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1、精选优质文档-倾情为你奉上2009年全国职业培训 优秀教研成果评选活动参评课题 材料分拣开放式实训系统的研制 材料分拣开放式实训系统的研制课题研制成果材料分拣开放式实训系统打破传统，将硬件与软件完全开放，依据机电一体化专业教学的要求开发，是一个将PLC、位置控制技术、气动技术、传感器检测技术有机结合成一体的教学实训系统，涵盖了可编程控制技术、位置控制技术、气动技术、传感器检测技术等，是机电一体化的典型代表产品之一，是一个模拟自动化工业生产过程的微缩模型，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，可配置监控软件由上位计算机监控，并可针对不同生产要求修改系统控制流程。研制完成的材料分拣装置实物照片如图
2、所示。图1 材料分拣开放式实训系统实物照片从2008年3月布置课题到2009年1月研制完成，材料分拣开放式实训系统结合配套软件可给学生开展控制系统的位置控制、PLC编程等实训，并满足对机械制造及自动化、自动化、电气自动化、电气工程等专业的机电传动与控制、运动控制、气动系统、机电一体化技术、检测与转换技术等课程开展实训的需要，具有一定的推广应用价值。此套实训系统除了用于我校相关专业的实训，还用于全国现代制造技术远程培训项目机电一体化职业技能培训认证。课题研制背景随着制造业的振兴和发展，我国逐步成为世界生产大国。以气动技术、液压技术、电气控制技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术相互渗透，综
3、合形成的机电一体化技术，广泛应用于装备制造业和机械、电子、汽车、化工、材料、食品等产品的生产过程中。该项技术的应用提高了生产装备的信息化和智能化程度，提高了产品质量和生 产效率。当前劳动力市场急需大批的机电一体化岗位技能人才，充实到机电一体化装备和产品生产所需的操作、制造、装配、安装、调试、维修和技术服务岗位。机电一体化岗位技能人才短缺的矛盾已经越来越明显。如何解决这些矛盾，不断提高实训教学的效率，已经成为一个亟待解决的重要课题。课题研制过程为适应机电一体化专业的实训教学要求及全国现代制造技术机电一体化岗位技能认证所需实训设备的要求，我校于2008年3月成立机电一体化实训系统研制课题组，进行实
4、训设备的研制。一、计划制定学校在充分调研国内各教仪公司生产的机电一体化实训系统综合实验台的基础上发现，教仪公司生产的机电一体化实验台价格过高，且以演示仿真为主，强调的是知识点而不是经过动手实践理解的结构和原理，学生看到的是市场上生活中见不到的模拟仪器设备，学生学得比较死，会考不会用，因为与实践分离，供应给学校的设备仪器只局限于演示，学生分组实验也只是观察现象，与机电一体化职业培训认证所需设备要求有相当大的差距。如何解决这些矛盾，不断提高实训教学的效率，已日渐成为一个迫切需要解决的重要课题。为了提高教学效果，加速学生操作技能的形成，我校成立制作研究小组，在学校领导的支持下，放弃了许多休息时间，有
5、计划地开展了行业和专业的社会调查，了解自己所从事专业目前的生产、技术、工艺、设备的现状和发展趋势，带着教学中的一些课题，到企业去向有丰富实践经验的工程技术人员请教，根据教学的需要，确定了材料分拣开放式实训系统的外观及功能要求，并计划于2009年1月份完成项目开发工作。二、方案设计1、材料分拣开放式实训系统由实训桌、井式供料装置、传送装置、气动部分及电气控制面板等组成。电气控制面板布局图见图2。图2 电气控制面板布局图2、电气部分由空气开关、开关电源、接触器、电磁阀、传感器、旋转编码器，直流电机、按钮及各指示灯等组成。3、气动部分由减压阀、空气滤清器、气压指示表、气缸等组成。4、控制核心为三菱可
6、编程控制器FX2N-48-MT，输入、输出共48点，输出形式为晶体管输出。并且要求能完成以下实训项目:1、 系统接线2、 PLC基本指令练习3、 气动控制技术的掌握4、 各种传感器及编码器的应用5、 通过PLC编程可实现如下较复杂的功能：（1）分拣金属与非金属料块（2）分拣某一颜色料块（3）分拣金属中某一颜色料块（4）分拣非金属中某一颜色料块（5）分拣金属中某一颜色料块和非金属中某一颜色料块三、制作安装及调试除了基本的电气元件和气动元件，其余的零部件全部由专业教师制作完成，如联轴器由车工专业的教师制作完成，桌子底板由钳工和钣焊专业的教师完成。机械的装配由钳工专业的教师完成，电气方面的设计和接线
7、调试由电气专业的教师完成。因此这套系统不仅是一个将PLC（可编程控制器）、位置控制、气动技术、传感器检测技术有机结合成一体的开放性实训设备，更是我们学校各类专业教师动手制作，共同参与，集体智慧的结晶。课题组于2008年12月份完成了系统硬件设计和制造，于2009年1月份完成了模块调试，并将设备顺利用于教学。推广价值本实训系统可以分为毫无联系的机械本体和电气控制面板两部分。学生在学习的过程中，可以自由分配各个接口，并且需要自己动手连接，这就可以使学生的分析设计能力和实际动手能力得到进一步的锻炼。这就是开放式设备的优越性。本实训系统的结构开放性在本省技工院校中属于独创，并且填补了本地区技工院校此类
8、设备的空白。实践证明该设备适合高职院校、职业学校、技工院校的机电技术与应用、电气技术应用等专业的教学与技能实训，也适合职业培训学校、职教中心、鉴定站/所机电类课程的鉴定考核。附录 实训示例：机电一体化设备组装与调试技能实训（一）设计任务、启动条件：料仓中有工件；、初始位置：传送带停止运行，各气缸关闭；、动作顺序：料仓中有工件传送带运行推料缸动作传感器检测工件下料缸动作料仓中无工件，传送带运行10s后停止。根据要求对应你所处的工作站，用工作站的执行元件来进行模拟动作。该站有5个单作用气缸，每个气缸上装有2个磁感应传感器；1个旋转编码器；1个颜色传感器；1个电容传感器；1个电感传感器；5个5/2单
9、控电磁阀；传送带由交流电动机带动；料仓中有工件时要求要检测（1个反射式光电传感器）。、操作要求（1）设计并连接气动回路图，按规范操作； （2）根据所开放的硬件资源进行接线，达到功能要求;（3）按以下要求编写PLC控制程序；将程序下载至PLC中，并调试运行（硬件调试和软件调试）； l 系统上电，上电指示灯(黄)亮； l 若系统不在初始位置，原点/停止指示灯 (红)闪烁；按下复位按钮，系统自动复初始位置；原点/停止指示灯停止闪烁保持常亮； l 按下启动按钮：实现顺序动作；原点/停止指示灯灭，运行指示灯(绿)亮； l 按下停止按钮：系统回初始位置终止；原点/停止指示灯亮，运行指示灯灭；l 在单周期控
10、制方式下：系统执行单循环（在系统原点位置按下启动按钮后，系统实现一个循环的自动运转即推料缸只动作一次），期间运行指示灯闪烁；单循环完毕，原点指示灯亮；l 在自动控制方式下：系统执行多循环（在原点位置按下启动按钮后，开始重复的连续运转；按下停止按钮后，推料缸不动作，系统运行完一个循环后回到原点停止）；l 在按下紧急停止按钮时，操作过程当前步骤中止，原点/停止指示灯闪烁。释放紧急按钮，动作过程必须从初始条件开始重新启动；l 单周期控制与自动控制方式的转换用同一个按钮（提示：长按启动按钮2s切换到单周期控制方式，长按停止按钮2s切换到自动控制方式）。（二）设计调试要求1、气路图、PLC（I/O）接线
11、图；2、输入输出元件与PLC地址对照表；3、梯形图设计；4、将程序输入PLC机；5、调试。（三）实训示例解答 1、气路图、PLC（I/O）接线图：(a)气路图（b）材料分拣PLC硬件接线图2、输入输出元件与PLC地址对照表：输入X0旋转脉冲输出Y01号气缸电磁阀X12号气缸前限位Y12号气缸电磁阀X23号气缸前限位Y23号气缸电磁阀X34号气缸前限位Y34号气缸电磁阀X4推料气缸前限位Y4下料气缸电磁阀X5A传感器Y5直流电机X6B传感器Y6X7C传感器Y7X101号气缸前限位Y10停止指示灯X112号气缸后限位Y11电源指示灯X123号气缸后限位Y12启动指示灯X134号气缸后限位Y13X1
12、4推料气缸后限位Y14X15Y15X16下料检测传感器EY16X171号气缸后限位Y17X20X21X22X23D传感器X24停止按钮X25启动按钮X26急停按钮X273、梯形图设计：4、将程序输入PLC机。5、调试：根据程序中对应的输入输出点分别接到实训系统中的各个接线端中。（1） 直流电机的电源由24V电源提供，MC接本模块端VCC。MR和ML端接PLC或电平转换板端输出端。（2）电磁阀的YV+于电源模块的VCC。YV-端接到PLC或电平转换板的输出端。（3）主机接线方法请参照输入输出分配表和PLC使用手册。用下载线将计算机的COM口与主机的串口相连，打开PLC电源。运行编程软件，打开实训
13、程序，设置好通讯参数后下载程序到PLC中。注：如果遇到PLC连接不上的情况，请打开编程软件中有关通讯端口打设置项目，然后重新下载。 使用注意事项1、实训系统上带有DC24V电源，在上电前请不要将电源引到各个模块，以免应电源故障损坏。请先上电检查电源输出是否正常。 2、接线完毕，检查无误后，才可通电，严禁带电插拔。 3、实训始终，实训系统上要保持整洁，不可随意放置杂物，特别是导电电工具和多余的导线等，以免发生短路等故障。 4、实训完毕，应及时关闭电源开关，并及时清理台面，整理好连接导线并放到规定的位置。 5、若发生不能上电，请检查插座上保险丝是否完好。 6、若运作不正常请检查驱动器设置，并确保驱
14、动器插件以插好。7、使用气动设备的注意事项：（1）所有使用的气动配件必须为专用配件。不符合或质量不良的配件将对气动设备及场内人士造成损害。（2）在安装、移除、调整任何气动设备前，必须关闭气源，并将管内及设备的剩余气体排除。这可避免误触气动开关而造成伤害。（3）在使用气动设备前，请确认气源开关必须放在容易触及的位置。当紧急状况发生时，便能立即关闭气源。（4）开启气源或气动设备前，必须保证所有喉管及气动零件已经接驳良好及稳固，并肯定所有人已经离开气动设备的危险范围。（5）气管喷出的气体可能含有油滴，应避免向人或其它可能造成伤害的物体喷射。（6）所有气动设备必须远离火源。附录 材料分拣机械零件图 专心-专注-专业