組成。控制器負責接收指令并發(fā)出控制信號，驅(qū)動器則將控制信號轉(zhuǎn)換為電機所需的電信號，電機通過驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作。傳感器實時監(jiān)測運動狀態(tài)并將信息反饋給控制器，以實現(xiàn)精確的運動控制。各部分協(xié)同工作，共同構(gòu)成了完整的運動控制系統(tǒng)。
三、操作方法與教學應(yīng)用
操作運動控制實訓裝置需要先熟悉其結(jié)構(gòu)和原理，然后按照操作規(guī)程進行操作。在教學過程中，教師可以引導(dǎo)學生通過編程和調(diào)試等方式，掌握運動控制的基本知識和技能。例如，學生可以通過編寫運動控制程序，實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、定位等功能。同時，教師還可以利用實訓裝置進行綜合性實驗和課程設(shè)計，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
四、安全注意事項
在操作運動控制實訓裝置時，必須嚴格遵守安全操作規(guī)程。首先，要確保設(shè)備處于安全狀態(tài)，檢查電源、線路、電機等部件是否完好。其次，在操作過程中要保持注意力集中，避免發(fā)生誤操作或意外情況。最后，在設(shè)備出現(xiàn)故障時，要立即停止操作并尋求專業(yè)人員的幫助。
五、優(yōu)勢特點與實際效果
相較于傳統(tǒng)的理論教學方式，運動控制實訓裝置具有諸多優(yōu)勢特點。首先，實訓裝置提供了真實的工程環(huán)境，有助于學生更好地理解和掌握運動控制技術(shù)。其次，實訓裝置具有高度的靈活性和可擴展性，可以根據(jù)教學需求進行定制和擴展。最后，實訓裝置還可以提高學生的實踐能力和綜合素質(zhì)，為學生未來的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
在實際教學中，運動控制實訓裝置取得了顯著的成果。學生們通過實際操作和編程訓練，不僅掌握了運動控制的基本知識和技能，還提高了解決問題的能力和創(chuàng)新能力。同時，教師也可以利用實訓裝置進行項目式教學和探究式教學等多種教學模式的探索和創(chuàng)新。
六、案例分享
某高校機電工程專業(yè)引入了運動控制實訓裝置后，學生的實踐能力和綜合素質(zhì)得到了顯著提升。例如，在一次機器人設(shè)計比賽中，學生們利用實訓裝置中的電機、傳感器和控制器等部件，自主設(shè)計并制作了一款能夠自主導(dǎo)航、避障和完成指定任務(wù)的機器人。該機器人在比賽中表現(xiàn)出色，最終獲得了比賽的優(yōu)勝獎。通過這個案例可以看出，運動控制實訓裝置在提高學生實踐能力和創(chuàng)新能力方面起到了積極作用。
運動控制實訓裝置作為工程技術(shù)領(lǐng)域的重要教學工具，為學生提供了真實的工程環(huán)境和豐富的實踐機會。通過操作實訓裝置，學生可以掌握運動控制的基本知識和技能，提高實踐能力和綜合素質(zhì)。同時，運動控制實訓裝置還具有高度的靈活性和可擴展性，可以根據(jù)教學需求進行定制和擴展。因此，在工程技術(shù)領(lǐng)域的教學中，應(yīng)充分利用運動控制實訓裝置的優(yōu)勢特點，發(fā)揮其在教學過程中的積極作用，以推動學生專業(yè)素質(zhì)的提高和工程實踐能力的增強。
DBSG-12 運動控制實訓裝置
設(shè)備參考圖片
一、 產(chǎn)品概述運動控制實訓裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師”培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師的四、三、二級開展培訓及技能鑒定。
二、 研發(fā)背景
1. 運動控制實訓裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師”培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。
2. 工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高，教學需要與時俱進設(shè)備要不斷升級，而教學還需要從基礎(chǔ)學起，同時滿足需要實驗室建設(shè)重復(fù)會導(dǎo)致浪費資金和實驗室空間。
3. 一個產(chǎn)品需要多種加工工藝，導(dǎo)致工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備錯縱復(fù)雜，一個主機不能完成所有工作，需要多個站點進行相互配合完成。
4. 不同層次的考核需要不同設(shè)備，不能有機的進行結(jié)合，有些實訓完成后無法進行考量檢查學生的接受程度。
三、 產(chǎn)品特色
1. 實訓建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過擴展口引出，可以用于插接式訓練，也可進行線接式實操訓練；還設(shè)有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對不同層次的學生進行考核。
2. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)仿真化、信息化實訓教學。
3. 項目實訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對象、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制。
4. 仿真實訓教學：通過虛擬環(huán)境實時顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進行編程訓練、程序編寫測試等功能。
四、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）AC380V±10% 50Hz
2. 裝置容量：＜0.5kVA
3. 重 量：100kg
4. 外形尺寸：800mm×700mm×1780mm
5. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準。
五、 基本配置及功能
運動控制實訓裝置由實訓平臺、電源模塊、PLC模擬控制模塊、S7-200SAMRT單元、變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、二維控制單元、電工基礎(chǔ)實訓單元、交流電機、型材電腦桌及實驗導(dǎo)線等組成。相關(guān)電氣部件接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
1. 實訓平臺
運動控制實訓裝置采用立式網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，由工業(yè)鋁型材搭建而成，左側(cè)網(wǎng)孔板為固定式結(jié)構(gòu)；右側(cè)為兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板，底部設(shè)有帶剎車萬向輪，方便移動布局，造型美觀大方。
2. 電源模塊
提供三相380V交流電源，同時可得到單相220V交流電源。交流電源輸出處設(shè)有智能設(shè)備管控及安全保護系統(tǒng)，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護。并提供直流24V/5A電源。
3. S7-200SMART單元
主機CPU ST30,工作電源24VDC，工作存儲器64KB,集成數(shù)字量I/O（18路數(shù)字量輸入/12路數(shù)字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計數(shù)；支持RS-485和以太網(wǎng)通信。配置一個模擬量模塊EM AM03,2路輸入一路輸出。
4. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用昆侖通態(tài)TPC7062TI 7寸彩色觸摸屏，用于PLC主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
5. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子V20變頻器，功率0.37KW ，電壓220V，多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
6. 小車運動控制單元
主要由運動小車（直流電機驅(qū)動）、同步帶輪傳動機構(gòu)、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報警運行控制、點動控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
7. 二維控制單元
二維控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動組成。
伺服驅(qū)動用于控制Y軸絲桿，采用40交流伺服驅(qū)動及電機，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應(yīng)能力和很強的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制。
步進驅(qū)動用于控制X軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護等功能。
（4）多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
8.電工基礎(chǔ)實訓單元
| 序號 | 名稱 | 型號及規(guī)格 | 數(shù)量 | |
| 1 | 低壓斷路器 | DZ108-20 10A | 1個 | |
| 2 | 螺旋式保險絲 | RL1-15/3A | 3個 | |
| 3 | 直插式保險絲 | RT14-20/2A | 2個 | |
| 4 | 交流接觸器 | CJX2-0910，AC220V | 3個 | |
| 5 | 輔助觸頭 | F4-22 | 2個 | |
| 6 | 熱繼電器 | JRS1D-25/Z(0.63-1A) | 1個 | |
| 7 | 熱繼電器座 | JRS1-25 | 1個 | |
| 8 | 通電延時時間繼電器 | JSZ6-4/220V(0~60S) | 1個 | |
| 9 | 時時間繼電器座 | JSZ6-4 | 1個 | |
| 10 | 中間繼電器 | ARM2F-L/DC24V帶燈 | 3個 | |
| 11 | 繼電器底座 | DYF-08A | 3個 | |
| 12 | 接線端子排 | JF5-2.5/5 | 5個 | |
| 13 | 行程開關(guān) | LX19-001 | 2個 | |
| 14 | G端子導(dǎo)軌 | 2根 | ||
| 15 | 按鈕開關(guān)盒 | 配裝黃、綠、紅三個按鈕開關(guān) | 1套 | |
| 16 | 按鈕開關(guān)盒 | 配裝綠、紅兩個按鈕開關(guān) | 1套 | |
| 17 | 導(dǎo)線 | 紅色/黑色各1卷 | 2卷 | |
| 18 | 線槽 | 25*25 | 5米 | |
| 19 | 配套教學資源 | 5套以下無此項配置 | 共1套 |
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
10.型材電腦桌
電腦桌采用鋁型材和鈑金結(jié)構(gòu)，用于放置計算機。臺面為防火、防水、耐磨高密度板；立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材，鍵盤位為抽屜式結(jié)構(gòu)并用300mm導(dǎo)軌固定；電腦桌底部裝有帶剎車萬向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。
11.實驗連接線
每套配有高可靠護套結(jié)構(gòu)手槍插連接線，無氧銅抽絲而成，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，強弱電導(dǎo)線的插頭插座尺寸分開，不可混插，安全可靠。
六、實訓項目
PLC實物控制應(yīng)用實訓
1. 步進電機定位控制
2. 步進電機的速度控制
3. 步進電機的正反轉(zhuǎn)控制
4. 伺服電機定位控制
5. 伺服電機的速度控制
6. 伺服電機的正反轉(zhuǎn)控制
7. 伺服電機和步進電機的綜合控制
典型電動機控制實操實訓
8. 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
9. 三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
10. 三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)PLC控制
11. 三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實訓
12. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
13. 外部端子點動控制
14. 變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
15. 多段速度選擇變頻調(diào)速
16. 變頻器無級調(diào)速
17. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
18. 基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)控制
19. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)調(diào)速控制
20. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
21. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
22. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制