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LGGY-R02B型智能生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)綜合實(shí)訓(xùn)裝置
一、概述
LGGY-R02B型智能生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)綜合實(shí)訓(xùn)裝置是一種最為典型的機(jī)電一體化與自動(dòng)化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)而研制的， 裝置適合機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。裝置在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)上又針對(duì)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備，強(qiáng)化了自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。
智能生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)綜合實(shí)訓(xùn)裝置由六部分組成，分別為：供料機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、加工與檢測(cè)機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)分揀機(jī)構(gòu)、裝配機(jī)構(gòu)、成品分揀機(jī)構(gòu)，完成工件上料、搬運(yùn)、加工、檢測(cè)、輸送、裝配、分揀等功能。裝置涵蓋了自動(dòng)化類中機(jī)電一體化和電氣自動(dòng)化專業(yè)中所涉及的PLC控制、變頻調(diào)速、傳感檢測(cè)、氣動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速、機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝與系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。通過基于該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn)，能充分鍛煉操作者團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、計(jì)劃組織能力、自動(dòng)線安裝與調(diào)試能力、工程實(shí)施能力、職業(yè)素養(yǎng)、交流溝通能力、效率、成本和安全意識(shí)，引導(dǎo)高職院校自動(dòng)控制類專業(yè)教學(xué)改革發(fā)展方向，促進(jìn)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的自動(dòng)化控制高技能人才。
通過工作任務(wù)訓(xùn)練，能充分鍛煉操作者團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、自動(dòng)線拆裝與調(diào)試能力、工程實(shí)施能力和安全意識(shí)。引導(dǎo)職業(yè)院校機(jī)電及自動(dòng)化等專業(yè)教學(xué)改革，滿足電氣自動(dòng)化控制綜合裝置和自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的核心能力訓(xùn)練要求。
二、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相五線～380V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3、裝置容量：＜1.5kVA
4、外形尺寸：≥2100mm×800mm×1500mm
5、安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
三、系統(tǒng)組成
1、供料站
主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺(tái)、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。工作過程描述：系統(tǒng)啟動(dòng)后，推料氣缸推出，把工件庫中底層的工件推至物料臺(tái)上。工件到位傳感器檢測(cè)到工件到位后，推料氣缸縮回。搬運(yùn)機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送至切削加工站。
2、加工站
主要由主要包括滑動(dòng)料臺(tái)，模擬沖頭和沖床, 磁性開關(guān)、電磁閥，帶保護(hù)接線端子單元等組成。工作過程描述：把該單元物料臺(tái)上的工件送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動(dòng)作，然后再送回到物料臺(tái)上，待輸送單元的抓取機(jī)械手裝置取出。
3、裝配站（三工位）
主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。工作過程描述：該站主要完成大小工件的緊合裝配過程。當(dāng)搬運(yùn)站氣動(dòng)機(jī)械手把工件運(yùn)送到裝配站旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上后，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到井式供料單元下方，井式供料單元頂料氣缸伸出頂住倒數(shù)第二個(gè)工件；擋料氣缸縮回，工件庫中底層的工件落到待裝配工件上，擋料氣缸伸出到位，頂料氣缸縮回物料落到工件庫底層，同時(shí)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到?jīng)_壓裝配單元下方，沖壓氣缸下壓，完成工件緊合裝配后，氣缸回到原位，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到待搬運(yùn)位置后，搬運(yùn)站氣動(dòng)機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送往物料分揀站。
4、分揀站
主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對(duì)射傳感器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。工作過程描述：該站主要完成對(duì)上站傳送至本站的裝配完畢的工件進(jìn)行分揀。系統(tǒng)入料口光電傳感器檢測(cè)到有工件，變頻器啟動(dòng)并帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，將工件送入分揀區(qū)，通過旋轉(zhuǎn)氣缸將白色工件推入1號(hào)料槽、黑色工件導(dǎo)入2號(hào)料槽，傳輸皮帶停止工作，等待下一個(gè)工件，同時(shí)計(jì)數(shù)器記錄工件入庫個(gè)數(shù)。
5、搬運(yùn)站
主要由交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。工作過程描述：該站主要完成向各個(gè)工作站輸送工件。系統(tǒng)復(fù)位先回原點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)原點(diǎn)位置后，系統(tǒng)啟動(dòng)，井式供料站送料到物料臺(tái)后，光電傳感器檢測(cè)到有工件時(shí)，搬運(yùn)機(jī)械手伸出將工件搬運(yùn)到切削加工站物料臺(tái)上，等加工站加工完畢后，再將工件送到三工位裝配站完成兩種不同工件裝配，最后將兩種工件成品送到分揀站分揀入庫。
四、系統(tǒng)配置清單
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序號(hào)
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名稱
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規(guī)格
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數(shù)量
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單位
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備注
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1
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工作臺(tái)
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≥1980mm×800mm×800mm
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1
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張
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2
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PLC模塊
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CPU 1214C (AC/DC/RLY)
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2
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臺(tái)
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CPU 1214C (AC/DC/RLY)+1路模擬量輸出模塊
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1
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臺(tái)
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||
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CPU 1214C (DC/DC/DC)+8入8出模塊
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2
|
臺(tái)
|
|
||
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3
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變頻器模塊
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功率≥0.37kW
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1
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臺(tái)
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4
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觸摸屏模塊
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7032KT 7英寸 TFT真彩，65K色
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1
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套
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5
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電源模塊
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三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）1個(gè)、熔斷器4只、單相三極電源插座4個(gè)、DC24 5A電源
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1
|
塊
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|
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6
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控制單元模塊
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配備有DC24V指示燈：黃色（L1）、綠色（L2）、紅色（L3）各一只。主令器件：綠色常開按鈕SB1一只，紅色常開按鈕SB2一只，黃色常開按鈕SB3一只，選擇開關(guān)SA（一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)），急停按鈕QS（一個(gè)常閉觸點(diǎn)）。
|
1
|
塊
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|
|
7
|
供料機(jī)構(gòu)
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主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺(tái)、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。
|
1
|
套
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|
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8
|
加工機(jī)構(gòu)
|
主要由物料臺(tái)、物料夾緊裝置、龍門式二維運(yùn)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、主軸電機(jī)、滾珠絲桿副、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。
|
1
|
套
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|
|
9
|
裝配機(jī)構(gòu)
|
主要由：井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。
|
1
|
套
|
|
|
10
|
分揀機(jī)構(gòu)
|
主要由：傳送帶、變頻器、三相交流減速電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對(duì)射傳感器、計(jì)數(shù)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。
|
1
|
套
|
|
|
11
|
搬運(yùn)機(jī)構(gòu)
|
主要由：交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。
|
1
|
套
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|
|
12
|
工 件
|
含大小黑白工件
|
1
|
套
|
|
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13
|
電源線
|
單相三芯電源線
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4
|
根
|
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|
14
|
實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線
|
強(qiáng)電、弱電連接導(dǎo)線
|
1
|
套
|
|
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15
|
PU氣管
|
Ф4/Ф6若干
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1
|
套
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|
|
16
|
氣動(dòng)接頭
|
氣動(dòng)快插式三通接頭EPE6
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5
|
只
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|
|
17
|
PLC編程電纜
|
網(wǎng)線
|
2
|
根
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|
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18
|
配套U盤
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包含PLC編程軟件、使用手冊(cè)、程序等
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1
|
套
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|
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19
|
配套工具
|
工具箱：十字長(zhǎng)柄螺絲刀、大、中、小號(hào)一字螺絲刀，中、小號(hào)十字螺絲刀，鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，驗(yàn)電筆，萬用表，鑷子，活動(dòng)扳手，內(nèi)六角扳手（8把）
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1
|
套
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20
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型材電腦桌
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4080鋁合金（帶槽），長(zhǎng)度：≥815mm，壁厚：≥2mm，不少于2根；
4080鋁合金，長(zhǎng)度：≥510mm ，壁厚：≥2mm，不少于2根；
桌面板，尺寸：≥650x550x25mm，不少于1張；
4080鋁合金塑料端蓋圓弧，不少于2個(gè)；
4080鋁合金塑料端蓋平，不少于4個(gè)；
直角支撐，鈑金厚度：≥1.5mm ，尺寸：≥200x150x40mm，不少于2個(gè)；
桌面支撐鈑金，厚度：≥1.5mm，尺寸：≥570x400x120mm，不少于1張；
福馬輪，GD-40F，不少于4只。
|
1
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張
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|
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21
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靜音氣泵
|
0.4～0.8MPa
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1
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臺(tái)
|
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五、PLC仿真教學(xué)軟件及資源包
1、系統(tǒng)由微課學(xué)習(xí)、編程實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)意實(shí)訓(xùn)和個(gè)人中心四個(gè)模塊組成。
2、微課學(xué)習(xí)包括視頻和元件庫兩個(gè)模塊，可通過樹形菜單選擇。視頻資源包括PLC相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻20個(gè)，涵蓋PLC知識(shí)講解、PLC編程、軟件使用和實(shí)物操作等種類。
3、元件庫主要包括與PLC相關(guān)的低壓電氣元件、傳感器和執(zhí)行器，建立了三維數(shù)字模型并進(jìn)行虛擬展示，三維模型總數(shù)不少于20個(gè)。點(diǎn)擊任意元件，可展示元件的三維模型，能夠進(jìn)行三維交互，包括縮放、旋轉(zhuǎn)、平移，能夠?qū)α慵M(jìn)行360°觀看。
4、編程實(shí)訓(xùn)模塊主要由典型的PLC實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目組成，分為初級(jí)實(shí)訓(xùn)和中級(jí)實(shí)訓(xùn)兩個(gè)類別。編程實(shí)訓(xùn)需要針對(duì)固定的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景進(jìn)行編程實(shí)訓(xùn)，編程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的數(shù)量不少于20個(gè)。
5、通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目樹形菜單與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目圖片按鈕均可進(jìn)入實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景為相關(guān)的三維虛擬場(chǎng)景，場(chǎng)景可進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等交互操作。
6、可進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目通信設(shè)置：點(diǎn)擊通信設(shè)置按鈕可打開PLC連接設(shè)置，可選擇西門子S_200實(shí)物、S_300實(shí)物、S_300虛擬、三菱等不同的控制器，連接成功通信狀態(tài)指示燈變綠。
7、可查看實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目點(diǎn)位配置：點(diǎn)擊配置按鈕可打開配置界面，查看PLC點(diǎn)位設(shè)置，配置傳感器和執(zhí)行器的點(diǎn)位。
8、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)考核：點(diǎn)擊考核按鈕將進(jìn)入考核模式，該模式中自動(dòng)執(zhí)行PLC程序，并對(duì)程序進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)完畢后進(jìn)行自動(dòng)打分，當(dāng)PLC未連接或處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，考核模式不會(huì)啟動(dòng)。
9、仿真運(yùn)行：連接PLC后點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕可進(jìn)入操作狀態(tài)，在三維場(chǎng)景中就可仿真程序的運(yùn)行結(jié)果，查看程序的正確性，如果程序錯(cuò)誤，三維場(chǎng)景會(huì)有錯(cuò)誤的提示。
10、創(chuàng)意實(shí)訓(xùn)可以自主搭接實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景具備保存和導(dǎo)入功能。
11、創(chuàng)意實(shí)訓(xùn)需要具備零件庫，零件庫中零件的數(shù)量不少于50個(gè)，軟件能夠?qū)α慵M(jìn)行分類管理，零件分類發(fā)/接收器、貨物、重型傳送設(shè)備、輕型傳送設(shè)備、傳感器、安全設(shè)備、操作站、工作站等種類。
12、創(chuàng)意實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景中的物體具備物理模型，能夠反映物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，搭建的時(shí)候能夠進(jìn)行干涉檢測(cè)，可以在三維場(chǎng)景中移動(dòng)零件的位置。實(shí)訓(xùn)中的傳送帶類零件，能夠調(diào)整傳送帶的速度及轉(zhuǎn)向。
13、創(chuàng)建物體后，鼠標(biāo)放置物體上。單擊鼠標(biāo)右鍵可查看相應(yīng)功能或?qū)傩?。在?chǎng)景中可實(shí)現(xiàn)零件的刪除、位置升降、旋轉(zhuǎn)等操作。
14、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景搭建之后，能夠配置傳感器和執(zhí)行器與PLC的連接關(guān)系，對(duì)于傳感器和執(zhí)行器，可以設(shè)置高電平有效還是低電平有效。每個(gè)控制對(duì)象的IO點(diǎn)都可以單獨(dú)設(shè)定。
15、聯(lián)機(jī)設(shè)定：可選擇通信協(xié)議方式和PLC實(shí)物或者虛擬，通過輸入IP地址或者站點(diǎn)號(hào)進(jìn)行連接。
16、個(gè)人中心能夠查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的考核情況，展示視頻學(xué)習(xí)情況、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目考核成績(jī)及通過狀態(tài)。
17、視頻演示。
18、多功能電參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)（配置1套供授課教師使用）
六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1、氣動(dòng)控制回路安裝與調(diào)試
該配置配有多種類型的氣缸、電磁閥，磁性開關(guān)，如：?jiǎn)纬鰲U氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動(dòng)執(zhí)行元件、單控電磁閥、雙控電磁閥和磁性開關(guān)等，基于這些氣動(dòng)控制元件，可完成下列氣動(dòng)技術(shù)的安裝調(diào)試訓(xùn)練任務(wù)：
(1)氣動(dòng)方向控制回路的安裝與調(diào)試
(2)氣動(dòng)速度控制回路的安裝與調(diào)試
(3)氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制回路的安裝與調(diào)試
(4)氣動(dòng)順序控制回路的安裝與調(diào)試
(5)氣動(dòng)機(jī)械手裝置的安裝與調(diào)試
(6)氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
2、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫
該裝置配有PLC主機(jī)模塊、變頻器模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和各種傳感器等，基于這些模塊，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：
(1)異步電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫
(2)異步電機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫
(3)步進(jìn)電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫
(4)交流伺服電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫
(5)氣動(dòng)方向控制程序編寫
(6)氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫
(7)氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫
(8)皮帶輸送控制程序編寫
(9)自動(dòng)生產(chǎn)線控制程序編寫
3、PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的安裝及調(diào)試
選用PLC作為主控制器，其本身集成以太網(wǎng)通信口具備以太網(wǎng)通信功能，基于本網(wǎng)絡(luò)通信功能，可完成下列工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：
(1)以太網(wǎng)絡(luò)的硬件連接、調(diào)試
(2)以太網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、調(diào)試
(3)基于多臺(tái)PLC的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫程序編寫與調(diào)試
4、機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試項(xiàng)目
井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)、皮帶傳送分揀等工作站及相應(yīng)的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機(jī)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測(cè)單元為硬件平臺(tái)，可完成下列機(jī)電設(shè)備安裝和控制的訓(xùn)練任務(wù)：
(1)井式供料機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試
(2)切削加工機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試
(3)多工位裝配機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試
(4)氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)備安裝與調(diào)試
(5)輸送線設(shè)備安裝與調(diào)試
(6)工件分揀機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試
(7)自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試
