CN204496798U - 一种电气自动化实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的电气自动化实训装置，包括可移动底座和设置在可移动底座上的安装框架，安装框架内设置有操作面板，操作面板内安装有实训设备，操作面板上分布有网络分布的若干安装孔，通过所述安装孔在所述操作面板内设置有PLC系统组件、变频器、步进驱动器、低压电器以及附件，在所述安装框架上通过触摸屏架安装有触摸屏，在所述可移动底座上还设置有电机。操作面板上布满网格状的安装孔，所有的设备都是安装到该安装孔内，使该电气自动化实训装置安装、拆卸简单方便。此外，该实训装置不仅可用于基本的教学实验与实训，更适合用于基于电气自动化项目的综合技能的实验与实训。可以根据教学需要任意组合实训装置上的设备、灵活设置实验及实训项目。

Description

一种电气自动化实训装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学实训设备，具体地说是一种电气自动化实训装置。

背景技术

随着计算机的发展，自动控制技术也得到了突飞猛进的发展，PLC控制技术、人机界面技术、触摸屏技术、控制网络技术与计算机监控技术等在各行业的自动化工程中得到了广泛的应用。这些技术在普通大学、高职高专、培训机构等的自动化类相关专业的教学中都需要设置不同程度的试验或训练的实践教学环节进行学习和掌握，都需要相应的实验与训练装置实现相关的教学任务。这些实训装置多为操作台或箱体式结构，大多将低压电器、PLC等各类设备封装在操作台内，台面只露出设备的表面和从设备引出的接线端子，有的设备甚至被完全封闭，实训者根本看不到设备的结构。引出的接线端子往往是插接式的，接线实训时只要将线插接在相应的引出端子即可，接线虽然方便，但是实训者不知道实际设备间信号实际的传输状况，不利于实训者掌握现场实际设备的使用，不利于实验与实训者的技能提高，也不能进行工程项目的特性实验和企业工程技术的二次开发。此外这些设备安装不方便，实验与实训内容固定，设置项目的灵活性和扩展性差。

中国专利文献CN203759930U中公开了基于触摸屏和PLC的教学实训装置，包括实训电路以及用一承载该实训电路的框架，实训电路包括为该实训装置提供24V和5V的开关电源，开关电源由380V三相交流电源的一相和零线供电，该装置还包括第一PLC、第二PLC和PLC触摸屏，第一PLC连接有空气开关组、步进机实训模块、交通灯实训模块、伺服电机实训模块、LED彩灯实训模块以及变频电机实训模块，第一PLC、第二PLC和PLC触摸屏还连接到一以太网工业以太网交换机，以太网工业以太网交换机的输出端连接有以太网通讯模块。该触摸屏和PLC的教学实训装置采用项目模块化设计，可随时拆卸和装配电器元件，在模块范围内的项目拓展性强，整个实训系统的运行电路都可以自由搭建，但是，该实训装置具有的网络接口的类型和设备较少，不能针对工业网络进行全面的训练，此外，该模块化的设计不利于实训者对模块外的项目进行扩展，也不利于工程技术的二次开发。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的PLC教学实训装置设备固定安装、实训项目内容固定、扩展性能差的问题，从而提出一种安装简单、实训项目扩展性好、即适用于教学实训，也适用工程技术二次开发的电气自动化实训装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种电气自动化实训装置，包括可移动底座和设置在所述可移动底座上的安装框架，所述安装框架内设置有操作面板，所述操作面板内安装有实训设备，所述操作面板上分布有网络分布的若干安装孔，通过所述安装孔在所述操作面板上设置有PLC系统组件、变频器、步进驱动器、低压电器以及附件，在所述安装框架的侧壁上通过触摸屏架安装有触摸屏，在所述可移动底座上还设置有电机。

优选地，所述触摸屏架可以右侧为轴线旋转打开，打开角度0～180°，使得所述触摸屏绕该轴在0-180度范围内旋转。

优选地，所述PLC系统组件、变频器以及步进驱动器通过安装孔并排设置在所述操作面板的中部。

优选地，所述低压电器包括断路器、保险端子、接触器与热继电器、直流电源，并排设置在所述操作面板上部的安装孔内；所述低压电器还包括中间继电器，设置在所述PLC系统组件的下方。

优选地，所述附件包括接线端子，通过安装孔安装在所述操作面板的底部，所述接线端子的一侧设置有按钮。

优选地，所述附件还包括线槽，在所述断路器与PLC系统组件之间、PLC系统组件与中间继电器之间、中间继电器与接线端子之间分别设置有横跨所述操作面板的线槽。

优选地，在所述安装框架的底部内壁上也设置有线槽。

优选地，所述步进驱动器为两个，所述电机为三相异步电机。

优选地，所述安装孔网络式均匀布满所述操作面板，所述安装孔为直径为3mm的圆孔，所述安装孔网络式分布的网格之间的间距为20X20mm。

优选地，所述可移动底座包括底板和设置在所述底板下部的轮子，所述安装框架垂直设置在所述底板的上部。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型所述的电气自动化实训装置，可移动底座和设置在所述可移动底座上的安装框架，所述安装框架内设置有操作面板，所述操作面板内安装有实训设备，所述操作面板上分布有网络分布的若干安装孔，通过所述安装孔在所述操作面板内设置有PLC系统组件、变频器、步进驱动器、低压电器以及附件，在所述安装框架上通过触摸屏架安装有触摸屏，在所述可移动底座上还设置有电机。操作面板上布满网格状的安装孔，只要将操作面板的安装孔对准设备的安装孔，通过螺栓螺母安装即可，使该电气自动化实训装置安装、拆卸简单方便。此外，该实训装置不仅可用于基本的教学实训，更适合用于基于电气自动化项目的综合技能的实训，也可进行工程项目的特性实验和企业工程技术的二次开发。可以根据教学需要任意组合实训装置上的设备、灵活设置实训项目。可以进行异步电机单台启停与正反转等电气控制、PLC控制系统、变频控制系统的基本实验与实训，也可为步进控制对象提供1或2个轴的驱动信号和脉冲控制信号；还可进行基于串口通信、基于工业以太网的监控系统等的实验与实训；可以进行PLC的软件编程与人机界面的设计与实现等的实验与实训，也可进行变频器参数设置、高速脉冲计数与输出控制、模拟量的调节、开环控制系统与闭环控制系统等的实验与实训。同时，还可以进行硬件与软件的认识、硬件配置、硬件接线与安装、软件与硬件调试、实训项目运行调试等的实验与实训。

(2)本实用新型提供的电气自动化实训装置，在所述安装框架上通过触摸屏架安装有触摸屏，通过该触摸屏可以进行有效的控制，直观方便的进行试验。所述触摸屏架可以右侧为轴线旋转打开，打开角度0～180°，使得所述触摸屏绕所述旋转轴在0-180度范围内旋转。通过触摸屏可提供基于触摸屏的人机界面设计与应用项目，提供基于PLC和触摸屏的监控系统项目的设计与应用，可以进行硬件与软件的认识、硬件配置、硬件接线与安装、软件与硬件调试、实训项目运行调试等的实验与实训。

(3)本实用新型所述的电气自动化实训装置，操作面板上的PLC系统组件、变频器、步进驱动器、低压电器以及附件，以上所有设备都是以直接的安装方式安装在操作面板上，通过安装孔直接安装或者借助安装导轨来安装，没有封装和接线，只要操作面板上对应区域有位置，即可根据实训或工程技术需要挑选相应设备或者增添其它设备，并且增添的设备之间可任意组合安装，只需将新增设备安装孔对准操作面板的安装孔即可。所述该电气自动化实训装置可根据项目要求灵活组合、选择、增添设备，具有良好的扩展性，利于工程技术的二次开发。

(4)本实用新型所述的电气自动化实训装置，设备的安装方式灵活，即可将全部设备固定在实训台面上，也可根据实训内容有选择地安装。并且，各设备均是裸装在实训装置的操作面上的，使学生面对的实训设备与实际生产和工程项目中的设备完全相同，更适于学生的自主实践学习。实训项目的设置灵活，可以根据教学与实训内容灵活的组合与选择、设置实训项目。本实训装置使学生从认识设备、选择设备、接线、编程，到调试与运行，进行项目的设计与实现，促进多方面掌握所学的专业知识和专业技能，可以有效促进基于项目的教学实现、执行与推广。该实训装置不仅适合于基本的自动化技术的实训，而且更适合于综合自动化技能提高性的实训，也可进行工程项目的特性实验和企业工程技术的二次开发。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型实施例中的电气自动化实训装置的主视图；

图2是本实用新型实施例中的电气自动化实训装置的安装框架主视图；

图3是本实用新型实施例中的电气自动化实训装置的侧视图。

图中附图标记表示为：

1-可移动底座，2-轮子，3-安装框架，4-操作面板，5-触摸屏，51-触摸屏架，6-断路器，7-保险端子，8-接触器与热继电器，9-直流电源，10-线槽，11-PLC系统组件，12-变频器，13-步进驱动器，14-中间继电器，15-按钮，16-接线端子，17-三相异步电机，18-安装孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1：

本实施例中提供一种电气自动化实训装置，属于电气自动化技术应用的训练与实训装置，可用于普通大学、高职高专、社会培训机构等的电气、自动化与机电一体化类相关专业的教学实训与技能培训，涉及电气控制技术、计算机监控技术、控制网络技术、触摸屏技术、低压电器技术等。

本实施例中的电气自动化实训装置，实训装置的主视图如图1所示，安装框架的主视图如图2所示，该实训装置的侧视图如图3所示。

从图1、图2、图3中可以看出，实训装置包括可移动底座1和设置在所述可移动底座1上的安装框架3。其中，可移动底座1包括底板和设置在所述底板下部的轮子2，所述安装框架3垂直设置在所述底板的上部。为了便于对该实训装置进行标识，还可以在安装框架3的顶端设置铭牌板。在所述安装框架3的侧壁上通过触摸屏架51安装有触摸屏5。通过触摸屏可提供基于触摸屏的人机界面设计与应用项目，提供基于PLC和触摸屏的监控系统项目的设计与应用，可以进行硬件与软件的认识、硬件配置、硬件接线与安装、软件与硬件调试、实训项目运行调试等的实验与实训。在优选的实施方案中，该触摸屏架51设置为可以右侧为轴线旋转打开，打开角度0～180°，使得所述触摸屏绕该轴在0-180度范围内旋转。旋转后使触摸屏5后的接线和对应位置上的设备显露出来，方便接线与操作。

在安装框架3内设置有操作面板4，所述操作面板4内安装有实训设备。操作面板上分布有网络分布的若干安装孔18，通过所述安装孔18在所述操作面板内设置有PLC系统组件、变频器、步进驱动器、低压电器以及附件。在所述可移动底座1的底板上还设置有三相异步电机，可用于进行或提供三相异步电动机的启停控制与应用项目、变频控制项目，可为控制对象提供1或2个轴的步进驱动信号和脉冲输出控制信号而进行相关的单轴或双轴步进控制项目。

本实施例中安装孔18均匀布满该操作面板4，该安装孔18为直径为3mm的圆孔，所述安装孔网络式分布的网格之间的间距为20X20mm。通过该安装孔18可以将实训设备以任意组合方式安装在该操作面板上。操作面板上的网络式分布的安装孔，使得设备安装更方便，可以根据使用者的需要安装所实训内容的设备，也可以将所有设备全部安装好、根据实训内容而任意选择组合使用。安装时只要将安装孔或槽对准设备的安装孔，通过螺栓和螺母安装即可。同时，该操作面板具有很好的扩展性，只要台面上有位置，即可增加其它设备。

本实施例中，上述设备在操作面板4中从上到下的具体设置位置如下：

首先，在所述操作面板4的上部设置有低压电器，其中，所述低压电器包括断路器6、保险端子7、接触器与热继电器8、直流电源9(如220VAC输入/24VDC 10A输出开关电源)，并排设置在所述操作面板4上部的安装孔18内。电源部分在整个操作面板的上方，该方式电源设计符合专业规范，便于使用，且通过设置断路器6、保险端子7、接触器与热继电器8来提高安全保护性能。

在所述低压电器的下方，也就是所述操作面板的中部位置，通过安装孔18并排设置有PLC系统组件11、变频器12以及步进驱动器13。在这些设备和上述的低压电器之间，设置有横跨所述操作面板4的线槽10，用于接线。此处，PLC系统组件11包括CPU模块、通信模块和I/O模块，I/O模块包括4～20mA的2路模拟量输入/2路模拟量输出信号模块、16点开关量输入/16点开关量输出信号模块、2个高速脉冲输入/2个高速脉冲输出信号模块。该PLC控制系统的CPU模块上具有RS232串口，通信模块提供工业以太网通信接口，可进行相关通信项目。此处的变频器设置1个、带工业以太网通信接口，可提供变频控制与应用项目；步进驱动器设置两个，可为步进控制对象提供1或2轴的步进运动控制信号与驱动信号。在其它的实施方式中，所述变频器12可以根据需要设置多个、所带通信接口可以支持其它通信协议，步进驱动器13也可以根据需要设置一个或多个，如4个或5个或6个,一般不超过6个。同理，所述PLC系统组件11也可以根据需要选择不同类型的PLC系统组件，PLC的通信模块也可选支持其它通信协议或现场总线的模块。

在所述PLC系统组件11、变频器12和步进驱动器13的下方设置有中间继电器14，此处的中间继电器14属于低压电器，此处的中间继电器14设置8个。在其它的实施方案中，中间继电器14的数量根据开关量输出信号的需要设置。在中间继电器14和上述设备之间也设置有横跨操作面板4的线槽10。

在操作面板4的底部设置有接线端子16，通过安装孔18安装在所述操作面板4的底部，该接线端子16的一侧设置有按钮，用于紧急情况下进行手动控制。

上述接线端子16、线槽10属于该实训装置的附件。

上述安装的设备均是裸装在操作面板上的，裸装是指没有封装、接线，没有改变设备的原始状态，使得学生面对的实训设备与实际生产和工程项目中的设备完全相同，所设置的实训项目也结合实际生产与工程；使学生从认识设备、选择设备、接线、编程，到调试与运行，进行项目的设计与实现，从而掌握所学的专业知识和专业技能。

在优选的实施方案中，该实训装置的可移动底座1、安装框架3和触摸屏架51由30X30mm、60X30mm两种铝合金型材构成，操作面板4由2mm的带安装网孔的钢板构成。可移动底座1放置在地上，可以由4个轮子移动。安装框架3与可移动底座1均由铝合金型材，操作面板4为分布着网络式安装孔的涂防锈漆的铁板；该可移动底座一方面使整个实训装置更加稳定，另一方面可以使用时在其上可以放些临时的设备与工具，如三相异步电机安装在该可移动底座1的底板上。

该实训装置不仅可用于基本的教学实训，更适合用于基于电气自动化项目的综合技能的实训，或工程技术的二次开发。可以根据教学需要任意组合实训装置上的设备、灵活设置实训项目。可以进行异步电机单台启停与正反转等电气控制、PLC控制系统、变频控制系统的基本实验与实训，也可为步进控制对象提供1或2个轴的驱动信号和脉冲控制信号；还可进行基于串口通信、基于工业以太网的监控系统等的实验与实训；可以进行PLC的软件编程与人机界面的设计与实现等的实验与实训，也可进行变频器参数设置、高速脉冲计数与输出控制、模拟量的调节、开环控制系统与闭环控制系统等的实验与实训。同时，还可以进行硬件与软件的认识、硬件配置、硬件接线与安装、软件与硬件调试、实训项目运行调试等的实验与实训。

本实用新型的电气自动化实训装置，所有的设备采取裸装在实训装置的操作面上的，使学生面对的实训设备与实际生产和工程项目中的设备完全相同，更适于学生的自主实践学习。本装置除进行一些电气控制项目外，还具有平台的作用，为其它对象提供电气自动化控制装置、I/O信号、通信接口等。本装置提供的信号均为标准信号，适合对象广泛，结构合理，体现人性化、工程化，且设备安装紧凑，节省空间。此外，该实训装置的设计符合专业规范，并设有漏电保护装置和紧急按钮，安全性能高，采用采用铝合金材料，美观、牢固。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电气自动化实训装置，包括可移动底座和设置在所述可移动底座上的安装框架，所述安装框架内设置有操作面板，所述操作面板内安装有实训设备，其特征在于，所述操作面板上分布有网络分布的若干安装孔，通过所述安装孔在所述操作面板上设置有PLC系统组件、变频器、步进驱动器、低压电器以及附件，在所述安装框架的侧壁上通过触摸屏架安装有触摸屏，在所述可移动底座上还设置有电机。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述触摸屏架可以右侧为轴线旋转打开，打开角度0～180°，使得所述触摸屏绕该轴在0-180度范围内旋转。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述PLC系统组件、变频器以及步进驱动器通过安装孔并排设置在所述操作面板的中部。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述低压电器包括断路器、保险端子、接触器与热继电器、直流电源，并排设置在所述操作面板上部的安装孔内；所述低压电器还包括中间继电器，设置在所述PLC系统组件的下方。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述附件包括接线端子，通过安装孔安装在所述操作面板的底部，所述接线端子的一侧设置有按钮。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述附件还包括线槽，在所述断路器与PLC系统组件之间、PLC系统组件与中间继电器之间、中间继电器与接线端子之间分别设置有横跨所述操作面板的线槽。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述安装框架的底部内壁上也设置有线槽。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述步进驱动器为两个，所述电机为三相异步电机。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述安装孔网络式均匀布满所述操作面板，所述安装孔为直径为3mm的圆孔，所述安装孔网络式分布的网格之间的间距为20X20mm。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述可移动底座包括底板和设置在所述底板下部的轮子，所述安装框架垂直设置在所述底板的上部。