一、概述
氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是根據(jù)《液壓氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)》、《氣動(dòng)控制技術(shù)》等通用教材設(shè)計(jì)而成，適用于機(jī)械類(lèi)、機(jī)電類(lèi)本科生課程實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用可編程控制器（PLC）和工業(yè)氣動(dòng)元件、執(zhí)行模塊為一體，除可進(jìn)行常規(guī)的氣動(dòng)基本控制回路實(shí)驗(yàn)外，還可以進(jìn)行氣動(dòng)-電氣控制回路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、氣動(dòng)-PLC控制回路等氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)。
1.氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)元件模塊化：每個(gè)氣動(dòng)元件成獨(dú)立模塊，配有方便安裝的底板，可隨意在“T”型槽通用鋁合金型材板上組建各種實(shí)驗(yàn)回路，操件簡(jiǎn)單快捷。
2.連接方式：接頭采用快速式，安裝、拆卸時(shí)可靠簡(jiǎn)便省時(shí)。
3.氣動(dòng)元件：工業(yè)氣動(dòng)元件，性能可靠、安全。精度高、使用壽命長(zhǎng)。
4.系統(tǒng)環(huán)境：低噪音（超靜音）的工作泵站，提供一個(gè)安靜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境（噪聲< 50 分貝）。
5．可擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)：
為了適應(yīng)學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的要求，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性、探索性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新思維，除了可以完成氣壓的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以外，還應(yīng)與機(jī)械類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)；在保證設(shè)備穩(wěn)定的情況下提供極強(qiáng)的可擴(kuò)展性，大鋁合金面板組裝平臺(tái)為擴(kuò)展提供了必要的硬件基礎(chǔ)。
該設(shè)備能適應(yīng)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)性、開(kāi)放性和可擴(kuò)展性三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。充分體現(xiàn)該設(shè)備的機(jī)電一體化教學(xué)的多功用性。
A．在保證現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的前提下還可進(jìn)行液壓元件的搭接，進(jìn)行相應(yīng)的液氣綜合實(shí)驗(yàn)；
B．在硬件支撐下還可實(shí)現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)、挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)等擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。
6．兼容性
A． 氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)可同MPS自動(dòng)化物流系統(tǒng)、FMS柔性系統(tǒng)進(jìn)行兼容組合。
B．實(shí)驗(yàn)臺(tái)電控部分、硬件部分可方便的進(jìn)行升級(jí)及拓展模塊的搭接、連接方式友好可供多類(lèi)機(jī)電模塊、液、氣模塊進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)。如：回轉(zhuǎn)送料機(jī)構(gòu)，機(jī)械手、運(yùn)輸線自動(dòng)化；與電子仿真軟件相接合，可模擬各類(lèi)機(jī)械應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)中比例閥的應(yīng)用、插裝閥的工作原理及應(yīng)用機(jī)械升降機(jī)的應(yīng)用等等，并且可以根據(jù)老師上課的內(nèi)容進(jìn)行編輯
8．多種控制方式：純氣動(dòng)（手動(dòng)）控制回路、采用繼電器的電控氣動(dòng)回路、采用可編程控制器的電控氣動(dòng)回路、組態(tài)控制回路（需搭接相應(yīng)軟件、硬件）
9.系統(tǒng)安全性能：額定工作壓力為1.0Mpa，是安全的低壓實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。電源帶漏電保護(hù)，漏電（漏地電流超30mA自動(dòng)斷電），缺相，自動(dòng)斷開(kāi)總電源，控制電路均為24V直流安全電壓
三、技術(shù)性能
1、輸入電源：?jiǎn)蜗嗳�制～220V±10% 50Hz
2、溫度：-5℃～+40℃，相對(duì)濕度＜85%
3、裝置容量：＜1.5KVA
4、外形尺寸：1600mm×700mm×1760mm
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、單作用氣缸的換向回路
2、雙作用氣缸的換向回路
3、單作用氣缸速度控制回路
4、雙作用氣缸單向調(diào)速回路
5、雙作用氣缸雙向調(diào)速回路
6、速度換接回路
7、緩沖回路
8、二次壓力控制回路
9、高低壓轉(zhuǎn)換回路
10、計(jì)數(shù)回路
11、延時(shí)回路
12、過(guò)載保護(hù)回路
13、互鎖回路
14、單缸單往復(fù)控制回路
15、單缸連續(xù)往復(fù)動(dòng)作回路
16、直線缸順序動(dòng)作回路
17、多缸順序動(dòng)作回路
18、雙缸、同步動(dòng)作回路
19、多缸聯(lián)動(dòng)回路
20、卸荷回路
21、或門(mén)型梭閥的應(yīng)用回路
22、快速排氣閥應(yīng)用回路
23、PLC的指令編程，梯形圖編程的學(xué)習(xí)及應(yīng)用
24、PLC編程軟件的學(xué)習(xí)和使用
25、PLC與計(jì)算機(jī)的通訊，在線調(diào)試、監(jiān)控
26、PLC控制的液壓基本回路（優(yōu)化控制）
五、部分Festo 軟件回路及圖庫(kù)
六、實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成：
實(shí)驗(yàn)臺(tái)由實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、工作泵站、氣動(dòng)元件、主機(jī)箱等幾部分組成。
1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)架：
實(shí)驗(yàn)臺(tái)架規(guī)格為1600（長(zhǎng)）*700（寬）*1760（高），實(shí)驗(yàn)臺(tái)架主體結(jié)構(gòu)全部采用高性能表面氧化的鋁型材及一次成型鋁壓鑄框架連接構(gòu)件，連接構(gòu)件采用壓鑄成型工藝（非焊接工藝），經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂、表面靜電噴涂工藝，安裝方便、快捷，用戶可自行DIY組裝。桌體立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套模具成型塑料堵頭。桌面采用25mmE1級(jí)三聚氰胺飾面板，桌面板下設(shè)支撐框架，承受力不少于200kg。配備儲(chǔ)存柜，存放實(shí)訓(xùn)掛箱等，儲(chǔ)存柜底部4只高強(qiáng)度萬(wàn)向可制動(dòng)PU腳輪，方便移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)架整體簡(jiǎn)約不簡(jiǎn)單，高端大氣，符合現(xiàn)代化產(chǎn)品審美和發(fā)展趨勢(shì)。
實(shí)驗(yàn)桌后面二支桌腳向上延伸，配上側(cè)面三角形斜面鈑金框架及帶T槽鋁合金操作面板組成實(shí)訓(xùn)操作屏，實(shí)訓(xùn)時(shí)固定氣動(dòng)控制模塊等，實(shí)驗(yàn)臺(tái)架頂部安裝實(shí)驗(yàn)主機(jī)箱，主機(jī)箱提供實(shí)驗(yàn)時(shí)的時(shí)間繼電器、可編程控制器、控制按鈕、接近開(kāi)關(guān)、直流電源等。
2.主機(jī)箱：
① 安全保護(hù)：外部電源經(jīng)漏電開(kāi)關(guān)與熔斷器輸入，經(jīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)供電。
② 時(shí)間繼電器模塊：提供一組數(shù)顯0-999S時(shí)間繼電器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定常開(kāi)常閉時(shí)間。
③ 繼電器控制模塊：提供二路繼電器控制模組。
④ 可編程序控制器(PLC)：三菱FXS20MR系列，I/O口20點(diǎn)，繼電器輸出形式，電源電壓：AC 220V/50Hz,控制電壓為DC24V，設(shè)有手動(dòng)，自動(dòng)，順序等控制功能.
3.靜音工作泵站：
① 氣泵輸入電壓：AC 220V/50Hz
② 電機(jī)功率：550W
③ 額定輸出壓力：1.0Mpa
④ 氣泵容積：20L
⑤ 工作噪聲：< 40分貝
4.氣動(dòng)元件：
以圣大氣動(dòng)元件為主，配置詳見(jiàn)附件。
氣動(dòng)元件均配有過(guò)渡底板，可方便、隨意地將元件安放在實(shí)驗(yàn)面板（面板帶“Ｔ”溝槽形式的鋁合金型材結(jié)構(gòu)）上。回路搭接采用快換接頭，拆接方便快捷。
五、氣動(dòng)PLC控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置清單
（一）操作臺(tái)基礎(chǔ)硬件
| 序號(hào) | 名 稱(chēng) | 規(guī) 格 型 號(hào) | 數(shù) 量 | 備 注 |
| 1 | 實(shí)驗(yàn)臺(tái)（鋁合金“T”型槽面板） |
1600mm x 700mm x 1760mm |
1套 | 自制 |
| 2 | 過(guò)渡底板 | 化纖ABS 精制模具壓注成型 | 1套 | 附在閥上 |
| 3 | 專(zhuān)用鋁合金面板 | 鋁合金帶“T”型配合過(guò)渡底板進(jìn)行搭接 | 1套 | 安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上 |
| 4 | 靜音空氣壓縮機(jī) |
氣泵輸入電壓：AC 220V/50Hz 電機(jī)功率：125W 額定輸出壓力：1.0Mpa 氣泵容積：10L 工作噪聲：< 40分貝 帶自動(dòng)斷電保護(hù)裝置 |
1臺(tái) | 奧突斯 |
| 5 | 過(guò)濾、調(diào)壓組件 |
接管口徑：1/8” 額定流量: 650L/min 濾心精度 40ū 調(diào)節(jié)壓力0.05-0.85MPa 最大可調(diào)壓力0.9 MPa 濾水容量15cc 給油容量25cc |
1套 |
品牌： 圣大 AC200 |
| 6 | 帶壓力表調(diào)壓閥 |
接管口徑：1/8” 額定流量: 650L/min 調(diào)節(jié)壓力范圍：0.05-0.85MPa 最大可調(diào)壓力：0.95 MPa 本體材質(zhì)：鋁合金壓鑄成型 |
1只 |
品牌：圣大 AR2000 |
（二）元件基本配置
| 序號(hào) | 名 稱(chēng) | 參 數(shù) 規(guī) 格 | 數(shù) 量 | 備 注 |
| 1 | 復(fù)動(dòng)式不銹鋼單作用氣缸 |
動(dòng)作形式：活塞復(fù)動(dòng)式 使用壓力范圍：1-9.0 kgf/cm2 速度范圍：50 – 800mm/s 行程 :75mm 接管口徑：1/8” |
1只 |
品牌：圣大 MSAL20-75-S |
| 2 | 復(fù)動(dòng)型不銹鋼單出桿雙作用氣缸 |
動(dòng)作形式：活塞復(fù)動(dòng)式 使用壓力范圍：1-9.0 kgf/cm2 速度范圍：50 – 800mm/s 行程 :100mm接管口徑：1/8” |
2只 |
品牌：圣大 MAL20-75-S |
| 3 | 氣缸固定腳座 | MA20-LB | 6只 | 自制 |
| 4 | 二位三通單電磁換向閥常開(kāi) |
線圈位數(shù)：?jiǎn)晤^雙位置 彈簧復(fù)位 動(dòng)作方式：內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力：0.15-0.85 MPa 耗電量：AC2.5VA DC2.5W 最高動(dòng)作頻率：5次/秒 最短勱磁時(shí)間：0.05秒 接管口徑：進(jìn)氣＝出氣＝排氣＝1/8” |
1只 |
品牌：圣大 3V210-08-NO |
| 5 | 二位五通單電磁換向閥 |
線圈位數(shù)：?jiǎn)晤^雙位置 彈簧復(fù)位 動(dòng)作方式：內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力：0.15-0.85 MPa 耗電量：AC2.5VA DC2.5W 最高動(dòng)作頻率：5次/秒 最短勱磁時(shí)間：0.05秒 接管口徑：進(jìn)氣＝出氣＝1/8” |
2只 |
品牌：圣大 4V210-08 |
| 6 | 二位五通雙電磁換向閥 |
線圈位數(shù)：雙頭雙位置 電控復(fù)位 動(dòng)作方式：內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力：0.15-0.85 MPa 耗電量：AC2.5VA DC2.5W 最高動(dòng)作頻率：5次/秒 最短勱磁時(shí)間：0.05秒 接管口徑：進(jìn)氣＝出氣＝排氣＝1/8” |
1只 |
品牌：圣大 4V220-08 |
| 7 | 中封式三位五通電磁換向閥 |
線圈位數(shù)：雙頭三位置封閉型 動(dòng)作方式：內(nèi)部先導(dǎo)式 工作壓力：0.15-0.85 MPa 耗電量：AC2.5VA DC2.5W 最高動(dòng)作頻率：5次/秒 最短勱磁時(shí)間：0.05秒 接管口徑：進(jìn)氣＝出氣＝排氣＝1/8” |
1只 |
品牌：圣大 4V230-08 |
| 8 | 二位五通單氣控?fù)Q向閥 |
結(jié)構(gòu)：滑閥, 單向氣控, 彈簧復(fù)位 壓力范圍：0.15-0.85 MPa 額定流量 1 (p)→4 (A)500 l/min |
2只 |
品牌：圣大 4A210-08 |
| 9 | 二位五通雙氣控?fù)Q向閥 |
結(jié)構(gòu)：滑閥, 雙向氣控 壓力范圍：0.15-0.85 MPa 額定流量: 1(p)→2 (A)500 l/min 1(p→4 (A) 500 l/min |
2只 |
品牌：圣大 4A220-08 |
| 10 | 中封型二位五通雙氣控?fù)Q向閥 |
結(jié)構(gòu)：滑閥, 雙向氣控 壓力范圍：0.15-0.85 MPa 額定流量: 1(p)→2 (A)500 l/min 1(p→4 (A) 500 l/min |
1只 |
品牌：圣大 4A230-08 |
| 11 | 二位五通手動(dòng)換向閥 |
動(dòng)作方式：直動(dòng)式 使用壓力范圍：0-0.8MPa 拉口口徑：進(jìn)氣＝出氣＝排氣＝1/8” |
1只 |
品牌：圣大 4H210-08 |
| 12 | 可調(diào)單向節(jié)流閥 |
接管口徑：1/8” 標(biāo)準(zhǔn)額定流量: （p）→ (A)400L/min 調(diào)節(jié)壓力范圍：0.05-0.95MPa |
2只 |
品牌：亞德克 ASC-08V |
| 13 | 或門(mén)邏輯閥（梭閥） |
接管口徑：1/8” 使用壓力范圍0-1.0MPa 額定流量X, Y→A 500 l/min |
2只 |
品牌：圣大 ST-01 |
| 14 | 與門(mén)邏輯閥（雙壓閥） |
接管口徑：1/8” 使用壓力范圍0-1.0MPa 額定流量X, Y→A 500 l/min |
２只 | 新恭 |
| 15 | 快速排氣閥 |
接管口徑：1/8” 使用壓力范圍0-1.0MPa 額定流量1(p)→2 (A) 300 l/min 2 (A)→3(R) 390 l/min |
1只 |
品牌：圣大 QE-01 |
| 16 | 平圓型按鈕式機(jī)械閥常閉式 |
位通數(shù)：二位五通 動(dòng)作方式：直動(dòng)式 彈簧復(fù)位 使用壓力范圍：0-0.8MPa 接管口徑：1/4” 額定流量(p)→ (A) 60 l/min |
2只 |
品牌：圣大 MP5 |
| 17 | 滾輪型杠桿式機(jī)械閥常開(kāi)式 |
位通數(shù)：二位五通 動(dòng)作方式：直動(dòng)式 彈簧復(fù)位 使用壓力范圍：0-0.8MPa 接管口徑：1/4” 額定流量(p)→(A) 60 l/min |
2只 |
品牌：圣大 MP5 |
| 1 | 時(shí)間繼電器模塊 |
顯示 LED顯示三位，0-999S 輸出 常閉開(kāi)關(guān)一組 常開(kāi)開(kāi)關(guān)一組 暫停一組 工作電壓：AC220V |
1套 |
ZN48 |
| 2 | 可編程序控制器 | FX1S-20MR | 1個(gè) | 三菱 |
| 3 | 可編程序控制通訊電纜 | SC-09 | 1條 | 三菱 |
| 4 | 中間繼電器模塊 | 3組(每組3常開(kāi)1常閉)；接線插座為φ10mm安全性插座，面板為5mm進(jìn)口絕緣板 | 3組 |
Omron歐姆龍 |
| 5 | 接近開(kāi)關(guān)電感式（帶插頭線） |
開(kāi)關(guān)電壓 5-30 VDC 殘余波紋 最大 10% 額定開(kāi)關(guān)距離 4 mm 開(kāi)關(guān)頻率 最大100 Hz 輸出： 無(wú)接點(diǎn)/電晶體NPN輸出 輸出電流 最大200 Ma 開(kāi)關(guān)容量 最大 4.8 W |
4個(gè) |
滬光 |
| 6 | 啟停模塊 |
220V 50HZ交流電壓帶漏電保護(hù)斷路器 帶上電指示 |
1套 | HGG（海格） |
| 7 | 按鈕模塊 | φ16mm大按鈕 紅綠黃各4 | 1套 | 上海遠(yuǎn)大 |
| 8 | 穩(wěn)壓電源模塊 | 臺(tái)灣 DC24V 5A ；接線插座為φ10mm安全性插座，面板為5mm進(jìn)口絕緣板 | 1套 | 臺(tái)灣明緯 |
| 1 | L型支架 | 自制 | 4只 | 自制 |
| 2 | 過(guò)渡接頭 | 轉(zhuǎn)換接頭 | 1只 | PG8-6 |
| 3 | “T”型三通 | T型 | 10只 | PE-4 |
| 4 | 四通 | 十字型 | 4只 | PZA-4 |
| 5 | 氣管 | PUO0425（桔） | 50米 | 4 |
| 6 | 管塞 | PP-4 | 15只 | PP-4 |
| 7 | 專(zhuān)用工具 | 活口扳手、螺絲刀、六角扳手、剪刀等 | 1套 | 滬工等 |
