機電液氣實驗臺為鋁合金型材結(jié)構(gòu)，在上面可安裝上料單元、間歇式傳送及夾緊單元、沖壓單元、鉆孔單元和分揀單元，并配有主機、變頻器、觸摸屏、、三相異步交流電機、交流減速電機、直流電機、液壓機系統(tǒng)、鉆機及其液壓進給系統(tǒng)、氣壓傳動系統(tǒng)等，構(gòu)成一個典型的機電氣液綜合應(yīng)用系統(tǒng)。可以進行典型機電氣液一體化系統(tǒng)的安裝、液壓氣動管路安裝、電氣控制線路布線、觸摸屏與plc編程及調(diào)試、整機調(diào)試及運行等技能訓練，從而使學生掌握機電氣液的相關(guān)知識和技能。

參數(shù)及性能

1.工作電源：三相五線～380V±10%
2.外形尺寸：1400mm*960mm*750mm
3.微型液壓動力源：額定功率 735W；額定排量 1.6mL/r；額定壓力 6MPa
4.靜音空氣壓縮機：工作電源AC220V±10% 50Hz，輸入功率0.68kW，公稱容積24L，額定流量：116L/min，額定輸出氣壓1MPa

根據(jù)項目教學，主要完成的工作任務(wù)如下：

任務(wù)一：設(shè)備安裝與調(diào)整
(1)上料、傳送、夾緊、分揀等自動化機構(gòu)的安裝與調(diào)整；
(2)PLC、變頻器、漏電斷路器、開關(guān)電源等電氣部件的定位安裝及調(diào)整；
(3)氣動部件的安裝與調(diào)整；
(4)液壓部件的安裝與調(diào)整。
任務(wù)二：液壓傳動系統(tǒng)識圖與管路安裝
液壓機、鉆機進給系統(tǒng)、液壓泵站等液壓傳動系統(tǒng)的識圖與液壓管路安裝。
任務(wù)三：氣動系統(tǒng)識圖與管路安裝
調(diào)壓、換向、調(diào)速、順序動作控制等氣動系統(tǒng)的識圖與氣管安裝。
任務(wù)四：電氣控制線路原理圖設(shè)計與布線
包含：根據(jù)工作流程和控制要求，設(shè)計自動控制系統(tǒng)的電氣原理圖，按原理圖布置、連接控制系統(tǒng)電路。
任務(wù)五：程序編寫與調(diào)試
各電氣控制線路PLC程序及觸摸屏界面的編寫與調(diào)試。
任務(wù)六：機電氣液一體化設(shè)備的整機調(diào)試與運行
包含：變頻器控制參數(shù)設(shè)置，機械機構(gòu)、液壓傳動與氣動系統(tǒng)、觸摸屏與PLC電控系統(tǒng)的調(diào)試與運行。
具體實訓項目如下：
1. 供料單元的安裝與調(diào)試的實訓；
2. 加工單元的安裝與調(diào)試的實訓；
3. 鉆孔單元的安裝與調(diào)試的實訓；
4. 分揀單元的安裝與調(diào)試的實訓；
5. 滑動單元的安裝與調(diào)試的實訓；
6. 自動生產(chǎn)線控制的安裝與調(diào)試的實訓；
7. 氣動方向控制回路的安裝；
8. 氣動速度控制回路的安裝；
9. 氣動順序控制回路的安裝；
10. 氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試；
11. 氣動綜合系統(tǒng)的設(shè)計與安裝；
12. 液壓方向控制回路的安裝；
13. 液壓速度控制回路的安裝；
14. 液壓順序控制回路的安裝；
15. 液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試；
16. 液壓綜合系統(tǒng)的設(shè)計與安裝；
17. 三相電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫；
18. 三相電動機控制電路的連接與控制程序編寫；
19. 電動機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫；
20. 變頻器控制的連接與控制程序編寫；
21. 模擬量控制液壓電機的電路連接與控制程序的編寫；
22. PLC控制網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)；
23. 氣動、液壓方向控制程序編寫；
24. 氣動、液壓順序動作控制程序編寫；
25. 皮帶輸送機控制程序編寫；
26. 設(shè)備控制程序編寫；
27. 自動生產(chǎn)線控制程序編寫。
28. 傳動裝置同軸度的調(diào)整；
29. 供料單元的機械安裝與調(diào)整；
30. 加工單元的機械安裝與調(diào)整；
31. 鉆孔單元的機械安裝與調(diào)整；
32. 分揀單元的機械安裝與調(diào)整；
33. 滑動單元的機械安裝與調(diào)試；
34. 自動生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試。
35. 機械構(gòu)件的裝配與調(diào)整能力；
36. 機電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力；
37. 電路安裝能力；
38. 氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力；
39. 液壓系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與調(diào)試能力；
40. 變頻器在自動生產(chǎn)線的使用能力；
41. PLC模擬量控制在自動生產(chǎn)線的使用能力；
42. 機電一體化設(shè)備的控制程序的編寫能力；
43. 自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力；
44. 人機界面、組態(tài)技術(shù)的編程與調(diào)試能力

四、實訓內(nèi)容

1.觸摸屏實訓

Ø 觸摸屏與PLC之間的通訊實訓

Ø 觸摸屏監(jiān)視電機的運行狀態(tài)和控制電機的運行參數(shù)

Ø 利用觸摸屏做交互式人機介面

Ø 基于觸摸屏→PLC→數(shù)字伺服（步進驅(qū)動）方式的運行曲線組態(tài)顯示控制

Ø 基于觸摸屏→PLC→交直流電機方式的運行曲線組態(tài)顯示控制

2.PLC訓練

Ø 基本指令編程練習

Ø 高級指令編程實訓

Ø PID控制指令應(yīng)用實訓

Ø 利用PLC（脈沖、模擬量）控制步進電機、交流減速電機、伺服電機、直流無刷電機

Ø 用PLC采集各種傳感器信號

Ø PLC采集旋轉(zhuǎn)編碼器信號

3.三相異步電機變頻調(diào)速

Ø 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作

Ø 變頻器報警與保護功能

Ø 多段速度選擇變頻調(diào)速

Ø 外部端子點動控制

Ø 控制電機運行時間操作

Ø 控制電機正反轉(zhuǎn)運動控制

Ø 外部模擬量（電壓/電流）變頻調(diào)速

Ø 三相異步電機的變頻器閉環(huán)調(diào)速

4.步進電機

Ø 啟動特性的研究：通過PLC修改頻率，運行頻率加速時間及運行長度，觀察運轉(zhuǎn)特性。

Ø 細分特性研究：通過細分撥碼開關(guān)改變細分，觀察步進電機在低速運行時的振動和噪聲變化，掌握細分意義和如何計算細分距角

Ø 脫機信號作用研究

Ø 驅(qū)動電壓的影響

Ø 驅(qū)動電流的影響

5.伺服電機

Ø 位置模式：通過PLC修改啟動頻率，運行頻率，加減速時間以及運行長度，觀察電機運轉(zhuǎn)特性

Ø 速度模式1：將伺服電機的控制模式調(diào)整為速度模式的外部控制方式，通過PLC的模擬量控制伺服電機的運行，學會如何調(diào)速零漂、加減速的調(diào)整、速度增益和輸入增益的調(diào)整，控制零速鉗位端口了解它的作用，通過編碼器反饋做閉環(huán)實現(xiàn)位置控制并通過人機界面進行位置和速度的顯示

Ø 速度模式2：將伺服電機的控制模式調(diào)整為速度模式的內(nèi)部控制方式，通過PLC的脈沖輸出和模擬量輸出控制電機的速度和位置，兩個模式通過PLC的輸出點來切換，通過這個實訓可以了解伺服ON與模式切換之間的關(guān)系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解

Ø 位置速度模式：將伺服電機的控制模式調(diào)整為位置速度模式，通過PLC的脈沖輸出和模擬量輸出控制電機的速度和位置，兩個模式通過PLC的輸出點來切換，通過這個實訓可以了解伺服電機ON與模式切換之間的關(guān)系，通過PLC編程加深對伺服運行的理解

6.直流無刷電機

Ø 內(nèi)部電位器調(diào)速：調(diào)節(jié)電位器使速度由慢到快，觀察電機在低速和高速和運行特性，比較與伺服的區(qū)別

Ø 模擬量調(diào)速：PLC模擬量輸出控制電機的速度，編碼器反饋作為速度位置反饋，實現(xiàn)低精度的定位。通過正反向控制端子控制轉(zhuǎn)向

7.各種傳感器及編碼器實訓

Ø 光電傳感器

Ø 電感傳感器

Ø 電容傳感器

Ø 旋轉(zhuǎn)編碼器

8.皮帶輸送帶電機綜合控制（PLC、觸摸屏、異步電機、直流無刷電機、編碼器）

9.絲杠傳動綜合控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機）

10.轉(zhuǎn)動擺臺定位控制（PLC、觸摸屏、步進電機、伺服電機）

五、系統(tǒng)配置

該裝置采用型材結(jié)構(gòu)，其上安裝有交流伺服電機及驅(qū)動單元、步進電機及驅(qū)動單元、直流無刷電機及驅(qū)動單元、交流電機及變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、PLC及A/D D/A單元、傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器單元、皮帶輸送單元、滾珠絲杠單元、蝸輪蝸桿單元等組成。培訓內(nèi)容包含：PLC（數(shù)字量和模擬量）技術(shù)，傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)、直流無刷電機特性研究、步進電機特性研究、交流伺服電機特性研究、特種電機控制技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、位置及速度控制技術(shù)、機械傳動（皮帶傳動、滾珠絲杠傳動及蝸輪蝸桿傳動）技術(shù)、組態(tài)軟件監(jiān)控技術(shù)等。平面模塊化結(jié)構(gòu)，所有控制電機的接線開放，安裝尺寸完全一致，可做到電機互換，控制電平一致。學生可以對各零件、部件、單元、直至整體機構(gòu)進行零部件拆裝、調(diào)試、運行。基于C#和JS語言編程設(shè)計，用戶自行根據(jù)電腦配置選擇不同的交互界面大小，可選流暢畫質(zhì)，中等畫質(zhì)，完美畫質(zhì)等六級畫質(zhì)等級。可選擇齒輪軸系、蝸桿軸系等十多種軸系機構(gòu)進行安裝、拆卸、裝配、零部件測量、考核等。零件拆裝的步驟過程中有智能提醒，軟件內(nèi)的模型均采用3D模型，由3Dmax制作而成，并經(jīng)過渲染和潤色，使模型看起來與真實部件一般無二，設(shè)有非標零件庫、標準零件庫、測量工具庫供拆裝選擇。軟件內(nèi)配有實驗的目的、步驟、要求等集成的電子實驗考核題及指導書。使用考核功能時，軟件隨機出題供學生回答，當學生答完題目時給出考核分數(shù)。本軟件可以進行全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小觀看其細節(jié)。

虛擬仿真系統(tǒng)

1.維修電工電子電機與職業(yè)資格培訓考評仿真軟件

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件即可手動設(shè)置故障也能自動設(shè)置故障，本軟件通過電路圖中綠色的框選擇手動設(shè)置故障點（最多可以設(shè)置39個故障點），也可以通過系統(tǒng)自動進行隨機1個故障點設(shè)置，隨機兩個故障點設(shè)置，隨機三個故障點設(shè)置，隨機四個故障點設(shè)置，隨機五個故障點設(shè)置，本軟件內(nèi)有工具箱，元件庫，放大鏡，電路圖等功能，可通過工具箱可選擇萬用表進行檢測，通過元件庫選擇合適的元件，通過放大鏡可以清楚的了解各個元器件及電路。本軟件通過電動機星三角啟動控制電路故障的設(shè)置，并經(jīng)過種種排查，讓學生了解電動機星三角啟動控制電路的工作原理及電路結(jié)構(gòu)。

2.虛擬頻譜儀、邏輯分析儀、示波器、三用表仿真軟件：

本軟件為apk的格式，可在PC端使用，也可在移動端使用，本軟件的功能有：電阻的測量、交流電壓的測量（測量變壓器，若變壓器測量燒壞多用表時，冒黑煙提示并可以重置多用表）、晶體管的極性判斷、直流電壓測量（通電流表檔時燈光亮）、直流電流的測量、以及電容好壞的判斷。本軟件可任意拖動紅色與黑色筆頭，2個筆頭拖拽至被測物體上定位時顯示紅圈，如未定位準確無紅圈顯示，并在進行錯誤操作的時（如所選量程錯誤、所測數(shù)據(jù)錯誤等等），儀表指針將無反應(yīng)、提示錯誤重新測量等，本多用表可選擇交流電壓檔，直流電壓檔，電阻檔，電流檔，電阻調(diào)0，并且可放大顯示數(shù)據(jù)，可清楚觀看所測數(shù)據(jù)大小。學生可以通過本軟件學習多用表的正確使用方法。

3、單片機、plc可編程設(shè)計與控制虛擬仿真軟件：

本軟件基于unity3d開發(fā)，內(nèi)置實驗步驟、實驗指導書、電路圖、組件列表、連接線路、接通電源、電路圖、場景重置、返回等按鈕，在連線及代碼正確后，可以通過啟動/停止、正向運動、反向運動按鈕操作三維機床模型運動，在連接線路狀態(tài)下，三維機床模型可進行放大/縮小、平移。

1.繼電器控制：閱讀實驗指導書，并進入實驗，通過識讀電路圖，選擇組件列表中的繼電器、熱繼電器、開關(guān)等元器件以拖拽的形式布局至電器柜中，限位器置于三維機床模型上，可選擇蓋蓋子，部分元器件名稱可重命名，然后點擊連接線路按鈕，將端子對端子進行連線，將機床電路連接成功后，選擇接通電源，進行操作，若組件或線路連接錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

2.PLC控制：實驗同繼電器控制，增加PLC控制功能，在連線完成后，通過PLC編碼按鈕，進入程序編寫界面，編寫正向與反向2條程序，共有12個梯形圖符號，編寫完成后，選擇提交進行程序驗證。驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

3.單片機控制：實驗同繼電器控制，增加單片機控制功能，在連線完成后，通過C編碼按鈕進入編程界面，輸入正確的C語言代碼，提交驗證成功后，接通電源進行操作，組件、線路連接、代碼錯誤將彈出提示錯誤框，可隨時進行場景重置。

表1:基本配置表（標準配置）