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自動(dòng)化控制實(shí)驗室建設方案論證

一、論證小組成員
組長(cháng):
副組長(cháng):
成員:
二、實(shí)驗室現狀分析
    秋季學(xué)期我系新增工業(yè)機器人技術(shù)、模具設計與制造和機電一體化三個(gè)專(zhuān)業(yè),其中機電一體化專(zhuān)業(yè)6個(gè)教學(xué)班級、共315人(16級188人,17級127人),該專(zhuān)業(yè)從春季學(xué)期開(kāi)始已開(kāi)設相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程,例如:電氣控制技術(shù)(含PLC)、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)運行與維護、可編程控制器實(shí)訓等課程,但目前沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗室。
三、實(shí)驗室建設的必要性
    機電工程系現有工業(yè)機器人、機械設計與制造、數控技術(shù)、機電一體化、模具設計與制造專(zhuān)業(yè)。目前,學(xué)院一直沒(méi)有機電一體化專(zhuān)業(yè)核心技能訓練的實(shí)驗室,特別是自動(dòng)化電氣控制類(lèi)的實(shí)驗實(shí)訓從未展開(kāi),理論的教學(xué)遠遠不能滿(mǎn)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(mén)關(guān)于進(jìn)一步加強高校實(shí)踐育人工作的若干意見(jiàn)》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(jiàn)》要求,進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗實(shí)訓技能,特別是高職學(xué)生的實(shí)踐操作能力(機電一體化專(zhuān)業(yè)方面的實(shí)驗實(shí)訓技能課是在下學(xué)期教學(xué)任務(wù)中也明確體現)。
四、實(shí)驗室主要承擔課程
    根據專(zhuān)業(yè)人才培養方案,自動(dòng)化控制實(shí)驗室主要承擔實(shí)驗室課程有“可編程控制器實(shí)訓”、“自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)運行與維護”、“電氣控制技術(shù)”等課程的實(shí)驗實(shí)訓。
五、下學(xué)期教學(xué)需求:
機電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)下學(xué)期主要涉及專(zhuān)業(yè)核心課程有“自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)運行與維護”、“電氣控制技術(shù)”課內實(shí)驗學(xué)時(shí)共24課時(shí),集中實(shí)訓32學(xué)時(shí)。
學(xué)期教學(xué)情況 實(shí)驗室項目數 實(shí)驗實(shí)訓總學(xué)時(shí) 現有實(shí)驗室情況 現有實(shí)驗室周課時(shí)
電氣控制技術(shù) 8 無(wú) 0
自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)運行與維護 16 無(wú) 0
電氣控制實(shí)訓 32 無(wú) 0
合計 56   0
綜上所述,為滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)訓要求,做好學(xué)生的技能培養的需要,系部申請急需建設1個(gè)自動(dòng)化控制實(shí)驗室。
六、設備預算費用
序號 名稱(chēng) 單元部分 數量 單價(jià) 總價(jià)
1 自動(dòng)化實(shí)驗設備 流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光單元 1套    
三相異步電動(dòng)機控制單元 1套    
交通燈控制單元 1套    
運動(dòng)控制集合單元 1套    
工業(yè)觸摸屏運用單元 1套    
組態(tài)王模擬實(shí)驗單元 1套    
公用器件單元 1套    
2 合計        
備注:如需正版組態(tài)王軟件,軟件費用按官方購買(mǎi)價(jià)另算。
七、建設方案:
該實(shí)驗室需要建設面積80左右平方米,具體實(shí)施見(jiàn)附件。
附件:
一、儀器設備概況
儀器設備名稱(chēng) 自動(dòng)化控制實(shí)驗設備
型號   儀器設備用途 教學(xué)
儀器設備生產(chǎn)廠(chǎng)名  
價(jià)(萬(wàn)元)   數量(套) 30套 總 價(jià)(萬(wàn)元) 預算100
儀器設備安放地點(diǎn) 自動(dòng)化控制實(shí)驗室
主要功能 一、流水燈、天塔之光、數碼顯示系統單元
1、機械結構設計與安裝
2、控制電路的設計與調試
3、PLC程序設計
l 符號表編制
l 梯形圖、語(yǔ)句表或功能圖設計
l 基本指令認識與運用
l 程序運行調試
4、執行器件部分
l 電動(dòng)控制回路的設計與調試
l 常用低壓電器的設計與安裝
5、工藝過(guò)程的設計與調試
二、三相異步電動(dòng)機點(diǎn)動(dòng)和自鎖控制、聯(lián)鎖正反轉、帶延時(shí)正反轉、Y/△換接啟動(dòng)系統單元
1、機械結構設計與安裝
2、控制電路的設計與調試
3、PLC程序設計
l 符號表編制
l 梯形圖、語(yǔ)句表或功能圖設計
l 基本指令認識與運用
l 程序運行調試
4、執行器件部分
l 電動(dòng)控制回路的設計與調試
l 常用低壓電器的設計與安裝
5、工藝過(guò)程的設計與調試
三、不帶數字與帶數字顯示交通燈系統單元
1、機械結構設計與安裝
2、控制電路的設計與調試
3、PLC程序設計
l 符號表編制
l 梯形圖、語(yǔ)句表或功能圖設計
l 基本指令認識與運用
l 程序運行調試
4、執行器件部分
l 電動(dòng)控制回路的設計與調試
l 常用低壓電器的設計與安裝
5、工藝過(guò)程的設計與調試
 
四、運動(dòng)控制集合單元
1、伺服控制裝置的設計與調試
l 伺服電機與伺服驅動(dòng)器的安裝與調試
l 直線(xiàn)運動(dòng)位置識別、定位控制、速度控制
l 基于PLC的伺服電機控制技術(shù)
2、步進(jìn)控制裝置的設計與調試
l 步進(jìn)電機與步進(jìn)驅動(dòng)器的安裝與調試
l 直線(xiàn)運動(dòng)位置識別、定位控制、速度控制
l 基于PLC的步進(jìn)電機控制技術(shù)
3、變頻器控制裝置的設計與調試
l 變頻電機與變頻器的安裝與調試
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)觸摸屏運用單元
1、監控畫(huà)面編程
l 觸摸屏軟件認識與運用
l 觸摸屏軟件基本功能應用
2、通信參數設置
l 觸摸屏與PLC通信協(xié)議對接
六、組態(tài)王模擬實(shí)驗單元
1、上位機軟件認識
l 組態(tài)軟件基礎學(xué)習
l 組態(tài)王軟件的基本操作學(xué)習與簡(jiǎn)單運用
2、上位機軟件組態(tài)
l 界面設計
l 與PLC對應控制點(diǎn)編制
l 通信對接
主要技術(shù)參數 一、總體要求
該實(shí)驗室系統由電動(dòng)機各種常見(jiàn)控制方式、流水燈、LED數碼顯示、交通燈、電梯、水塔水位、裝配流水線(xiàn)、液體混合裝置、機械手、傳送帶、自動(dòng)配料系統、軋鋼機、郵件分揀、自動(dòng)售貨機、加工中心等33個(gè)自動(dòng)控制實(shí)訓任務(wù),本實(shí)驗室可供高職高專(zhuān)機械、電氣、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)訓教學(xué)和電工培訓使用,也可供自動(dòng)控制設計人員和電工愛(ài)好者從事開(kāi)發(fā)工作參考。本裝置系統綜合運用PLC控制技術(shù)、氣動(dòng)驅動(dòng)技術(shù),伺服驅動(dòng)技術(shù)、變頻調速技術(shù)、多種傳感器檢測技術(shù)以及現場(chǎng)總線(xiàn)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(zhù)重體現真實(shí)工業(yè)現場(chǎng)的技術(shù)應用。該總線(xiàn)控制裝置系統為典型的機電一體化實(shí)訓設備,尤其適合機電一體化、自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和培訓。同時(shí)本設備的各個(gè)模塊可分別逐次運行,可以由淺入深、漸進(jìn)全面的掌握各項自動(dòng)控制及相關(guān)技術(shù),并可以通過(guò)拆裝、調試進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
針對系統裝置特點(diǎn)教學(xué)實(shí)驗項目?jì)热菀峁┰敿毜膶?shí)驗指導書(shū)和技術(shù)資料。
該系統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(xiàn)。
二、系統裝置組成單元及技術(shù)指標:
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:
實(shí)訓科目一  流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光
序號 代號 名稱(chēng) 作用  
1 QF1 空氣開(kāi)關(guān) 主電源開(kāi)關(guān)  
2 QF2 空氣開(kāi)關(guān) 控制電路電源開(kāi)關(guān)  
3 FU1 熔斷器 主回路保護  
4 FU2 熔斷器 控制回路保護  
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 藍燈 流水燈  
11 HL6 紫燈 流水燈  
 二)、三相異步電動(dòng)機控制單元部分
三相異步電動(dòng)機點(diǎn)動(dòng)和自鎖控制、聯(lián)鎖正反轉、帶延時(shí)正反轉、Y/△換接啟動(dòng)等控制
(一)主要單元
1、工作臺架單元
2、電機安裝單元
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:
實(shí)訓科目二  三相異步電動(dòng)機控制單元部分
序號 代號 名稱(chēng) 作用  
1 QF1 空氣開(kāi)關(guān) 控制電路電源開(kāi)關(guān)  
2 FU1 熔斷器 1號電機保護  
3 FU2 熔斷器 2號電機保護  
4 SB1~SB6 按鈕 啟動(dòng)、停止、正反轉、急停等  
5 KA1~KA6 繼電器 中繼控制  
6 KM1~KM4 綠燈 電機用接觸器  
7 HL1 綠燈 運行指示燈  
8 HL2 紅色燈燈 報警指示燈  
9 HL3 黃燈 電源指示燈  
 三)、交通燈控制單元部分
(一)主要單元(參數見(jiàn)技術(shù)指標)
11、工作臺架單元
2、電機安裝單元
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
實(shí)訓科目三  不帶數字與帶數字顯示交通燈
序號 代號 名稱(chēng) 作用  
1 QF1 空氣開(kāi)關(guān) 控制電路電源開(kāi)關(guān)  
2 FU1 熔斷器 主回路保護  
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   數碼管顯示模塊 數碼顯倒示計時(shí)  
 四)、運動(dòng)控制集合單元部分
(一)主要單元(參數見(jiàn)技術(shù)指標)
11、工作臺架單元
2、變頻電機安裝單元
3、伺服電機安裝單元
4、步進(jìn)電機安裝單元
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
增補任務(wù)一  PLC閉環(huán)調試變頻器驅動(dòng)電機的控制
序號 代號 名稱(chēng) 作用 備注
1 Q1 空氣開(kāi)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 執行機構  
7 PLC 可編程控制器 編程硬件  
8 XT 接線(xiàn)端子 接線(xiàn)  
增補任務(wù)二  PLC---步進(jìn)電機的控制
序號 代號 名稱(chēng) 作用 備注
1 Q1 空氣開(kāi)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)驅動(dòng)器 步進(jìn)電機控制  
6 M1 步進(jìn)電機 執行機構  
7 PLC 可編程控制器 編程硬件  
8 XT 接線(xiàn)端子 接線(xiàn)  
增補任務(wù)三  PLC---伺服電機的控制
序號 代號 名稱(chēng) 作用 備注
1 Q1 空氣開(kāi)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 伺服驅動(dòng)器 伺服控制  
6 M2 伺服電機 執行機構  
7 PLC 可編程控制器 編程硬件  
8 XT 接線(xiàn)端子 接線(xiàn)  
 五)、公用器件單元部分
  公用器件
序號 代號 名稱(chēng) 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,上位機組態(tài)  
4 QF1 電源總開(kāi)關(guān) 開(kāi)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 數字量輸入輸出 數字量輸入輸出  
8 TC DC24V開(kāi)關(guān)電源 PLC供電  
9 KA 中繼 中間控制  
10 XT 端子排 進(jìn)出線(xiàn)連接  
 六)、工業(yè)觸摸屏運用單元部分
(一)主要構成:
增補任務(wù)三  PLC---伺服電機的控制
序號 代號 名稱(chēng) 作用
1   觸摸屏 上位機組態(tài)
七)、組態(tài)王模擬實(shí)驗單元部分
(一)主要構成:
增補任務(wù)三  PLC---伺服電機的控制
序號 代號 名稱(chēng) 作用
1   組態(tài)王軟件 上位機組態(tài)
 二、可行性論證
2.1 申請購置該儀器設備的理由
“中國制造2025”提出了宏偉的三步走戰略目標,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)機器人應用技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數控技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的有機結合,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)計劃總體實(shí)施方案》提出要建立100個(gè)生產(chǎn)型實(shí)訓基地,充分體現了高職院校建立生產(chǎn)型實(shí)訓基地的重要性。
2.堅持將自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的核心知識點(diǎn)融入典型項目中,打破傳統的液壓和氣動(dòng)技術(shù)、電機和電氣控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、可編程控制技術(shù)、計算機通信技術(shù)體系,不以知識的系統性串聯(lián)課程體系,而以完成工程項目為目標串聯(lián)課程體系,并以小組合作學(xué)習的方式在完成任務(wù)的過(guò)程中達到核心技術(shù)點(diǎn)與核心技能點(diǎn)的獨立學(xué)習與掌握。
3.科技進(jìn)步,一些新概念、新技術(shù)、新專(zhuān)業(yè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等手段為家長(cháng)所知,家長(cháng)在學(xué)生專(zhuān)業(yè)選擇和技能培養方面比較傾向于選擇智能制造相關(guān)專(zhuān)業(yè),為學(xué)校的招生工作創(chuàng )造了契機。
4.建設工業(yè)機器人實(shí)訓基地,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)提供強有力保障。
5.安全性:基于“工學(xué)結合,理實(shí)一體”的建設思路,學(xué)生可先在實(shí)訓平臺進(jìn)行仿真模擬,程序驗證通過(guò),由于實(shí)體工作站與虛擬工業(yè)機器人工作站的兼容性,可直接將程序傳輸到實(shí)體工作站進(jìn)行驗證,保障了設備的安全同時(shí)也保障了學(xué)生的安全。
6.建設成本低:目前據市場(chǎng)調研公辦職業(yè)院校建設工業(yè)機器人實(shí)訓基地的投入普遍在300萬(wàn)-400萬(wàn)之間,但還是不能滿(mǎn)足學(xué)生的工位需要,我校該方案優(yōu)勢突出。
2.2 儀器設備外觀(guān)
2.3安裝使用環(huán)境及附屬設施要求
項目 安裝所需條件 現狀 擬改進(jìn)措施
房屋面積 80平米   無(wú)
學(xué)院給排水系統   無(wú)
學(xué)院電力系統   無(wú)
空調 控溫18-32℃   無(wú)
地板 大理石   無(wú)
2.4儀器設備使用人員培訓計劃
1、第一次培訓為現場(chǎng)安裝調試培訓:
現場(chǎng)培訓:3-4名以上操作、維護、開(kāi)發(fā)技術(shù)人員
培訓的目標:是讓用戶(hù)熟悉儀器的日常操作和維護;達到能獨立、熟練操作的程度
培訓內容為:基礎理論、條件設定、產(chǎn)品維護、上機實(shí)踐
培訓時(shí)間:應不少于4天,
評價(jià)標準:所培訓人員通過(guò)國家標準樣品考核合格。
2、第二次培訓安排在用戶(hù)使用儀器近半年后,在賣(mài)方培訓中心應用實(shí)驗室培訓
培訓的目的:分析方法的建立和儀器的應用提高培訓,
培訓時(shí)間:  每個(gè)月的上旬和下旬  
培訓地點(diǎn):   上海、成都應用實(shí)驗中心
培訓頻次:  每個(gè)月兩次可以隨時(shí)報名參加
3、第三次培訓在儀器安裝一年后,賣(mài)方工程師回訪(fǎng)用戶(hù),并在現場(chǎng)進(jìn)行提高培訓。
安裝工程師:顏工
培訓工程師:劉工
2.5單套設備預算費用
序號 名稱(chēng) 單元部分 數量 單價(jià) 總價(jià)
1 自動(dòng)化實(shí)驗設備 流水燈流動(dòng)顯示、天塔之光單元 1套    
三相異步電動(dòng)機控制單元 1套    
交通燈控制單元 1套    
運動(dòng)控制集合單元 1套    
工業(yè)觸摸屏運用單元 1套    
組態(tài)王模擬實(shí)驗單元 1套    
公用器件單元 1套    
2 合計        
 
關(guān)鍵詞: 數控車(chē)床 實(shí)訓設備 實(shí)訓裝置 教學(xué)儀器 實(shí)驗設備 教學(xué)設備 實(shí)訓臺 考核裝置 實(shí)訓系統 實(shí)驗裝置 數控技術(shù) 實(shí)訓考核 技能實(shí)訓 數控系統 電氣控制 實(shí)訓鑒定 數控軟件 實(shí)驗系統 數控實(shí)訓 電氣技術(shù) 數控銑床 高教設備 職教設備 實(shí)訓車(chē)床 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實(shí)驗 變頻調速 PLC實(shí)訓 單片機
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