气动PLC控制实训台的研制

高职院校的机电一体化技术专业为培养学生的动手能力，需要各种不同类型的实训台（如：气动实训台、液压实训台、电工实训台等等）。目前同类实训台产品很多，但大多存在三个方面的问题。实训项目相对固定，即气动实验台仅能进行气动实验，传感器实验台仅能进行传感器实验，且项目的变动也很有限。尤其不能适应新项目、新元器件的更新换代。多数实训台追求操作简单，减少操作错误和不安全因素，已经把许多连接完成，从而使学生不能进行完整的操作。多数实训台在安全性的设计上主要考虑了人身安全，而对设备的安全考虑不够。基于以上问题，我院机电一体化技术专业全体教师设计制作了一种气动PLC控制实训台。

1、设计原则

①为充分发挥实训台的功能，并考虑今后的发展及功能拓展能力实训台尽量采用拼装结构。
②在人才培养过程中，各门课程的开设有其先后顺序，因此要求气动、电工、PLC三方面的实训即可独立进行又可协调统一进行。
③为实现实训项目可由学生自行设计的原则，各个元件要有快捷、安全可靠的接口。包括气动元件，电器元件，PLC的输入输出端。
④由于学生的实践经验较少，要求实训台有可靠的安全措施，气动方面设置安全阀，电气方面设有断路器、急停按钮、短路报警等。

2、设计方案

总体结构简图如下：

2.1 总体框架采用铝合金T型槽拼接而成。

2.2 电器元件面板采用3mm厚铝合金板冲压制作。

2.3 气动元件直接安装于铝合金T型槽上，气路采用快插接头连接，装拆方便。

2.4 电器元件部分分成5个安装面板，电源面板、继电器面板、按钮及指示灯面板、PLC面板、指示面板。大部分电路集成在各自的面板上。便于安装调试及今后的功能扩展。

2.5 实训台上提供有直流24V、交流220V电源。

2.6 主要元件：气动元件包括小型双作用气缸两只，导杆气缸一只，电磁阀共四个，气动阀两个，行程阀两个，梭阀两个，气动三联件一个，减压阀一个，无油静音气泵一台。电器元件包括中间继电器八个，断路器一个，电流表、电压表共六个，急停按钮一个，自锁按钮四个，点动按钮四个，FX2N-48MR001可编程控制器一台，指示灯及插接件。

3、实训项目

3.1 各种常见气动回路实训：双作用气缸的换向回路、速度调节回路（单向、双向）、速度换接回路、缓冲回路、互锁回路、过载保护回路、卸荷回路、单缸单往复控制回路、单缸连续往复控制回路、双缸顺序动作回路、位置控制回路、双手操作回路、二次压力控制回路、逻辑阀的应用回路及自行设计连接的动作回路。

3.2 可编程控制器PLC电气控制实训：PLC指令编程、梯形图编程练习、PLC编程软件的学习与使用、PLC与计算机的通讯、在线调试程序运行监控、PLC与气动相结合的控制实验。

4、结论

①在功能设置上该实训台集成了气动技术实训，PLC技能实训及PLC控制气动系统的综合实训。
②在使用中由于实训上的元件均采用了快捷可靠的插接式链接，从而可大量节约实训准备时间。同时实训台上设置了合适的保护措施，避免电路、气路链接错误造成设备及人身伤害。
③本实训台采用了积木块式的设计思路，从而使各实训项目的参数可任意调整。学生可自行设计实训项目。
④实训台可配置微机进行运行监控，从而使实训更加直观、清晰易懂、便于查找问题。