"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
可編程控制器（西門(mén)子）綜合實(shí)訓室
設備名：可編程控制器綜合實(shí)訓系統
一、總體要求
1.可編程控制器綜合實(shí)訓裝置能完成《可編程控制器技術(shù)》、《電氣及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應用》、《變頻調速技術(shù)》、《現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)》等課程的實(shí)驗教學(xué)、實(shí)操技能培訓與實(shí)訓技能鑒定考核。
2.采用積木組合式結構，所有模塊全部按照工業(yè)標準信號進(jìn)行實(shí)訓，由簡(jiǎn)單的PLC基本指令開(kāi)始，如更深層次的高速計數器、PID運算、步進(jìn)脈沖定位、變頻器等，組成一套完整的PLC學(xué)習系統。
3.基本器件采用模塊化結構，使裝置不會(huì )隨新技術(shù)、新課題的發(fā)展而淘汰，只需増加核心新部件即可擴展完成新課題的實(shí)訓，并能實(shí)現強-弱電之間、交叉課程之間的互聯(lián)，實(shí)現仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò )實(shí)訓教學(xué)。
4.利用目前典型的可編程控制器及總線(xiàn)技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中模擬對象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過(guò)程、運動(dòng)等的控制實(shí)訓，完成學(xué)生認知、設計、安裝、調試、檢修等多種技能實(shí)訓。實(shí)訓對象要求實(shí)物教學(xué)，接近工業(yè)現場(chǎng)的實(shí)際應用，提高學(xué)生的學(xué)習樂(lè )趣，使學(xué)生很快就能適應現場(chǎng)的工作。
二、裝置特點(diǎn)
1、采用積木組合式結構，含開(kāi)關(guān)量、模擬量、變頻調速、觸摸彩屏、總線(xiàn)通信模塊等，配套組態(tài)監控軟件、仿真實(shí)訓軟件，實(shí)現仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò )實(shí)訓教學(xué)，體現實(shí)訓教學(xué)的網(wǎng)絡(luò )性和系統性。
2、項目實(shí)訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線(xiàn)技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中模擬對象，實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過(guò)程、運動(dòng)等的控制實(shí)訓，完成學(xué)生認知、設計、安裝、調試、檢修等多種技能實(shí)訓。PLC實(shí)訓對象形像逼真，接近工業(yè)現場(chǎng)的實(shí)際應用，通過(guò)本實(shí)驗裝置的訓練，學(xué)生很快就能適應現場(chǎng)的工作。
3．采用西門(mén)子S7-1200系列可編程控制器，功能強大，性能優(yōu)越，采用模塊化設計，組合靈活。
4．采變頻器，功能廣泛，動(dòng)態(tài)響應高，驅動(dòng)性能高。
5. 采用工業(yè)及7寸觸摸屏，兼容性強，畫(huà)面編輯功能強，圖庫豐富，滿(mǎn)足日常教學(xué)需求和工業(yè)控制要求。
6、多種通信方式：通過(guò)以太網(wǎng)總線(xiàn)，將實(shí)訓裝置（從站）PLC和主站PLC進(jìn)行以太網(wǎng)主從通信。PLC與觸摸屏實(shí)現1：N通信，觸摸屏畫(huà)面可實(shí)時(shí)監控PLC系統運行狀態(tài)和控制PLC系統。
三、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線(xiàn)（或三相五線(xiàn)）～380V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔<400m
3、裝置容量：＜0.5KVA
4、重 量：＜110Kg
5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm
6、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準
四、實(shí)訓裝置的基本配置及功能
實(shí)訓裝置由控制屏、實(shí)訓桌、主機實(shí)訓組件、實(shí)訓模塊（含豐富的工業(yè)現場(chǎng)設備模擬實(shí)訓對象）、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、交直流電機、總線(xiàn)單元、等組成。
（一）控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質(zhì)面板）
1、交流電源控制單元
三相四線(xiàn)380V交流電源經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)后給裝置供電，電網(wǎng)電壓表監控電網(wǎng)電壓，設有帶燈保險絲保護，控制屏的供電由鑰匙開(kāi)關(guān)和啟停開(kāi)關(guān)控制，同時(shí)具有漏電告警指示及告警復位。
提供三相四線(xiàn)380V、單相220V電源各一組，由啟停開(kāi)關(guān)控制輸出，并設有保險絲保護。
（二）基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗室安全用電智能控制系統
1、特點(diǎn)
當智能控制系統檢測到有漏電或觸電情景出現時(shí)，智能控制系統在0.1秒斷開(kāi)連接，保證人身和財產(chǎn)安全；智能控制系統本身有故障指示燈，用戶(hù)可根據智能控制系統故障指示燈顯示判斷出當前故障狀態(tài)，便于處理；智能控制系統有掛鎖功能，需要檢修時(shí)，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全�？梢圆杉F場(chǎng)輸出型裝置數據，通過(guò)多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端，實(shí)現本地設備的遠程監控。
2、功能
基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗室安全用電智能控制系統，可進(jìn)行用電數據采集、統計、存儲、分析、查詢(xún)等。運用前端數據可視化技術(shù)將實(shí)時(shí)的用電數據展示在平臺上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢(xún)功能；運用數據庫技術(shù)實(shí)時(shí)監測用電設備和線(xiàn)路運行狀況，對異常狀況及時(shí)告警，從而預防電氣火災；運用用電系統故障定位技術(shù)及時(shí)發(fā)現并精準定位用電故障點(diǎn)，自動(dòng)生成故障報告，協(xié)助用戶(hù)第一時(shí)間修復用電系統故障；運用電能質(zhì)量監測技術(shù)實(shí)時(shí)分析和評估電能質(zhì)量問(wèn)題，并提供定制化的治理方案，協(xié)助用戶(hù)獲得優(yōu)質(zhì)電能；運用大數據技術(shù)和行業(yè)數學(xué)模型統計、分析并挖掘基礎的用電數據，基于數據發(fā)掘節能潛力，從而提供能效優(yōu)化方案。滿(mǎn)足用電管理系統可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的智慧用電模塊需求。
3、基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗室安全用電智能控制系統由執行裝置與網(wǎng)機組成，技術(shù)參數分別為：
（1）執行裝置技術(shù)參數
（1）極數：3P+N
（2）脫扣特性：C（5-10）In D（10-14）In
（3）額定電流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A
（4）額定電壓：Ue AC 230V/400V
（5）額定頻率f：50Hz
（6）額定短路分斷能力：Icu10kA
（7）殼架等級額定電流：Inm63A
（8）缺相保護：設備防燒毀保護模式
（9）漏電保護：元器件損壞保護模式
（10）過(guò)載保護：電流過(guò)大防燒毀模式
（11）短路保護：碰線(xiàn)防燒毀模式
（12）掛鎖保護：便于維修安全
（13）過(guò)溫保護：可監測線(xiàn)路溫度
（14）過(guò)欠壓保護：防止造成人身事故和機械設備損壞
（15）漏電或觸電時(shí)0.1秒斷開(kāi)
（16）故障指示燈，便于查看工作狀態(tài)
★（17）掛鎖功能，檢修更方便
（2）網(wǎng)機技術(shù)參數
（1）內置STM32F103C8T6主控芯片
（2）外置8M無(wú)源晶振
（3）采用SP3485作為485通信芯片
（4）485防浪涌保護
（5）標準RS485接口，可直接串口設備
（6）智能型數據終端，便捷實(shí)現數據傳輸功能
★（7）提供強大的中心管理軟件，方便設備管理
★（8）提供便捷的軟件升級和固件更新服務(wù)
★（9）提供數據庫數據備份，方便查看歷史數據
（10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm
（11）重量：70g
（12）電源：AC220V
（13）功耗：1.5W
（14）工作溫度：-25℃ - +70℃
（15）工作濕度：95%
（16）WiFi版最大下行傳輸速率：64kbps
（17）WiFi版最大上行傳輸速率：32kbps
提供有效、權威的證明文件，證實(shí)該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。
4、主機實(shí)訓組件
西門(mén)子1200PLC(CPU1214C,DC/DC/DC）主機，集成數字量I/O（14路數字量輸入/10路數字量輸出）、RS-485通信口；數字量模塊SM1223(8路數字輸入/8路數字輸出），模擬量模塊SM1234(4路模擬量輸入/2路模擬量輸出），含有以太網(wǎng)通信；所有端口全部引到面板，對應標識絲印清晰易懂，具有I/O并口擴展接口功能，配套下載和通信線(xiàn)配套編程電纜。
5.變頻器組件
配置西門(mén)子V20變頻器，功率0.37kW，帶有RS485通信接口及操作面板。
6.觸摸屏實(shí)訓組件
西門(mén)子觸摸屏KTP700 基本版， 精簡(jiǎn)面板， 按鍵式/觸摸式操作， 7" TFT 顯示屏，65536 顏色， PROFINET 接口，集成以太網(wǎng)口和 USB口
5、伺服驅動(dòng)器模塊
西門(mén)子V90伺服驅動(dòng)器，輸入電壓：200-240V；功率：200W；防護等級:IP20；常規通用接口，配套西門(mén)子 SIMOTICS S-1FL6,低慣性,200W,3000轉,0.32N*m。
（二）實(shí)訓掛箱
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序號 |
編號 |
控制對象實(shí)訓模塊 |
實(shí)訓教學(xué)目標 |
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1 |
SX1 |
搶答器/音樂(lè )噴泉 |
通過(guò)對搶答系統中各組人員搶答時(shí)序的監視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫(xiě)方法；通過(guò)對音樂(lè )噴泉控制系統中“水流”及音樂(lè )的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫(xiě)方法。 |
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2 |
SX2 |
裝配流水線(xiàn)/十字路口交通燈 |
通過(guò)對“生產(chǎn)流水線(xiàn)”順序加工過(guò)程及十字路口交通燈路況信號控制，掌握順序控制指令的編寫(xiě)方法。 |
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3 |
SX3 |
水塔水位/天塔之光 |
通過(guò)對“水塔水位”和“儲水池水位”變化過(guò)程的判斷，了解簡(jiǎn)單邏輯控制指令的編寫(xiě)方法。通過(guò)對天塔之光閃亮過(guò)程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫(xiě)方法。 |
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4 |
SX4 |
自動(dòng)送料裝車(chē)/四節傳送帶 |
通過(guò)對傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對貨物在自動(dòng)送料裝車(chē)系統中流向、流量的控制，掌握較復雜邏輯控制指令的編寫(xiě)方法。 |
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5 |
SX5 |
多種液體混合裝置 |
通過(guò)對“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時(shí)攪拌時(shí)間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類(lèi)型的定時(shí)器指令的編寫(xiě)方法。 |
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6 |
SX6 |
自動(dòng)售貨機 |
通過(guò)用用戶(hù)投幣數目的識別和自動(dòng)售貨機中各種“貨物”的進(jìn)出控制，掌握各種計數器指令及比較輸出指令的編寫(xiě)方法。 |
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7 |
SX7 |
自控軋鋼機/郵件分揀機 |
通過(guò)對自控軋鋼機和郵件分揀機材料（“鋼錠“郵件”）來(lái)料數量、來(lái)料類(lèi)別識別及對各種執行器（例如“電機”）啟停時(shí)序的控制，掌握數值運算指令及中斷指令的編寫(xiě)方法。 |
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8 |
SX8 |
機械手控制/自控成型機 |
通過(guò)對機械手停留“位置“及自控成型機各方向“液缸位置”的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應用系統中的較簡(jiǎn)單邏輯控制程序的編寫(xiě)能力。 |
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9 |
SX9 |
加工中心 |
通過(guò)對加工中心中各方向“電機”運行方向及“刀庫”進(jìn)出刀、換刀過(guò)程的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應用系統中的較復雜邏輯控制的編寫(xiě)能力。 |
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10 |
SX10 |
四層電梯 |
通過(guò)對一個(gè)完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統的分析、I/O分配、設計I/O接線(xiàn)圖、接線(xiàn)、編程、調試等工作過(guò)程的綜合知識。 |
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11 |
SX11 |
步進(jìn)電機/直線(xiàn)運動(dòng)：（實(shí)物）步進(jìn)電機系統由驅動(dòng)電路、步進(jìn)電機、刻度盤(pán)、指針等組成； 直線(xiàn)運動(dòng)系統由電機、同步帶、光電傳感器、導軌、移動(dòng)塊等組成。 |
通過(guò)利用PLC對步進(jìn)電機及直線(xiàn)運動(dòng)實(shí)物模塊的控制，初步了解步進(jìn)電機方向、拍數的控制及直線(xiàn)運動(dòng)檢測、定位控制。 |
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12 |
SX12 |
自動(dòng)洗衣機/電鍍生產(chǎn)線(xiàn) |
通過(guò)對洗衣機進(jìn)出水時(shí)間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線(xiàn)中物塊侵入不同溶液的時(shí)間、方式、先后順序的控制，掌握多點(diǎn)PLC控制系統的綜合應用能力。 |
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13 |
SX13 |
直流電機控制/溫度控制(模擬量控制) |
通過(guò)對直流電機系統中脈沖信號采集、轉速控制(電壓量)及溫度控制系統中的溫度參數的控制，掌握高速計數器指令、模擬量處理指令、PID指令的使用。 |
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14 |
BP1 |
變頻器實(shí)訓組件：配置西門(mén)子V20變頻器 |
初步具有綜合應用變頻器的能力，了解變頻調速在實(shí)際中的應用，掌握變頻器調速技術(shù)及PLC綜合控制技術(shù)。 |
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15 |
CM1 |
觸摸屏實(shí)訓組件：西門(mén)子觸摸屏（KTP700）
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了解工業(yè)觸摸屏的功能及使用方法、掌握與PLC之間的通信知識，并掌握復位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線(xiàn)）顯示、動(dòng)態(tài)畫(huà)面跟蹤在觸摸屏中的實(shí)現方法。 |
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16 |
WK2 |
網(wǎng)孔板 |
學(xué)會(huì )電氣控制系統中各元器件的布局規劃、安裝、調試過(guò)程知識。 |
（三）．低壓電氣實(shí)驗模塊
交流接觸器（帶輔助觸點(diǎn)2常開(kāi)2常閉）3只；時(shí)間繼電器1只，常開(kāi)常閉復合按鈕（紅綠黑）3個(gè)；漏電斷路器1只，3P熔斷器底座（配4A熔芯）1只，2P熔斷器底座（配2A熔芯 )1只，熱繼電器1個(gè)。掌握一般強電系統的安裝和調試工作過(guò)程知識，實(shí)現PLC方式的電機典型運行控制；掌握安裝和調試PLC電氣控制系統的有關(guān)知識。
（三）實(shí)訓桌、椅
實(shí)訓桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設有兩個(gè)大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設計，造型美觀(guān)大方。每臺實(shí)驗桌配備兩張小凳子。
（四）智能倉儲控制模型
1）系統概述
可供學(xué)生完成直流電機控制、步進(jìn)電機控制、伺服電機控制、PLC指令訓練、位控訓練、傳感器檢測技術(shù)等方面的實(shí)訓實(shí)習、課程設計的使用。
基本功能：
（1）將貨物送到指定位置（由操作員指定的位置）
（2）自動(dòng)將貨物送到某一位置（由PLC判定位置）
（3）將某一倉庫的貨物取出（由操作員指定位置）
（4）自動(dòng)取出某一倉庫的貨物（由PLC判定位置）
（5）能夠實(shí)現低速啟動(dòng)-變速運行-低速停車(chē)的功能
2）產(chǎn)品特點(diǎn)
1、該裝置由立體倉庫主體、接口電路所組成。立體車(chē)庫主體由底盤(pán)、三層十倉位庫體、傳動(dòng)機械及電氣控制等四部分組成。
2、模型的傳動(dòng)機械部分采用滾珠絲杠、滑軌、普通絲杠等機械元件組成，采用步進(jìn)電機作為拖動(dòng)元件。
3、該模型倉庫庫體由三層十個(gè)倉位組成，由PLC編程實(shí)現X、Y、Z軸位置控制，可完成倉庫車(chē)模的自動(dòng)或手動(dòng)存取。
1）采用可編程邏輯器件，實(shí)現X、Y、Z軸的限位保護、互鎖保護，確保了學(xué)生在誤操作時(shí)不損壞系統硬件。
2）開(kāi)放式接口設計，適宜技能實(shí)訓使用。
3）通過(guò)傳感器信號采集，PLC編程，實(shí)現對步進(jìn)電機及直流電機進(jìn)行復雜的位置控制、時(shí)序邏輯控制及上位機監控等功能。
4）采用滾珠絲杠、直線(xiàn)導軌、普通絲杠作為傳動(dòng)裝置。
5) 輸入電壓：AC 200V-240V （帶保護地三芯插座）、耗電量<250W。
橫軸位移Lh ＝290mm
縱軸位移Lv ＝290mm
重復精度：0.1mm
4、外形尺寸：600×450×600mm(L×W×H)
（五）三相鼠籠式異步電動(dòng)機 （380V）
三相異步電動(dòng)機，380V/△接法，轉速1400轉/min，功率90W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
五、實(shí)訓項目
（一）PLC基本技能實(shí)訓
1.PLC認知實(shí)訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令練習、接線(xiàn)、編程下載等）
3.PLC仿真實(shí)訓
（二）PLC模擬控制應用實(shí)訓
4.數碼顯示控制
5.搶答器控制（優(yōu)先級、數值運算，具有聲效功能）
6.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）
7.音樂(lè )噴泉控制（具有聲效功能）
8.十字路口交通燈控制
9.水塔水位控制
10.自動(dòng)送料裝車(chē)系統控制
11.四層電梯控制（實(shí)物）
12.裝配流水線(xiàn)控制
13.多種液體混合裝置控制
14.自控成型機控制
15全自動(dòng)洗衣機控制（具有聲效功能）
16.電鍍生產(chǎn)線(xiàn)控制
17.自控軋鋼機控制
18.郵件分揀機控制
19.自動(dòng)售貨機控制
20.機械手控制
21.加工中心控制（實(shí)物）
（三）PLC實(shí)物控制實(shí)訓
1.直線(xiàn)運動(dòng)
2.步進(jìn)電機運動(dòng)控制
3.直流電機控制
4.溫度控制
（四）PLC高級技能實(shí)訓（設計、安裝、調試及檢修）
1.三相電機點(diǎn)動(dòng)控制
2.三相電機連續控制
4.三相電機星三角控制
4.三相電機正反轉控制
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實(shí)訓
1.變頻器功能參數設置與操作
2.變頻器面板操作與運行
3.變頻器無(wú)級調速
4.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
5.變頻器控制電機正反轉
6.多段速度選擇變頻調速
7.外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調速
8.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
9.PLC數字量控制方式的多段速
10.PLC數字量控制方式的電機降壓?jiǎn)?dòng)
11.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時(shí)間控制
12. 基于PLC模擬量控制變頻開(kāi)環(huán)調速
13. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
14. 觸摸屏畫(huà)面等級設置及操作
15. 觸摸屏畫(huà)面切換操作
16. 基于觸摸屏控制方式的LED控制
17. 基于觸摸屏控制方式的電機運行時(shí)間控制
18. 基于觸摸屏控制方式的搶答器控制
19. 基于觸摸屏控制方式的四節傳送帶控制
20. 基于觸摸屏控制方式的運料小車(chē)控制
21. 基于觸摸屏控制方式的自動(dòng)供水控制
22. 基于觸摸屏控制方式的多段速控制
六、配置：
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名 稱(chēng) |
型 號 |
數量 |
單 位 |
|
實(shí)驗屏 |
|
1 |
臺 |
|
電源控制屏 |
|
1 |
臺 |
|
實(shí)驗桌 |
|
1 |
張 |
|
學(xué)生凳 |
|
2 |
張 |
|
PLC主機 |
CPU1214C DC/DC/DC + SM1223 + SM1234 |
1 |
套 |
|
通訊電纜 |
網(wǎng)線(xiàn) |
2 |
條 |
|
實(shí)驗掛箱 |
搶答器/音樂(lè )噴泉 |
1 |
塊 |
|
裝配流水線(xiàn)/十字路口交通燈 |
1 |
塊 |
|
|
水塔水位/天塔之光 |
1 |
塊 |
|
|
自動(dòng)送料裝車(chē)/四節傳送帶 |
1 |
塊 |
|
|
多種液體混合裝置 |
1 |
塊 |
|
|
自動(dòng)售貨機 |
1 |
塊 |
|
|
自控軋鋼機/郵件分揀機 |
1 |
塊 |
|
|
機械手控制/自控成型機 |
1 |
塊 |
|
|
加工中心 |
1 |
塊 |
|
|
四層電梯 |
1 |
塊 |
|
|
步進(jìn)電機/直線(xiàn)運動(dòng) |
1 |
塊 |
|
|
溫度控制/直流電機控制 |
1 |
塊 |
|
|
自動(dòng)洗衣機/電鍍生產(chǎn)線(xiàn) |
1 |
塊 |
|
|
變頻器實(shí)訓掛箱（V20）0.37KW |
1 |
塊 |
|
|
伺服掛箱 |
1 |
臺 |
|
|
觸摸屏實(shí)驗箱 |
1 |
塊 |
|
|
三相異步電機 |
|
1 |
臺 |
|
軟件 |
演示板原程序及西門(mén)子編程軟件 |
1 |
套 |
|
觸摸屏編程軟件 |
1 |
套 |
|
|
說(shuō)明書(shū) |
實(shí)驗指導 |
1 |
冊 |
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連接線(xiàn) |
實(shí)驗連接線(xiàn)50cm自鎖線(xiàn) |
50 |
條 |
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15cm自鎖線(xiàn) |
10 |
條 |
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智能倉儲控制模型 |
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1 |
套 |
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低壓電氣實(shí)驗模塊 |
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1 |
套 |
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網(wǎng)孔板 |
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1 |
套 |
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教學(xué)資源包 |
見(jiàn)附件 |
1 |
套 |
