氣動PLC控制實訓臺的研制

高職院校的機電一體化技術專業為培養學生的動手能力，需要各種不同類型的實訓臺（如：氣動實訓臺、液壓實訓臺、電工實訓臺等等）。目前同類實訓臺產品很多，但大多存在三個方面的問題。實訓項目相對固定，即氣動實驗臺僅能進行氣動實驗，傳感器實驗臺僅能進行傳感器實驗，且項目的變動也很有限。尤其不能適應新項目、新元器件的更新換代。多數實訓臺追求操作簡單，減少操作錯誤和不安全因素，已經把許多連接完成，從而使學生不能進行完整的操作。多數實訓臺在安全性的設計上主要考慮了人身安全，而對設備的安全考慮不夠?；谝陨蠁栴}，我院機電一體化技術專業全體教師設計制作了一種氣動PLC控制實訓臺。

1、設計原則

①為充分發揮實訓臺的功能，并考慮今后的發展及功能拓展能力實訓臺盡量采用拼裝結構。
②在人才培養過程中，各門課程的開設有其先后順序，因此要求氣動、電工、PLC三方面的實訓即可獨立進行又可協調統一進行。
③為實現實訓項目可由學生自行設計的原則，各個元件要有快捷、安全可靠的接口。包括氣動元件，電器元件，PLC的輸入輸出端。
④由于學生的實踐經驗較少，要求實訓臺有可靠的安全措施，氣動方面設置安全閥，電氣方面設有斷路器、急停按鈕、短路報警等。

2、設計方案

總體結構簡圖如下：

2.1 總體框架采用鋁合金T型槽拼接而成。

2.2 電器元件面板采用3mm厚鋁合金板沖壓制作。

2.3 氣動元件直接安裝于鋁合金T型槽上，氣路采用快插接頭連接，裝拆方便。

2.4 電器元件部分分成5個安裝面板，電源面板、繼電器面板、按鈕及指示燈面板、PLC面板、指示面板。大部分電路集成在各自的面板上。便于安裝調試及今后的功能擴展。

2.5 實訓臺上提供有直流24V、交流220V電源。

2.6 主要元件：氣動元件包括小型雙作用氣缸兩只，導桿氣缸一只，電磁閥共四個，氣動閥兩個，行程閥兩個，梭閥兩個，氣動三聯件一個，減壓閥一個，無油靜音氣泵一臺。電器元件包括中間繼電器八個，斷路器一個，電流表、電壓表共六個，急停按鈕一個，自鎖按鈕四個，點動按鈕四個，FX2N-48MR001可編程控制器一臺，指示燈及插接件。

3、實訓項目

3.1 各種常見氣動回路實訓：雙作用氣缸的換向回路、速度調節回路（單向、雙向）、速度換接回路、緩沖回路、互鎖回路、過載保護回路、卸荷回路、單缸單往復控制回路、單缸連續往復控制回路、雙缸順序動作回路、位置控制回路、雙手操作回路、二次壓力控制回路、邏輯閥的應用回路及自行設計連接的動作回路。

3.2 可編程控制器PLC電氣控制實訓：PLC指令編程、梯形圖編程練習、PLC編程軟件的學習與使用、PLC與計算機的通訊、在線調試程序運行監控、PLC與氣動相結合的控制實驗。

4、結論

①在功能設置上該實訓臺集成了氣動技術實訓，PLC技能實訓及PLC控制氣動系統的綜合實訓。
②在使用中由于實訓上的元件均采用了快捷可靠的插接式鏈接，從而可大量節約實訓準備時間。同時實訓臺上設置了合適的保護措施，避免電路、氣路鏈接錯誤造成設備及人身傷害。
③本實訓臺采用了積木塊式的設計思路，從而使各實訓項目的參數可任意調整。學生可自行設計實訓項目。
④實訓臺可配置微機進行運行監控，從而使實訓更加直觀、清晰易懂、便于查找問題。