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LG-MAI01型 煤礦礦山機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)考核平臺(tái)
一、 LG-MAI01型 煤礦礦山機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)考核平臺(tái)使用條件
1、設(shè)備用途
LG-MAI01型 煤礦礦山機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)考核平臺(tái)主要針對WK系列電鏟驅(qū)動(dòng)控制理論，WK系列電鏟PLC控制方面電氣原理，以及電子技術(shù)，電力電子、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、變頻調(diào)速、PLC可編程控制技術(shù)、人機(jī)界面、故障檢測技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電機(jī)控制理論等的了解、學(xué)習(xí)及相應(yīng)技術(shù)的掌握運(yùn)用，包含但不限于此。通過各項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，達(dá)到被訓(xùn)員工對通用電氣技術(shù)的學(xué)習(xí)和現(xiàn)場WK系列設(shè)備電氣控制系統(tǒng)維修技術(shù)技能提高的目的。在滿足教學(xué)演示，學(xué)員仿真實(shí)操條件下，保證其運(yùn)行的可靠性、準(zhǔn)確性和安全性。
2、氣候條件及工作環(huán)境：適用于年平均溫度5.3～7.6℃，*高氣溫達(dá)39.4℃，*低氣溫為-34℃，屬大陸性氣候，白天與夜間的溫差較大，年降水量為231～459.5mm，年蒸發(fā)量為1824.7～2896.1mm，海拔高度：1200m。設(shè)備裝置此環(huán)境的室內(nèi)使用。
3、供電條件：提供交流380V、50HZ電源，電源電壓偏移±10%，瞬時(shí)電壓波動(dòng)±30%，頻率偏移±1%。投標(biāo)方保證提供的設(shè)備能在上述條件及環(huán)境下正常運(yùn)行。裝置容量：≤1.5KVA。
圖片僅供參考
1、基礎(chǔ)性能
（1）綜合性強(qiáng)
裝置綜合電子技術(shù)，電力電子、半導(dǎo)體變流、交直流調(diào)速、PLC可編程控制技術(shù)、電機(jī)控制理論等幾個(gè)方面的技能培訓(xùn)項(xiàng)目。
（2）適應(yīng)性強(qiáng)要求
裝置采用積木式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加部件即可。
（3）整套性強(qiáng)
從專用電源、電機(jī)及其它實(shí)驗(yàn)部件到實(shí)驗(yàn)連接專用導(dǎo)線配套齊全，配套部件的性能、規(guī)格等均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要進(jìn)行配套。
（4）結(jié)構(gòu)
采用分布式結(jié)構(gòu)，各實(shí)驗(yàn)掛件采用分隔結(jié)構(gòu)形式，組件面板示意、圖線分明，各掛件任務(wù)明確，操作、維護(hù)方便。
（5）體積要求
裝置體積較小，占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；要求配套的小電機(jī)均經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，可模擬中小型電機(jī)的特性和參數(shù)；小電機(jī)耗電省，節(jié)約能源，實(shí)驗(yàn)噪聲??；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了加深理論知識外還可結(jié)合實(shí)際開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。型材桌體底部基礎(chǔ)框架采用T形槽內(nèi)凹高強(qiáng)度鋁合金型材，桌體表面型材采用高幾何精度和表面光潔度強(qiáng)的鋁合金型材，并對表面進(jìn)行陽極氧化處理、外觀精美。桌體尺寸：1800×900×750mm（L×W×H）。配有APT三色警示燈（紅、黃、綠色，LED，帶蜂鳴器）。
（6）供電系統(tǒng)
供電采用三相隔離變壓器隔離，并設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護(hù)等功能，各測量儀表均有可靠的保護(hù)功能，使用安全可靠；控制屏還設(shè)有定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀。
2、技術(shù)性能
（1）輸入電源：輸入電源為三相四線(或三相五線 380V±10％ 50HZ)。
（2）工作環(huán)境：溫度-10℃－+40℃；相對濕度＜85％（25℃）；海撥＜4000m。
（3）裝置容量：小于等于1.5KVA
（4）外形尺寸：187.3×72.5×162.2 cm3
3、平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì)：
（1）機(jī)電技術(shù)智能控制高級應(yīng)用平臺(tái)將具有單獨(dú)功能的部件進(jìn)行模塊化組裝，每個(gè)模塊都具有相應(yīng)的培訓(xùn)內(nèi)容，各個(gè)模塊又能組成工作單元，通過工作單元再擴(kuò)展成機(jī)電一體化系統(tǒng)。
（2）平臺(tái)中的各個(gè)模塊能夠體現(xiàn)出典型的工業(yè)控制過程，模塊組合而成的工藝流程能夠由簡單到復(fù)雜，由淺入深，層次分明，便于學(xué)生進(jìn)行有梯度的訓(xùn)練，能以基礎(chǔ)知識為起點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)原理、技能訓(xùn)練到復(fù)雜的機(jī)電一體領(lǐng)域。
（）平臺(tái)中的工作單元采用機(jī)電集成式設(shè)計(jì)，每個(gè)單元中所涉及的各個(gè)傳感器、電機(jī)、電磁閥等傳感器和執(zhí)行器的安裝部件和接口單元獨(dú)立地匯集成一體，同一個(gè)工作單元中各個(gè)器件通過標(biāo)準(zhǔn)接口再與控制器進(jìn)行連接，這樣便于模塊和工作單元之間的靈活組合，教師及學(xué)生可自行設(shè)計(jì)不同的課題對平臺(tái)的各單元進(jìn)行重新組合，也可自行開發(fā)被控單元與平臺(tái)配合使用。
4、裝置涵蓋基本部件及功能
（1）立體倉儲(chǔ)單元
| 工件定位臺(tái) | 一套 |
| 貨架層數(shù) | 2層 |
| 庫位數(shù) | 8個(gè) |
該單元由伺服電機(jī)系統(tǒng)、推料氣缸、夾緊定位機(jī)構(gòu)、井式供料裝置、四工位旋轉(zhuǎn)裝配臺(tái)、裝配氣缸及其安裝支架、工件檢測裝置、料芯檢測傳感器、氣缸限位傳感器、電磁閥組、型材基體、轉(zhuǎn)接模塊等組成，可進(jìn)行多工位的裝配工作。
| 工件及工件中的料芯 | 不少于10塊 |
| 四工位旋轉(zhuǎn)裝配臺(tái) | 一臺(tái) |
| V90伺服系統(tǒng) | 一套 |
| 0.05KW電機(jī)帶編碼器 | 一臺(tái) |
| 驅(qū)動(dòng)器：帶Profinet通訊口，0.1KW，200-240V； | 一套 |
| 動(dòng)力電纜； | 配套以上設(shè)備 |
| 編碼器電纜； | 配套以上設(shè)備 |
| 設(shè)定值電纜 | 配套以上設(shè)備 |
該單元配有井式供料塔、貨料檢測傳感器、出料倉、料塊、磁性開關(guān)、推料氣缸、電磁閥、轉(zhuǎn)接模塊、型材基體、固定底板等。其中，貨料檢測傳感器采用對射型光電傳感器，磁性開關(guān)用于檢測推料氣缸的原點(diǎn)和限位點(diǎn)。
（4）皮帶傳送與檢測單元（含變頻器）
皮帶傳送單元與檢測單元是由變頻器、電機(jī)模塊、工件檢測設(shè)備、定位支架、氣缸支架、選料氣缸、電磁閥、2組皮帶及其支撐架、3組滑道及其支架、轉(zhuǎn)接模塊等組成。
采用變頻器及配套部件包含： G120控制單元CU250-2 PN，內(nèi)置ProfiNET通訊口，支持矢量控制，可通過EPos功能執(zhí)行定位任務(wù)，4個(gè)可組態(tài)的IO點(diǎn)，6DI（可作3F-DI），5DI，3DO（可作1F-DO），2AI，2AO安全集成STO，SBC、SS1安全功能可通過安全授權(quán)擴(kuò)展，編碼器：D-CLIQ+HTL/TTL/SSI，旋轉(zhuǎn)變壓器/HTL通過端子接入保護(hù)等級IP20，提供USB及SD/MMC接口；
其它附件：
| SD卡 | 512 MB |
| G120智能操作面板 | |
| G120 0.75KW功率單元 | PM240-2帶制動(dòng)斬波器，3AC 380-480V+10%/ -10%47-63HZ； |
| USB-電纜； | 3米 |
| 電機(jī)額定電壓三相 | 380V |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 60r/min |
| 額定轉(zhuǎn)矩 | 3000mN.m |
| 額定頻率 | 50HZ |
| 其它部件 | 皮帶、定位支架等 |
行走機(jī)械手搬運(yùn)單元由右限位、左限位、從動(dòng)軸承塊、S120伺服電機(jī)系統(tǒng)、連接線拖鏈、主動(dòng)軸承座、分層氣缸、物料升降氣缸、取料機(jī)械手、機(jī)械手電磁閥組、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、防碰撞R軸關(guān)節(jié)、三聯(lián)軸分層結(jié)構(gòu)裝置、旋轉(zhuǎn)氣缸、導(dǎo)軌、同步齒形帶、轉(zhuǎn)接模塊、固定底板等組成。
伺服系統(tǒng)包括：
| 控制單元 | CU320 |
| CF存儲(chǔ)卡 | 配套以上設(shè)備 |
| 智能型電源模塊 | 配套以上設(shè)備 |
| 進(jìn)線端電源模塊 | 配套以上設(shè)備 |
| 帶增量式編碼器的同步伺服電機(jī) | 0.38kw |
| 單軸電機(jī)模塊 | INPUT:DC 600V,OUTPUT:3-PH 400V,3A |
| 行走機(jī)構(gòu)的有效行程 | 550mm |
| 三聯(lián)軸分層結(jié)構(gòu)有效行程 | 150mm |
| 旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)底盤旋轉(zhuǎn)范圍 | 0-180° |
| 電機(jī)信號電纜、電機(jī)動(dòng)力電纜 | 配套以上設(shè)備 |
載貨臺(tái)模塊單元由工件定位臺(tái)、光電傳感器、型材基體和固定底板組成。
工件定位臺(tái)的相對位置可調(diào)整；具有工件檢測功能。
（7）鉆銑加工單元
該單元由龍門式鉆銑裝置、自動(dòng)夾緊裝置（夾緊氣缸、工件定位裝置、V型夾緊裝置等組成）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電磁閥組、轉(zhuǎn)接模塊、型材基體、固定底板等組成。
龍門式鉆銑裝置中的X軸、Y軸、Z軸組成龍門式結(jié)構(gòu)，其中X軸與Y軸采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；Z軸由升降氣缸和動(dòng)力軸組成，能完成鉆銑加工。
主要技術(shù)參數(shù)
| X軸采用滾珠絲桿傳動(dòng)形式，有效行程 | 160mm |
| Y軸采用滾珠絲桿傳動(dòng)形式，有效行程： | 90mm |
| Z軸采用升降氣缸，有效行程 | 30mm |
| 動(dòng)力軸采用專用高速電機(jī)，轉(zhuǎn)速 | 800r/min |
采IN-SIGHT 2000 -120視覺系統(tǒng)：
| 相機(jī)光源和鏡頭 | 集成一體設(shè)計(jì)，支持平角和直角安裝方式 |
| 模塊化設(shè)計(jì)，多種光源 | 不同顏色、偏振和半偏振、非偏振）和鏡頭（3.6mm 6mm 8mm 12mm 16mm 25mm） |
| 與外界通訊連接 | 配備以太網(wǎng)線和IO線，支持所有通用的以太網(wǎng)協(xié)議涉及串口通訊和IO通訊 |
| 調(diào)試軟件環(huán)境 | easybuider界面 |
| 相機(jī)分辨率 | 640*480，在不失分辨率的前提下，支持兩倍放大功能； |
| 元件定位 | 圖案 |
| 工件檢測 | 圖案, 像素計(jì)數(shù), 對比度, 亮度 |
| 電源 | 24VDC ±10%, 48W (2.0A)； |
| 防護(hù)等級 | IP65。 |
稱重單元由電阻應(yīng)變片式重量傳感器、轉(zhuǎn)換電路板、立柱、地腳鏈接支架等組成，稱重范圍：0～200g，分辨力（靈敏度）：≤1g。
（10）溫度控制單元
單元由溫箱、溫箱底座、加熱裝置、散熱裝置、變送器、自動(dòng)送料裝置、門自動(dòng)提升裝置、電磁閥組、轉(zhuǎn)接模塊、型材基體等構(gòu)成。
| 自動(dòng)送料裝置行程 | 150mm |
| 測量精度 | 10℃-40℃：±0.2℃ |
10寸TOUCH屏幕，集成以太網(wǎng)口，,MPI口等通信接口。 配有金屬支架，金屬支架可將觸摸屏固定于桌面，移動(dòng)方便，可安裝在桌面的任意位置。
（12）煤礦皮帶機(jī)輸煤系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)單元、煤礦井下排水自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)單元、立井罐籠自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)單元
被控實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用數(shù)學(xué)模型，利用單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對象固有特征，實(shí)現(xiàn)被控對象仿真運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況，能自動(dòng)反饋系統(tǒng)的各種信息（如傳感器、變送器等），輸出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號（4-20mA和0-10V）。每一個(gè)被控實(shí)驗(yàn)?zāi)K獨(dú)立設(shè)計(jì)，國際標(biāo)準(zhǔn)尺寸，可在模塊放置架上自由裝卸。
2、控制單元和仿真單元要求
（1）控制單元一
| CPU | S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP； |
|
數(shù)字量輸入模塊32 DI 數(shù)字量輸出模塊32 DQ |
1塊 1塊 |
| 模擬量輸入模塊，8 AI | 1塊 |
| 模擬量輸出模塊，4 AQ | 1塊 |
| MMC存儲(chǔ)卡，64 MB | 一張 |
| 40針前連接器 | 4個(gè) |
| 1根以太網(wǎng)電纜 | 6米 |
| 1根導(dǎo)軌 | 長482mm |
| 1個(gè)電源模塊 | 24V/8A |
| S71500 位置檢測模塊 | TM POSINPUT 2 |
| 授權(quán)編程軟件 | 博途V14及以上 |
| CPU | 1個(gè)CPU 1214C（緊湊型CPU DC/DC/DC） |
| 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī) | SCALANCE X2080 |
| 1根預(yù)制工業(yè)以太網(wǎng)電纜 | 長度6米； |
| 集成輸入/輸出 | 14DI 24V直流輸入，10晶體管輸出24V直流，2模擬量輸入0-10V DC或0-20MA |
| 1個(gè)仿真模塊， | 8 通道，仿真數(shù)字量直流輸入開關(guān) |
| 1個(gè)模擬量輸出模塊SB1232 | 1路模擬量輸出，+/-10VDC（12位）或0-20MA（11位）。 |
| 1套軟件STEP 7 BASIC V14 | 正版授權(quán) |
| CPU | 1個(gè)CPU 1214C（緊湊型CPU DC/DC/DC） |
| 1根預(yù)制工業(yè)以太網(wǎng)電纜 | 長度6米； |
| 集成輸入/輸出 | 14DI 24V直流輸入，10晶體管輸出24V直流，2模擬量輸入0-10V DC或0-20MA |
| 1個(gè)仿真模塊， | 8 通道，仿真數(shù)字量直流輸入開關(guān) |
| 1個(gè)模擬量輸出模塊SB1232 | 1路模擬量輸出，+/-10VDC（12位）或0-20MA（11位）。 |
| 1套軟件STEP 7 BASIC V14 | 正版授權(quán) |
數(shù)字量檢測接口為DB25接口模式，采用DB25針線纜，可將仿真盒連接至被測機(jī)構(gòu)。
IN：Bit0/Bit1/Bit2/Bit3/Bit4/Bit5/Bit6/Bit7
OUT: Bit0/Bit1/Bit2/Bit3/Bit4/Bit5/Bit6/Bit7
模擬量檢測接口采用DB15模式，采用DB15針線纜，可將仿真單元連接至被測機(jī)構(gòu)。
輸入0-10V;輸出0-10v
Uo1/Uo2/Uo3/Uo4/Ui1/Ui2/Ui3/Ui4/Ui5/Ui6/Ui7/Ui8
數(shù)字式顯示表：3位
具有可插拔式電源接口，電源為DC24V
| 數(shù)字量檢測接口 | DB25接口模式 |
| 模擬量檢測接口 | DB15模式，采用DB15針線纜 |
| 多功能按鈕 | 每個(gè)按鈕具有三個(gè)位置 |
| 4個(gè)電位器 | 用于模擬量輸出 |
| 8路數(shù)字量輸入檢測功能 | 檢測傳感器信號，并給出傳感器是否調(diào)整完備指示 |
| 8路數(shù)字量輸出功能 | 檢測電機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)能否正常工作 |
| 8路脈沖輸出點(diǎn) | 8路固定頻率的脈沖，可對步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)進(jìn)行調(diào)試 |
| 4路模擬量輸入 | 集顯示功能，具有數(shù)顯功能，可顯示當(dāng)前采集的模擬量的電壓值或電流值 |
| 4路模擬量輸出 | 輸出4路模擬電壓或電流，并顯示當(dāng)前電壓或電流值 |
（6）配套編程設(shè)備
| 配套編程和運(yùn)行檢測的正版授權(quán)軟件 | 博圖V14及以上， |
| 氣動(dòng)氣壓 | 0.4～0.5MPa |
|
配套便攜編程筆記本電腦一臺(tái)及 配套編程電纜 |
處理器I7，內(nèi)存16G及以上，120G的固態(tài)硬盤+1T的硬盤，顯示器17英寸以上，品牌DELL），能夠快速穩(wěn)定的運(yùn)行博途v14 |
| 配備相應(yīng)設(shè)備的維修工具 | 一套 |
配備與PLC及觸摸屏配套的小型的S120伺服系統(tǒng)、G120系統(tǒng)、V90伺服系統(tǒng)，方便學(xué)員對不同變頻器的學(xué)習(xí)，輸出驅(qū)動(dòng)1.5KW左右小電機(jī)（伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)）。能夠仿真電鏟上的矢量控制。
三、實(shí)訓(xùn)功能及內(nèi)容
1、實(shí)訓(xùn)功能：
（1）配套成型的培訓(xùn)教材和實(shí)例講解
（2）智能平臺(tái)可以滿足國家對技能考試（高級工、技師、高級技師）的技術(shù)要求
（3）實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容要滿足由簡單到復(fù)雜的階梯性和可擴(kuò)展性
（4）實(shí)訓(xùn)設(shè)備的單元之間能進(jìn)行組合（搭積木式），完成不同的工藝流程。
2、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：
（1）項(xiàng)目的建立
（2）項(xiàng)目的組態(tài)
（3）數(shù)字量,模擬量的應(yīng)用實(shí)例訓(xùn)練。
（4）指令的訓(xùn)練
（5）控制變頻器的訓(xùn)練
（6）觸摸屏和PLC的通訊
（7）編寫程序的訓(xùn)練
（8）PLC與和變頻器的通訊
（9）觸摸屏畫面的組態(tài)
（10）直流電動(dòng)機(jī)的控制
（11）交流電機(jī)的控制
（12）電機(jī)的控制技術(shù)
（13）伺服電機(jī)的控制技術(shù)PLC故障的模擬及診斷
（14）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)與應(yīng)用（包括MPI,DP及以太網(wǎng)）
（15）編碼器的定位訓(xùn)練
（16）旋轉(zhuǎn)編碼器的速度控制
（17）小型裝配生產(chǎn)線各單元配合訓(xùn)練
（18）仿真器的使用訓(xùn)練
（19）各種傳感器的訓(xùn)練
（20）步進(jìn)電機(jī)是控制訓(xùn)練
（21）變頻器的參數(shù)設(shè)定訓(xùn)練
（22）在線故障診斷訓(xùn)練
（23）顏色、圖形、形狀的檢測訓(xùn)練
（24）工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的訓(xùn)練
（25）電鏟電氣系統(tǒng)的模擬訓(xùn)練
（26）礦井排水系統(tǒng)的模擬訓(xùn)練
