专利名称：Plc应用技术综合实训装置的制作方法
技术领域：
PLC应用技术综合实训装置
技术领域：
本实用新型涉及实践教学技术领域，特别是一种PLC应用技术综合实训装置。背景技术：
随着加工制造业自动化程度的不断提高，高校自动控制实践教学面临如下困难 一、控制器件多，不易整合；二、新技术多，不易综合；三、实训平台与控制对象不易兼顾；等 等。对于实践教学来说，急需一种既包容了各类新器件、新技术又兼顾实训平台与控制对 象，既适合理论与实践一体化教学又便于按照基于工作过程实施项目训练的真实的实践教 学系统。
实用新型内容为了解决现有的技术问题，本实用新型提供一种PLC应用技术综合实训装置，其 集成了多个模块/控制对象，可根据实训项目需要连接相应的开放端口，即可进行实训。本实用新型解决现有的技术问题，提供一种PLC应用技术综合实训装置，其包括 实训平台和控制对象；所述实训平台包括特殊功能模块、电源模块、PLC模块、变频器模块、 计算机模块和触摸屏模块；所述特殊功能模块、所述电源模块、所述PLC模块、所述变频器 模块、所述计算机模块和所述触摸屏模块嵌设于所述实训平台的面板上；所述控制对象包 括三轴旋转机械手机构、变频运输带机构和四轴分选机械手机构至少一项，所述控制对象 固定于所述实训平台的顶部或放置于所述实训平台的台面；与所述特殊功能模块、所述电 源模块、所述PLC模块、所述变频器模块、所述计算机模块、所述触摸屏模块和所述控制对 象相连的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板上。本实用新型更进一步的改进是所述PLC模块包括可编程控制器，所述可编程控制器的输入/输出端子与保护装 置相连，同时，所述可编程控制器的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板上。所述特殊功能模块包括CC-Link通讯模块、RS-485通讯模块、RS-232通讯模块、 RS-422通讯模块和数模转化模块，其通过自身的通信扩展口相连；所述特殊功能模块与所 述PLC模块的扩展口相连，所述特殊功能模块的输入/输出开放端口分布于所述实训平台 的面板上。所述控制对象的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板上；所述控制对 象为所述三轴旋转机械手机构、所述变频运输带机构和所述四轴分选机械手机构的任意一
项、两两组合或三者组合。所述三轴旋转机械手包括一连杆、一摆动汽缸、一无杆汽缸、一椭圆杆汽缸、一汽 动手指、一自动供料仓、一气动处理装置和多个传感器；所述连杆经所述摆动汽缸固定于底 座上，所述无杆汽缸固定于所述连杆上，所述椭圆杆汽缸固定于所述无杆汽缸上，所述汽动 手指设置在所述椭圆杆汽缸上，所述传感器固定于上述汽缸的两端用于控制汽缸活塞的运 动，所述椭圆杆汽缸随着所述无杆汽缸作水平移动，所述连杆随着所述摆动汽缸作180度
4的旋转运动。所述变频运输带机构包括一具有减速装置的电动机、一传送带及顺着传送方向设 置在所述传送带侧的多个检测传感器和直线汽缸。所述四轴分选机械手机构包括一具有滚珠丝杠的步进电动机、一双杆汽缸、一滑 杆汽缸、一圆形汽缸、一吸盘、一气动处理装置和多个传感器；所述滚珠丝杠及所述步进电 动机固定于所述底座上，所述双杆汽缸设置于所述滚珠丝杠上，所述滑杆汽缸设置在所述 双杆汽缸上，所述滚珠丝杠带着所述双杆汽缸前后移动，所述双杆汽缸带着所述滑杆汽缸 上下移动，所述圆形汽缸与所述滑杆汽缸相连，由所述滑杆汽缸带着所述圆形汽缸水平移 动，所述圆形汽缸带着所述吸盘竖直移动。本PLC应用技术综合实训装置包括多根用于连接开放端口的安全连接导线。本PLC应用技术综合实训装置包括多个用于特定项目实训的外置实训模块。相较于现有技术，本实用新型的有益效果是集成多个模块/控制对象，可根据实 践教学的要求连接相应的开放端口，即可进行实训；由于模块/控制对象种类齐全，所以可 利用本实训装置实现的实训项目多，可以从简单的基本训练到复杂的控制系统训练；由于 模块/控制对象的功能齐全，所以对实训数据的利用程度高；由于模块/控制对象的端口是 开放的，所以该装置具有较高的开放性、灵活性、实用性。
图1为本实用新型所述实训平台的模块分布示意图；图2为本实用新型所述控制对象的结构示意图；图3为所述三轴旋转机械手机构的结构示意图；图4为所述变频运输带机构的结构示意图；图5为所述四轴分选机械手机构的结构示意图；图6为本实用新型PLC应用技术综合实训装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明及具体实施方式
对本实用新型进一步说明。如图1至图6所示，一种PLC应用技术综合实训装置，其包括实训平台1及至少一 个控制对象2，所述实训平台1包括PLC模块3、特殊功能模块13、变频器模块4、触摸屏模 块6、计算机模块5和电源模块12 ；所述控制对象2包括三轴旋转机械手机构8、变频运输 带机构9和四轴分选机械手机构10至少一项。所述实训平台1为一支架台体，用于承载其 它元器件；所述电源模块12用于提供电力；所述PLC模块3包括一可编程控制器、一输入/ 输出保护装置和与所述可编程控制器相连的输入/输出开放端口 7 ；所述变频器模块4包 括一变频器、一操作单元、一可调电阻和与所述操作单元相连的输入/输出开放端口 11 ；所 述计算机模块5包括计算机主机及与之相连的显示器、键盘和鼠标；所述触摸屏模块6包括 一触摸屏及其通信端口 ；所述PLC模块3、所述特殊功能模块13、所述变频器模块4、所述触 摸屏模块6、所述计算机模块5和所述电源模块12均嵌设于所述实训平台1内；所述触摸 屏模块6的触摸区域设置在面板上，与所述电源模块12、所述PLC模块3、所述特殊功能模 块13、所述变频器模块4、所述计算机模块5和所述触摸屏模块6相连的输入/输出开放端口亦分布于所述实训平台1的面板上，选用相关模块，用安全连接导线连接相应的输入/输 出开放端口，使之成为一完善的工作系统，从而满足实训需要，而将输入/输出开放端口设 置在面板上亦是便于教学时直接观察和操作。由于本PLC应用技术综合实训装置包括的实训平台模块和控制对象种类繁多，可 以根据教学的需要，连接相应的模块，使之成为一完善的工作系统，达到教学的目的，一机 多用，既方便教学又有利于提高设备资源的利用。本实用新型的所述PLC模块3包括可编程控制器和保护装置，与所述可编程控制 器相连弓I至所述面板上的输入/输出开放端口，其亦与所述保护装置相连，用于减少PLC模 块由于实训时的错误操作引起的损坏，降低设备的损坏率，从而提高教学效率。本实用新型的所述特殊功能模块13包括CC-Link通讯模块、RS-485通讯模块、 RS-232通讯模块、RS-422通讯模块和数模转化模块中的至少一项，其输入/输出开放端 子与分布于面板上的输入/输出开放端口相连。由于特殊功能模块种类齐全，使学生实训 时就接触大量的新器件，开阔其视野，从而更全面地进行实践训练，提高学生的岗位适应能 力。另外，为进一步将实训平台与控制对象进行结合，本PLC应用技术综合实训装置 包括控制对象，该控制对象包括三轴旋转机械手机构8、变频运输带机构9和四轴分选机械 手机构10中的至少一项，即可进行单一控制对象的训练，亦可以将三轴旋转机械手机构8、 变频运输带机构9和四轴分选机械手机构10顺序设置，以实现一连续的作业流程，完成复 杂项目的训练，以提高学生的工程实践能力。其中，如图3所示，所述三轴旋转机械手8包括包括一连杆801、一摆动汽缸802、 一无杆汽缸803、一椭圆杆汽缸804、一汽动手指805、一自动供料仓806、一气动处理装置 807、多个传感器809、一底座810和输入/输出开放端口 808。所述连杆801经所述摆动汽 缸802固定于所述底座810上，所述无杆汽缸803固定于所述连杆801上，所述椭圆杆汽缸 804固定于所述无杆汽缸803上，所述汽动手指805设置在所述椭圆杆汽缸804上，所述传 感器809固定于所述汽缸的两端用于控制汽缸活塞的运动。所述椭圆杆汽缸804可随所述 无杆汽缸803作水平移动，所述连杆801可随所述摆动汽缸802作180度的旋转运动。从 而实现如下功能工件从自动料仓推出，三轴旋转机械手的抓手下降抓取工件，上升到位后 水平右移(或旋转180度)将工件转移到变频皮带上其中，如图4所示，所述变频运输带9包括一带减速装置的电动机904、一传送带 901及顺着传送方向设置在所述传送带侧的多个检测传感器902、多个直线汽缸903、一底 座910和开放端口 908。完成工件的传送、检测和分拣。其中，如图5所示，所述四轴分选机械手10包括一带滚珠丝杠的步进电动机105、 一双杆汽缸101、一滑杆汽缸102、一圆形汽缸103、一吸盘104、一仓位106、一气动处理装置 107、多个传感器109、一底座110和输入/输出开放端口 108。所述滚珠丝杠和步进电动机 固定于底座110上，所述双杆汽缸101设置于所述滚珠丝杠上，所述滑杆汽缸102设置在所 述双杆汽缸101上，所述滚珠丝杠带着所述双杆汽缸101前后移动，所述双缸汽缸101带着 所述滑杆汽缸102上下移动，所述圆形汽缸103与所述滑杆汽缸102相连，由所述滑杆汽缸 102带着所述圆形汽缸103水平移动，所述圆形汽缸103带着所述吸盘104竖直移动。本机 械手可完成如下功能当变频皮带上的工件到达规定位置后，四轴分选机械手将工件吸住、提升、右移，并将工件转移到相应仓位。在本实施例中本PLC应用技术综合实训装置由实训平台和控制对象组成，(可任意扩展)，实训 平台包括两个PLC模块、两个特殊功能模块、两个变频器模块、一个触摸屏模块、两个计算 机模块，也可以根据实训项目任意扩展；控制对象即三轴旋转机械手机构、变频运输带机构 和四轴分选机械手机构等真实的控制对象，也可以增配其他实训对象。实训平台既可以进 行简单的基本操作训练，又可以分别与三个控制对象结合进行真实项目训练，还可以将三 个控制对象组合成一体进行联机工作，实现圆形工件的上料、(材质、颜色、条码等)检测、 运输和分选等功能。融合了 PLC、变频器、触摸屏模块、传感器、现场总线、气压传动和机械加 工等多项先进技术。本PLC应用技术综合实训装置既是实践教学设备，又是实际工程设备的微缩模 型，具有操作方便、使用安全、维护简便、可靠性高的特点，是一套适合基于工作过程教学的 实践教学系统。本实用新型集成多个模块/控制对象，可根据实践教学的要求连接相应的开放端 口，即可进行实训；由于模块/控制对象种类齐全，所以可利用本实训装置实现的实训项目 多，可以从简单的基本训练到复杂的控制系统训练；由于模块/控制对象的功能齐全，所以 对实训数据的利用程度高；由于模块/控制对象的端口是开放的，所以该装置具有较高的 开放性、灵活性、实用性。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种PLC应用技术综合实训装置，其包括实训平台和控制对象；其特征在于所述实训平台包括特殊功能模块、电源模块、PLC模块、变频器模块、计算机模块和触摸屏模块；所述特殊功能模块、所述电源模块、所述PLC模块、所述变频器模块、所述计算机模块和所述触摸屏模块嵌设于所述实训平台的面板上；所述控制对象包括三轴旋转机械手机构、变频运输带机构和四轴分选机械手机构至少一项，所述控制对象固定于所述实训平台的顶部或放置于所述实训平台的台面；与所述特殊功能模块、所述电源模块、所述PLC模块、所述变频器模块、所述计算机模块、所述触摸屏模块和所述控制对象相连的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板上。
2.根据权利要求1所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于所述PLC模块包括可编程控制器，所述可编程控制器的输入/输出端子与保护装置相 连，同时，所述可编程控制器的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板上。
3.根据权利要求1所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于所述特殊功能模块包括CC-Link通讯模块、RS-485通讯模块、RS-232通讯模块、RS-422 通讯模块或数模转化模块，其通过自身的通信扩展口相连；所述特殊功能模块与所述PLC 模块的扩展口相连，所述特殊功能模块的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板 上。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于所述控制对象的输入/输出开放端口分布于所述实训平台的面板上；所 述控制对象为所述三轴旋转机械手机构、所述变频运输带机构和所述四轴分选机械手机构 的任意一项、两两组合或三者组合。
5.根据权利要求4所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于所述三轴旋转机械手包括一连杆、一摆动汽缸、一无杆汽缸、一椭圆杆汽缸、一汽动手 指、一自动供料仓、一气动处理装置和多个传感器；所述连杆经所述摆动汽缸固定于底座 上，所述无杆汽缸固定于所述连杆上，所述椭圆杆汽缸固定于所述无杆汽缸上，所述汽动手 指设置在所述椭圆杆汽缸上，所述传感器固定于上述汽缸的两端用于控制汽缸活塞的运 动，所述椭圆杆汽缸随着所述无杆汽缸作水平移动，所述连杆随着所述摆动汽缸作180度 的旋转运动。
6.根据权利要求4所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于所述变频运输带机构包括一具有减速装置的电动机、一传送带及顺着传送方向设置在 所述传送带侧的多个检测传感器和直线汽缸。
7.根据权利要求4所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于所述四轴分选机械手机构包括一具有滚珠丝杠的步进电动机、一双杆汽缸、一滑杆汽 缸、一圆形汽缸、一吸盘、一气动处理装置和多个传感器；所述滚珠丝杠及所述步进电动机 固定于所述底座上，所述双杆汽缸设置于所述滚珠丝杠上，所述滑杆汽缸设置在所述双杆 汽缸上，所述滚珠丝杠带着所述双杆汽缸前后移动，所述双杆汽缸带着所述滑杆汽缸上下 移动，所述圆形汽缸与所述滑杆汽缸相连，由所述滑杆汽缸带着所述圆形汽缸水平移动，所 述圆形汽缸带着所述吸盘竖直移动。
8.根据权利要求4所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于本PLC应用技术综合实训装置包括多根用于连接开放端口的安全连接导线。
9.根据权利要求4所述的PLC应用技术综合实训装置，其特征在于 本PLC应用技术综合实训装置包括多个用于特定项目实训的外置实训模块。
专利摘要本实用新型提供一种PLC应用技术综合实训装置，其包括实训平台和控制对象；所述实训平台包括特殊功能模块、电源模块、PLC模块、变频器模块、计算机模块和触摸屏模块；所述控制对象包括三轴旋转机械手机构、变频运输带机构和四轴分选机械手机构至少一项；与所述特殊功能模块、所述电源模块、所述PLC模块、所述变频器模块、所述计算机模块、所述触摸屏模块和所述控制对象相连的输入/输出开放端口分布于所实训平台的面板上。本实用新型的有益效果是集成多个模块/控制对象，可根据实践教学的要求连接相应的开放端口，即可进行实训；由于模块/控制对象种类齐全，所以可利用本实训装置实现的实训项目多，可以从简单的基本训练到复杂的控制系统训练。
文档编号G09B25/02GK201584100SQ20092026052
公开日2010年9月15日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者阮友德 申请人:深圳职业技术学院