一種氣動PLC控制實訓臺的研制

張鳳志 毛忠義

摘要：本文介紹了一種適用于高職院校機電類專業(yè)的氣動、PLC控制實訓臺的設(shè)計思路，并簡單介紹了其設(shè)計原則。實踐表明該實訓臺具有較高的適用性，可支持機電一體化技術(shù)專業(yè)電工電子、氣動技術(shù)、PLC等多門課程的實訓任務(wù)，同時具有很強的拓展能力，在此基礎(chǔ)上可以很容易地拓展出電機拖動方向的實訓內(nèi)容，較為容易拓展出傳感器方面的實訓內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：實訓臺氣動PLC

0 引言

高職院校的機電一體化技術(shù)專業(yè)為培養(yǎng)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(chǎn)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(yīng)新項目、新元器件的更新?lián)Q代。多數(shù)實訓臺追求操作簡單，減少操作錯誤和不安全因素，已經(jīng)把許多連接完成，從而使學生不能進行完整的操作。多數(shù)實訓臺在安全性的設(shè)計上主要考慮了人身安全，而對設(shè)備的安全考慮不夠。基于以上問題，我院機電一體化技術(shù)專業(yè)全體教師設(shè)計制作了一種氣動PLC控制實訓臺。

1 設(shè)計原則

①為充分發(fā)揮實訓臺的功能，并考慮今后的發(fā)展及功能拓展能力實訓臺盡量采用拼裝結(jié)構(gòu)。②在人才培養(yǎng)過程中，各門課程的開設(shè)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(xié)調(diào)統(tǒng)一進行。③為實現(xiàn)實訓項目可由學生自行設(shè)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(jīng)驗較少，要求實訓臺有可靠的安全措施，氣動方面設(shè)置安全閥，電氣方面設(shè)有斷路器、急停按鈕、短路報警等。

2 設(shè)計方案

總體結(jié)構(gòu)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(diào)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(dǎo)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(lián)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，F(xiàn)X2N-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(diào)節(jié)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(fù)控制回路、單缸連續(xù)往復(fù)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(yīng)用回路及自行設(shè)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(diào)試程序運行監(jiān)控、PLC與氣動相結(jié)合的控制實驗。

4 結(jié)論

①在功能設(shè)置上該實訓臺集成了氣動技術(shù)實訓，PLC技能實訓及PLC控制氣動系統(tǒng)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(jié)約實訓準備時間。同時實訓臺上設(shè)置了合適的保護措施，避免電路、氣路鏈接錯誤造成設(shè)備及人身傷害。③本實訓臺采用了積木塊式的設(shè)計思路，從而使各實訓項目的參數(shù)可任意調(diào)整。學生可自行設(shè)計實訓項目。④實訓臺可配置微機進行運行監(jiān)控，從而使實訓更加直觀、清晰易懂、便于查找問題。

參考文獻：

[1]何法明.液壓與氣動技術(shù)學習及訓練指南[M].高等教育出版社，2003.7.

[2]路甬祥.液壓氣動技術(shù)手冊[M].機械工業(yè)出版社，2002.1.

[3]FX1S_FX1N_FX2N_FX2NC系列編程手冊.三菱電機自動化

（上海）有限公司.

[4]FX2N使用手冊.三菱電機自動化（上海）有限公司.

基金項目：

黑龍江省教育廳高職高專院校科研項目——鍛焊轍岔專用校直機，項目編號：12525151。