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2023-02-02 10:15

自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)參考

自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案論證

一、論證小組成員
組長:
副組長:
成員:
二、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀分析
    秋季學(xué)期我系新增工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造和機(jī)電一體化三個(gè)專業(yè),其中機(jī)電一體化專業(yè)6個(gè)教學(xué)班級、共315人(16級188人,17級127人),該專業(yè)從春季學(xué)期開始已開設(shè)相關(guān)專業(yè)課程,例如:電氣控制技術(shù)(含PLC)、自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)、可編程控制器實(shí)訓(xùn)等課程,但目前沒有相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。
三、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性
    機(jī)電工程系現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化、模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)。目前,學(xué)院一直沒有機(jī)電一體化專業(yè)核心技能訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)室,特別是自動(dòng)化電氣控制類的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)從未展開,理論的教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足技能教學(xué)日益發(fā)展的需求。
    為深入貫徹落實(shí)《教育部等部門關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校實(shí)踐育人工作的若干意見》和《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》要求,進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)技能,特別是高職學(xué)生的實(shí)踐操作能力(機(jī)電一體化專業(yè)方面的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)技能課是在下學(xué)期教學(xué)任務(wù)中也明確體現(xiàn))。
四、實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)課程
    根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室課程有“可編程控制器實(shí)訓(xùn)”、“自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)”、“電氣控制技術(shù)”等課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。
五、下學(xué)期教學(xué)需求:
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)下學(xué)期主要涉及專業(yè)核心課程有“自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)”、“電氣控制技術(shù)”課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)共24課時(shí),集中實(shí)訓(xùn)32學(xué)時(shí)。
學(xué)期教學(xué)情況 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目數(shù) 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)總學(xué)時(shí) 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室情況 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室周課時(shí)
電氣控制技術(shù) 8 0
自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù) 16 0
電氣控制實(shí)訓(xùn) 32 0
合計(jì) 56   0
綜上所述,為滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)要求,做好學(xué)生的技能培養(yǎng)的需要,系部申請急需建設(shè)1個(gè)自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)室
六、設(shè)備預(yù)算費(fèi)用
序號(hào) 名稱 單元部分 數(shù)量 單價(jià) 總價(jià)
1 自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備 流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光單元 1套    
三相異步電動(dòng)機(jī)控制單元 1套    
交通燈控制單元 1套    
運(yùn)動(dòng)控制集合單元 1套    
工業(yè)觸摸屏運(yùn)用單元 1套    
組態(tài)王模擬實(shí)驗(yàn)單元 1套    
公用器件單元 1套    
2 合計(jì)        
備注:如需正版組態(tài)王軟件,軟件費(fèi)用按官方購買價(jià)另算。
七、建設(shè)方案:
該實(shí)驗(yàn)室需要建設(shè)面積80左右平方米,具體實(shí)施見附件。
附件:
一、儀器設(shè)備概況
儀器設(shè)備名稱 自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備
型號(hào)   儀器設(shè)備用途 教學(xué)
儀器設(shè)備生產(chǎn)廠名  
價(jià)(萬元)   數(shù)量(套) 30套 總 價(jià)(萬元) 預(yù)算100
儀器設(shè)備安放地點(diǎn) 自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)室
主要功能 一、流水燈、天塔之光、數(shù)碼顯示系統(tǒng)單元
1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝
2、控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
3、PLC程序設(shè)計(jì)
l 符號(hào)表編制
l 梯形圖、語句表或功能圖設(shè)計(jì)
l 基本指令認(rèn)識(shí)與運(yùn)用
l 程序運(yùn)行調(diào)試
4、執(zhí)行器件部分
l 電動(dòng)控制回路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
l 常用低壓電器的設(shè)計(jì)與安裝
5、工藝過程的設(shè)計(jì)與調(diào)試
二、三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖控制、聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)、帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)、Y/△換接啟動(dòng)系統(tǒng)單元
1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝
2、控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
3、PLC程序設(shè)計(jì)
l 符號(hào)表編制
l 梯形圖、語句表或功能圖設(shè)計(jì)
l 基本指令認(rèn)識(shí)與運(yùn)用
l 程序運(yùn)行調(diào)試
4、執(zhí)行器件部分
l 電動(dòng)控制回路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
l 常用低壓電器的設(shè)計(jì)與安裝
5、工藝過程的設(shè)計(jì)與調(diào)試
三、不帶數(shù)字與帶數(shù)字顯示交通燈系統(tǒng)單元
1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝
2、控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
3、PLC程序設(shè)計(jì)
l 符號(hào)表編制
l 梯形圖、語句表或功能圖設(shè)計(jì)
l 基本指令認(rèn)識(shí)與運(yùn)用
l 程序運(yùn)行調(diào)試
4、執(zhí)行器件部分
l 電動(dòng)控制回路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
l 常用低壓電器的設(shè)計(jì)與安裝
5、工藝過程的設(shè)計(jì)與調(diào)試
 
四、運(yùn)動(dòng)控制集合單元
1、伺服控制裝置的設(shè)計(jì)與調(diào)試
l 伺服電機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器的安裝與調(diào)試
l 直線運(yùn)動(dòng)位置識(shí)別、定位控制、速度控制
l 基于PLC的伺服電機(jī)控制技術(shù)
2、步進(jìn)控制裝置的設(shè)計(jì)與調(diào)試
l 步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的安裝與調(diào)試
l 直線運(yùn)動(dòng)位置識(shí)別、定位控制、速度控制
l 基于PLC的步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)
3、變頻器控制裝置的設(shè)計(jì)與調(diào)試
l 變頻電機(jī)與變頻器的安裝與調(diào)試
l 變頻器基本指令控制、PID閉環(huán)控制
l 基于PLC的變頻器控制技術(shù)
五、工業(yè)觸摸屏運(yùn)用單元
1、監(jiān)控畫面編程
l 觸摸屏軟件認(rèn)識(shí)與運(yùn)用
l 觸摸屏軟件基本功能應(yīng)用
2、通信參數(shù)設(shè)置
l 觸摸屏與PLC通信協(xié)議對接
六、組態(tài)王模擬實(shí)驗(yàn)單元
1、上位機(jī)軟件認(rèn)識(shí)
l 組態(tài)軟件基礎(chǔ)學(xué)習(xí)
l 組態(tài)王軟件的基本操作學(xué)習(xí)與簡單運(yùn)用
2、上位機(jī)軟件組態(tài)
l 界面設(shè)計(jì)
l 與PLC對應(yīng)控制點(diǎn)編制
l 通信對接
主要技術(shù)參數(shù) 一、總體要求
該實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)各種常見控制方式、流水燈、LED數(shù)碼顯示、交通燈、電梯、水塔水位、裝配流水線、液體混合裝置、機(jī)械手、傳送帶、自動(dòng)配料系統(tǒng)、軋鋼機(jī)、郵件分揀、自動(dòng)售貨機(jī)、加工中心等33個(gè)自動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)任務(wù),本實(shí)驗(yàn)室可供高職高專機(jī)械、電氣、自動(dòng)化專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)和電工培訓(xùn)使用,也可供自動(dòng)控制設(shè)計(jì)人員和電工愛好者從事開發(fā)工作參考。本裝置系統(tǒng)綜合運(yùn)用PLC控制技術(shù)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù),伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、多種傳感器檢測技術(shù)以及現(xiàn)場總線等多方面自動(dòng)控制技術(shù)。同時(shí)從選材、造型及功能等多方面力求貼合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn),著重體現(xiàn)真實(shí)工業(yè)現(xiàn)場的技術(shù)應(yīng)用。該總線控制裝置系統(tǒng)為典型的機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備,尤其適合機(jī)電一體化、自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。同時(shí)本設(shè)備的各個(gè)模塊可分別逐次運(yùn)行,可以由淺入深、漸進(jìn)全面的掌握各項(xiàng)自動(dòng)控制及相關(guān)技術(shù),并可以通過拆裝、調(diào)試進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
針對系統(tǒng)裝置特點(diǎn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容要提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和技術(shù)資料。
該系統(tǒng)裝置的各單元是安裝在鋁型材面板上,各站可容易的連接在一起組成一條自動(dòng)加工生產(chǎn)線。
二、系統(tǒng)裝置組成單元及技術(shù)指標(biāo):
一)、流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光單元部分
(一)主要單元
1、工作臺(tái)架單元
2、流水燈組單元
3、天塔之光單元
4、控制器單元
5、電氣箱單元
6、操作盒單元
(二)主要技術(shù)指標(biāo):
實(shí)訓(xùn)科目一  流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用  
1 QF1 空氣開關(guān) 主電源開關(guān)  
2 QF2 空氣開關(guān) 控制電路電源開關(guān)  
3 FU1 熔斷器 主回路保護(hù)  
4 FU2 熔斷器 控制回路保護(hù)  
5 SB1~SB6 按鈕 啟動(dòng)、停止  
6 HL1 黃燈 流水燈  
7 HL2 綠燈 流水燈  
8 HL3 紅燈 流水燈  
9 HL4 白燈 流水燈  
10 HL5 藍(lán)燈 流水燈  
11 HL6 紫燈 流水燈  
 二)、三相異步電動(dòng)機(jī)控制單元部分
三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖控制、聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)、帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)、Y/△換接啟動(dòng)等控制
(一)主要單元
1、工作臺(tái)架單元
2、電機(jī)安裝單元
3、控制器單元
4、電氣箱單元
5、操作盒單元
(二)主要技術(shù)指標(biāo):
實(shí)訓(xùn)科目二  三相異步電動(dòng)機(jī)控制單元部分
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用  
1 QF1 空氣開關(guān) 控制電路電源開關(guān)  
2 FU1 熔斷器 1號(hào)電機(jī)保護(hù)  
3 FU2 熔斷器 2號(hào)電機(jī)保護(hù)  
4 SB1~SB6 按鈕 啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)、急停等  
5 KA1~KA6 繼電器 中繼控制  
6 KM1~KM4 綠燈 電機(jī)用接觸器  
7 HL1 綠燈 運(yùn)行指示燈  
8 HL2 紅色燈燈 報(bào)警指示燈  
9 HL3 黃燈 電源指示燈  
 三)、交通燈控制單元部分
(一)主要單元(參數(shù)見技術(shù)指標(biāo))
11、工作臺(tái)架單元
2、電機(jī)安裝單元
3、控制器單元
4、電氣箱單元
5、操作盒單元
(二)主要技術(shù)指標(biāo)
實(shí)訓(xùn)科目三  不帶數(shù)字與帶數(shù)字顯示交通燈
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用  
1 QF1 空氣開關(guān) 控制電路電源開關(guān)  
2 FU1 熔斷器 主回路保護(hù)  
3 SB1~SB4 按鈕 啟動(dòng)、停止等  
4 HL1 黃燈 交通黃燈  
5 HL2 綠燈 交通綠燈  
6 HL3 紅燈 交通紅燈  
7   數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼顯倒示計(jì)時(shí)  
 四)、運(yùn)動(dòng)控制集合單元部分
(一)主要單元(參數(shù)見技術(shù)指標(biāo))
11、工作臺(tái)架單元
2、變頻電機(jī)安裝單元
3、伺服電機(jī)安裝單元
4、步進(jìn)電機(jī)安裝單元
5、控制器單元
6、電氣箱單元
7、操作盒單元
(二)主要技術(shù)指標(biāo)
增補(bǔ)任務(wù)一  PLC閉環(huán)調(diào)試變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用 備注
1 Q1 空氣開關(guān) 通斷電路  
3 SB1 控制按鈕 啟動(dòng)控制 綠色
4 SB2 控制按鈕 停止控制 紅色
5 VVF 變頻器 變頻控制  
6 M 電動(dòng)機(jī) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)  
7 PLC 可編程控制器 編程硬件  
8 XT 接線端子 接線  
增補(bǔ)任務(wù)二  PLC---步進(jìn)電機(jī)的控制
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用 備注
1 Q1 空氣開關(guān) 通斷電路  
3 SB1 控制按鈕 啟動(dòng)控制 綠色
4 SB2 控制按鈕 停止控制 紅色
5 SET 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī)控制  
6 M1 步進(jìn)電機(jī) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)  
7 PLC 可編程控制器 編程硬件  
8 XT 接線端子 接線  
增補(bǔ)任務(wù)三  PLC---伺服電機(jī)的控制
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用 備注
1 Q1 空氣開關(guān) 通斷電路  
3 SB1 控制按鈕 啟動(dòng)控制 綠色
4 SB2 控制按鈕 停止控制 紅色
5 SNC 伺服驅(qū)動(dòng)器 伺服控制  
6 M2 伺服電機(jī) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)  
7 PLC 可編程控制器 編程硬件  
8 XT 接線端子 接線  
 五)、公用器件單元部分
  公用器件
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用  
1   電控柜 安裝電器元件  
2   琴式電腦座(2人) 安裝電腦,方便學(xué)生編程操作  
3   工業(yè)電腦及顯示器 PLC編程,上位機(jī)組態(tài)  
4 QF1 電源總開關(guān) 開關(guān)控制柜總電源  
5 ST60 PLC 可編程控制器  
6 EM AR02 溫度測量模塊 RTD  
7 EM DR32 數(shù)字量輸入輸出 數(shù)字量輸入輸出  
8 TC DC24V開關(guān)電源 PLC供電  
9 KA 中繼 中間控制  
10 XT 端子排 進(jìn)出線連接  
 六)、工業(yè)觸摸屏運(yùn)用單元部分
(一)主要構(gòu)成:
增補(bǔ)任務(wù)三  PLC---伺服電機(jī)的控制
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用
1   觸摸屏 上位機(jī)組態(tài)
七)、組態(tài)王模擬實(shí)驗(yàn)單元部分
(一)主要構(gòu)成:
增補(bǔ)任務(wù)三  PLC---伺服電機(jī)的控制
序號(hào) 代號(hào) 名稱 作用
1   組態(tài)王軟件 上位機(jī)組態(tài)
 二、可行性論證
2.1 申請購置該儀器設(shè)備的理由
“中國制造2025”提出了宏偉的三步走戰(zhàn)略目標(biāo),智能制造是其主攻方向,而智能制造的關(guān)鍵技術(shù)就是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,并且與物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+相融合。
1. 《四川省高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃總體實(shí)施方案》提出要建立100個(gè)生產(chǎn)型實(shí)訓(xùn)基地,充分體現(xiàn)了高職院校建立生產(chǎn)型實(shí)訓(xùn)基地的重要性。
2.堅(jiān)持將自動(dòng)化生產(chǎn)線的核心知識(shí)點(diǎn)融入典型項(xiàng)目中,打破傳統(tǒng)的液壓和氣動(dòng)技術(shù)、電機(jī)和電氣控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、可編程控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)體系,不以知識(shí)的系統(tǒng)性串聯(lián)課程體系,而以完成工程項(xiàng)目為目標(biāo)串聯(lián)課程體系,并以小組合作學(xué)習(xí)的方式在完成任務(wù)的過程中達(dá)到核心技術(shù)點(diǎn)與核心技能點(diǎn)的獨(dú)立學(xué)習(xí)與掌握。
3.科技進(jìn)步,一些新概念、新技術(shù)、新專業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)等手段為家長所知,家長在學(xué)生專業(yè)選擇和技能培養(yǎng)方面比較傾向于選擇智能制造相關(guān)專業(yè),為學(xué)校的招生工作創(chuàng)造了契機(jī)。
4.建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地,提升學(xué)生技能水平,為廣大學(xué)生擇業(yè)、就業(yè)、創(chuàng)業(yè)提供強(qiáng)有力保障。
5.安全性:基于“工學(xué)結(jié)合,理實(shí)一體”的建設(shè)思路,學(xué)生可先在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行仿真模擬,程序驗(yàn)證通過,由于實(shí)體工作站與虛擬工業(yè)機(jī)器人工作站的兼容性,可直接將程序傳輸?shù)綄?shí)體工作站進(jìn)行驗(yàn)證,保障了設(shè)備的安全同時(shí)也保障了學(xué)生的安全。
6.建設(shè)成本低:目前據(jù)市場調(diào)研公辦職業(yè)院校建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的投入普遍在300萬-400萬之間,但還是不能滿足學(xué)生的工位需要,我校該方案優(yōu)勢突出。
2.2 儀器設(shè)備外觀
2.3安裝使用環(huán)境及附屬設(shè)施要求
項(xiàng)目 安裝所需條件 現(xiàn)狀 擬改進(jìn)措施
房屋面積 80平米  
學(xué)院給排水系統(tǒng)  
學(xué)院電力系統(tǒng)  
空調(diào) 控溫18-32℃  
地板 大理石  
2.4儀器設(shè)備使用人員培訓(xùn)計(jì)劃
1、第一次培訓(xùn)為現(xiàn)場安裝調(diào)試培訓(xùn):
現(xiàn)場培訓(xùn):3-4名以上操作、維護(hù)、開發(fā)技術(shù)人員
培訓(xùn)的目標(biāo):是讓用戶熟悉儀器的日常操作和維護(hù);達(dá)到能獨(dú)立、熟練操作的程度
培訓(xùn)內(nèi)容為:基礎(chǔ)理論、條件設(shè)定、產(chǎn)品維護(hù)、上機(jī)實(shí)踐
培訓(xùn)時(shí)間:應(yīng)不少于4天,
評價(jià)標(biāo)準(zhǔn):所培訓(xùn)人員通過國家標(biāo)準(zhǔn)樣品考核合格。
2、第二次培訓(xùn)安排在用戶使用儀器近半年后,在賣方培訓(xùn)中心應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)
培訓(xùn)的目的:分析方法的建立和儀器的應(yīng)用提高培訓(xùn),
培訓(xùn)時(shí)間:  每個(gè)月的上旬和下旬  
培訓(xùn)地點(diǎn):   上海、成都應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中心
培訓(xùn)頻次:  每個(gè)月兩次可以隨時(shí)報(bào)名參加
3、第三次培訓(xùn)在儀器安裝一年后,賣方工程師回訪用戶,并在現(xiàn)場進(jìn)行提高培訓(xùn)。
安裝工程師:顏工
培訓(xùn)工程師:劉工
2.5單套設(shè)備預(yù)算費(fèi)用
序號(hào) 名稱 單元部分 數(shù)量 單價(jià) 總價(jià)
1 自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備 流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光單元 1套    
三相異步電動(dòng)機(jī)控制單元 1套    
交通燈控制單元 1套    
運(yùn)動(dòng)控制集合單元 1套    
工業(yè)觸摸屏運(yùn)用單元 1套    
組態(tài)王模擬實(shí)驗(yàn)單元 1套    
公用器件單元 1套    
2 合計(jì)