实验指导书HJD1校内.doc

- .-- HJD-1系列机电一体化教学实验系统 实 验 指 导 书 华中科技大学机械学院工艺装备及自动化系 2006年8月 目 录 前 言 实验一 三相异步电动机启停控制实验………………………………………(1) 实验二 PLC控制三相异步电动机正反转控制实…………………………………(4) 实验三 PLC控制三相异步电动机变频调速实验…………………………………(8) 实验四 PLC顺序控制程序设计与调试实验…………………………………(15) 实验五 步进电机单轴定位控制实验……………………………………(18) 实验 交流伺服电机单轴定位控制实验……………………………………(24) 实验六 PC与PLC串行通信程序设计与调试实验…………………………(29) 实验七 PC和PLC 两级控制程序设计和调试实验…………………………(35) 实验八 步进电机两轴联动控制实验…………………………………… (39) 实验九 数控机床基本组成及功能部件的认识实验……………………………(44) 实验十 蜡模的定位钻孔加工实验……………………………………………(49) 实验十一 蜡模的平面轨迹铣削加工实验………………………………(51) 前 言 HJD-4型机电一体化教学实验系统是在深入调研和全面考察国内相关专业教学实验现状，掌握了大量第一手资料的基础上，研制开发出的新型教学实验产品。它由PC机、电气控制系统和微加工中心机械平台及控制软件等组成。其中电气控制系统包括：PLC、变频调速器、交流伺服电动机及驱动、步进电动机及驱动、1PG、20GM定位模块、PLC与PC通信接口板、继电器和接触器及控制面板等。HJD-4机电一体化教学实验系统是我们开发的机电一体化教学实验系列产品中最复杂的一种。 该教学实验产品具有如下用途 ： 1．可完成《机电传动控制》、《可编程控制器原理与应用》、《机床电气控制》、《机床概论》、《机械加工自动化》、《数控技术》、《数控机床》、《机电一体化控制技术与系统》等课程的实验教学 ； 2．为机电类本科生、专科生的课程设计及毕业设计提供实践条件 ； 3．为教师和相关科技人员从事机电产品开发提供实验平台 ； 4．为企业培养机电一体化设备的维护管理人员 。 该产品因其具有先进性、启发性、实战性等特点，在向华中科技大学机械学院研究生、本科生、专科生开出实验后，受到了学生们的普遍欢迎，收到了良好的教学效果。通过实验训练后，学生可根据实际需求独立设计和调试较复杂的机电控制系统。 自从该教学实验产品研制成功并投入使用以来，我们已接待了一大批来自全国各地高等院校的教师及有关专家的参观、咨询，得到了来访者的肯定和称赞。概括起来就是：“起点高，内容新，覆盖面广，实战性强，值得大力推广！” 。该产品于2001年在北京市高校教设招标活动中一举中标；于2002年在世行贷款教设招标活动中一举中标。现已有几十家兄弟院校有意向或已经购买该教学实验产品，如：浙江大学、湘潭大学、北京石油化工学院等等。 本实验系统实验内容包括如下几个方面： 1．数控设备的基本结构和主要部件 开放式的数控平台对数控机床的基本结构和主要部件产生感性认识。 2．继电器接触器基本控制电路 电气控制系统中包括自动化设备中常用的手动电器、自动电器、保护电器。通过继电器接触器组成的异步电动机启停控制、正反转控制等基本电路的设计和实验，使学生更进一步了解各种电器的基本结构、工作原理、作用、使用场合以及继电器接触器控制电路的组成和工作原理。 3．可编过程控制器的应用 包括PLC对异步电动机的启停和正反转控制、交通灯的控制、电梯的控制、PLC高速输出端实现单轴定位、PLC定位模块实现定位控制以及PLC与PC的通讯等实验。通过实验使学生了解PLC在各种领域的应用，学会应用PLC组成各种控制系统的方法和技能以及PLC编程技巧。 4．交流异步电动机变频调速控制 PLC通过变频器实现主轴的无级调速控制，使学生弄清一般交流变频器的工作原理、使用方法以及利用PLC的高速输入端进行速度测量的方法和使用技巧。 5．步进电动机控制系统 通过PLC的定位模块对步进电动机驱动器进行控制，实现单轴定位。通过设计、实验与分析更深刻理解步进电动机控制系统的工作原理和步进电动机的各种特性（如突跳频率、运行频率、低频振动等）以及步进电动机控制系统在定位控制中脉冲当量的计算方法、原位的意义。 6．交流