Modulares pneumatisches und SPS-Schulungsgerät für die berufliche Ausbildung in industrieller Automatisierung

Diese experimentelle Plattform wurde auf der Grundlage allgemeiner Lehrbücher wie "Hydraulik- und Pneumatik-Übertragungstechnik und -Schulung" und "Pneumatische Steuerungstechnik" entwickelt und eignet sich für Grundstudiumskurse und Abschlussprojekte (Diplomarbeiten) in den Bereichen Maschinenbau und Mechatronik. Sie integriert eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) mit industriellen pneumatischen Komponenten und Aktormodulen. Neben der Durchführung konventioneller grundlegender pneumatischer Steuerkreisexperimente können auch pneumatisch-elektrische Steuerkreisanwendungsexperimente, pneumatisch-SPS-Steuerkreisentwürfe und andere Konstruktionen für pneumatische Technologiekurse durchgeführt werden.

1. Modulare Komponenten: Jede pneumatische Komponente ist ein eigenständiges Modul mit einer Grundplatte zur einfachen Installation. Verschiedene experimentelle Schaltungen können auf universellen Aluminiumprofilen mit T-Nut aufgebaut werden, was die Bedienung einfach und schnell macht.
2. Anschlussmethode: Der Verbinder ist vom Schnellkupplungstyp, der zuverlässig, einfach und zeitsparend zu installieren und zu demontieren ist.
3. Pneumatische Komponenten: Industrielle pneumatische Komponenten, zuverlässig und sicher. Hohe Präzision und lange Lebensdauer.
4. Systemumgebung: Geräuscharme (ultra-leise) Arbeitspumpstation, die eine ruhige experimentelle Umgebung bietet (Geräuschpegel < 50 Dezibel).
5. Erweiterbare Experimente:

   Um den Anforderungen der experimentellen Lehrreform der Schule gerecht zu werden, Verifikationsexperimente zu reduzieren, designorientierte, umfassende und explorative Experimente zu erhöhen und das unabhängige und innovative Denken der Studierenden zu fördern, sollte neben der Durchführung grundlegender Druckluftversuche auch eine Kombination mit mechanischen Versuchsprojekten erfolgen; während die Stabilität der Ausrüstung gewährleistet ist, sollte eine starke Skalierbarkeit geboten werden, und die große Aluminiumprofil-Montageplattform bietet die notwendige Hardware-Grundlage für die Erweiterung.

   Diese Ausrüstung kann die Anforderungen der modernen experimentellen Lehre in Bezug auf Fortschrittlichkeit, Offenheit und Skalierbarkeit erfüllen. Sie demonstriert die Multifunktionalität der Ausrüstung in der Mechatronik-Lehre vollständig.

   • A. Unter der Voraussetzung, die bestehenden Experimente zu gewährleisten, können hydraulische Komponenten angeschlossen werden, um entsprechende integrierte Hydraulik-Gas-Experimente durchzuführen;
   • B. Mit Hardware-Unterstützung können auch erweiterte Experimente wie Zuführmechanismen und Bagger-Mechanismen durchgeführt werden.
6. Kompatibilität
   • A. Diese experimentelle Plattform kann mit dem automatisierten Logistiksystem MPS und dem flexiblen System FMS kompatibel sein.
   • B. Die elektrische Steuerung und die Hardwarekomponenten der experimentellen Plattform sind mit benutzerfreundlichen Modulanschlüssen leicht aufzurüsten und erweiterbar, was kombinierte Experimente mit verschiedenen elektromechanischen, hydraulischen und pneumatischen Modulen ermöglicht. Beispiele hierfür sind rotierende Zuführmechanismen, Roboterarme und automatisierte Transportlinien. In Verbindung mit elektronischer Simulationssoftware können verschiedene mechanische Anwendungen simuliert werden, wie z. B. die Anwendung von Proportionalventilen in Windkraftanlagen, das Funktionsprinzip von Patronenventilen und die Anwendung von mechanischen Aufzügen. Darüber hinaus kann sie entsprechend dem Vorlesungsinhalt des Lehrers bearbeitet werden.
7. Mehrere Steuerungsmodi: reine pneumatische (manuelle) Steuerung, elektropneumatische Schaltung mit Relais, elektropneumatische Schaltung mit speicherprogrammierbaren Steuerungen und Konfigurationssteuerung (erfordert entsprechende Software und Hardware).
8. System-Sicherheitsleistung: Der Nenndruck beträgt 1,0 MPa, was ein sicheres Niederdruck-Experimentiersystem darstellt. Die Stromversorgung verfügt über einen Leckageschutz; sie unterbricht automatisch die Hauptstromversorgung bei Leckage (Leckstrom zur Erde überschreitet 30 mA) oder Phasenausfall. Alle Steuerkreise verwenden eine sichere 24-V-Gleichspannung.

1. Eingangsnetzteil: Einphasiges Dreileitersystem ~ 22 0V±10% 50Hz
2. Temperatur: -5℃～+40℃, relative Luftfeuchtigkeit <85%
3. Geräteleistung: <1,5 kVA
4. Außenmaße: 1600 mm * 700 mm * 1760 mm

1. Umschaltkreis eines einfachwirkenden Zylinders
2. Umschaltkreis eines doppeltwirkenden Zylinders
3. Drehzahlregelung eines einfachwirkenden Zylinders
4. Einseitige Drehzahlregelung eines doppeltwirkenden Zylinders
5. Zweiseitige Drehzahlregelung eines doppeltwirkenden Zylinders
6. Drehzahlumschaltkreis
7. Pufferschaltung
8. Sekundärdruck-Steuerschaltung
9. Hoch-Niederspannungsumwandlungsschaltung
10. Zählschaltung
11. Verzögerungsschaltung
12. Überlastschutzschaltung
13. Verriegelungsschaltung
14. Ein-Zylinder-Ein-Hin-und-Her-Steuerung
15. Ein-Zylinder-Kontinuierliche-Hin-und-Her-Bewegungsschaltung
16. Lineare Zylinder-Sequenzschaltung
17. Mehrzylinder-Sequenzschaltung
18. Doppelzylinder-Synchronlaufschaltung
19. Mehrzylinder-Verbindungsschaltung
20. Entlastungsschaltung
21. Anwendungsschaltung des ODER-Gatter-Shuttle-Ventils
22. Anwendungsschaltung des Schnellauslassventils
23. Erlernen und Anwenden von SPS-Befehlsprogrammierung und Kontaktplanprogrammierung.
24. Erlernen und Verwenden von SPS-Programmiersoftware
25. Kommunikation zwischen SPS und Computer, Online-Debugging und -Überwachung.
26. SPS-gesteuerter grundlegender Hydraulikkreis (optimierte Steuerung)