一、概述
“ JG-WXGC 型高级维修电工及技能培训考核实训装置 ” 是京工科业根据机械工业职业技能鉴定指导中心组织编写的《机械工人职业技能培训教材》研制生产的，可对《初级维修电工技术》《中级维修电工技术》《高级维修电工技术》教材中列出的电气控制线路和实用电子线路进行实际操作，快速掌握课程的实用技术与操作技能。具有针对性、实用性、科学性和先进性，该实训装置不仅可供学生学习锻炼，更是劳动鉴定部门、大中专院校、职校、技校初级、中、高级维修电工技能考核的理想设备。
二、特点
1 、电气控制线路或电子线路实验元器件都装在作为挂板的安装板上，操作方便、更换便捷，可扩展功能或开发新实验；操作内容的选择具有典型性、实用性；
2 、操作台只需三相四线的交流电源即可投入使用，占地面积小，节约用房、减少基建投资；
3 、技能培训用的控制线路和配套的小电机经特殊设计 , 可模拟工厂各类电机的电力拖动系统 , 并可满足维修电工的安装、调试、故障分析及排除故障等技能训练要求；
4 、设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪（服务管理器），为学生实验技能的考核提供了一个统一的标准。
5. 采用积木组合式结构 ，含开关量、模拟量、变频调速、总线通信模块等，配套组态监控软件、仿真实训教学软件，实现仿真化、信息化、网络实训教学，体现实训教学的网络性和系统性。
6. 项目实训模块 ：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制实训，完成学生认知、设计、安装、调试、检修等多种技能实训。
7. 基于现场总线的组态监控实训教学：通过现场总线网络，将实训装置（从站） PLC 和主站 PLC 进行 1 ： N 通信。从站的 PLC 运行控制对象的程序，利用工控网络集中监控的功能，主站 PLC 可以对任意一台从站 PLC 进行实时监控，符合工业现场控制的要求。学生独立通过 PLC 完成对各种实训对象的控制，并进行组态实时监控（ 1 ： 1 通信）。
8. 仿真实训教学： 通过 FLASH 虚拟环境实时显示 PLC 运行状态，也可以实现 PLC 接线，错误检查，编程训练、程序编写测试等功能。
9 、 无线考核系统模块
系统介绍
· 人机界面采用液晶显示屏，操作简单明了，具有很好的互交性。
· 数据传输采用高质量无线网络模块，保证数据传输的距离和精确度。
· 电路设计优化合理，生产工艺严格完善，保证机器的可靠性和稳定性。
· 可设置最多达 60 个故障点（扩容后）。
· 故障编号可以随意更改。
· 每个故障点都可以设置为开路或短路故障。
· 设置的参数在断电后不会丢失。
· 输出继电器的触头容量达 5A /AC250V ，既可以用于强电，又可以用于弱电。
· 采用独立开关电源供电，输入电压范围宽，体积小、重量轻、效率高。
系统操作：
· 本机由继电器的常闭触头作为导线故障设置的控制。
· 当继电器工作时，即导线断开呈现故障，继电器不工作时，即导线导通无故障。
· 当本机没有接通电源时，所有继电器都不工作。待维修的设备即处于正常状态。 系统构成：
一、系统由 1 台教师用计算机（自备或代购）， 无线网络模块（ 带上位机管理软件） 和智能人机平台（学生答题器），通过无线网络组成智能实训考核系统。
二、教师在计算机上编辑试卷，按照实训考核要求编辑故障点，将设置好的故障点用智能考核系统通过无线网络发送到每台学生实训考核装置上的人机平台（学生答题器），并在机床电路上自动产生设定的故障点。
三、答题功能：根据系统设置的故障点，电路运行后产生相应的故障现象，考核根据现象检测判断故障点，将判断结果输入学生机，当学生答完试题并按交卷按钮后，系统会根据该考生试卷上的答案立刻给出考试分数，并将成绩保存在该考生的档案里。
四、教师在电脑上可对考生考试过程进行监控，监控每个学生的答题情况。考试结束后可对学生的成绩进行排序，存档，打印。
五、智能人机平台（答题器）由中文液晶显示屏、微电脑控制电路和键盘组成。
三、技术性能
1. 输入电压：三相四线制 380V±10% 50Hz
2. 工作环境：环境温度范围为 -5 ～＋ 40℃ 相对湿度＜ 85% （ 25℃ ） 海拔＜ 4000m
3. 装置容量：＜ 1.5KVA
4. 外形尺寸： 170×70× 160cm 3
四、实验项目
（一）电气控制及电机拖动实训
1. 三相异步电动机直接启动控制
2. 三相异步电动机接触器点动控制线路
3. 三相异步电动机接触器自锁控制线路
4. 三相异步电动机定子串电阻减压启动手动控制线路
5. 三相异步电动机定子串电阻减压启动自动控制线路
6.Y-△ 启动自动控制线路
7. 用倒顺开关的三相异步电动机正反转控制
8. 接触器联锁的正反转控制线路
9. 按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路
10. 双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
11. 单向减压启动及反接制动控制线路
12. 能耗制动的控制线路
13. 三相异步电动机的顺序控制
14. 三相异步电动机的多地控制 |
15. 工作台自动往返控制线路
16. 三相线绕式异步电动机手动控制线路
17. 三相线绕式异步电动机自动起动控制线路
18. 车床电气线路的智能考核系统
19. 镗床电气线路的智能考核系统
20 ．平面磨床电气线路的智能考核系统
21. 接触器控制双速电动机的控制线路
22. 时间继电器控制双速电机的控制线路
23. 按定子电流原则加入励磁的起动控制线路
24. 简易同步电动机的能耗制动控制线路
25. 直流电机启动调速
26. 并励直流电动机电枢回路串电阻起动与调速
27. 带有能耗制动的反转控制线路
28. 励磁反接制动的控制线路 |
（三） PLC 、变频器综合实训
（ 1 ） PLC 基本技能实训
1 .PLC 认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）
2. 典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）
3.PLC 仿真实训
（ 2 ） PLC 模拟控制应用实训
4. 数码显示控制
5. 抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）
6. 天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）
7. 音乐喷泉控制（具有声效功能）
8. 十字路口交通灯控制
9. 水塔水位控制
10. 自动送料装车系统控制
11. 四节传送带控制
12. 装配流水线控制
13. 多种液体混合装置控制 |
14. 自控成型机控制
15 全自动洗衣机控制（具有声效功能）
16. 电镀生产线控制
17. 自控轧钢机控制
18. 邮件分拣机控制
19. 自动售货机控制
20. 机械手控制
21. 四层电梯控制
22. 加工中心控制 |
（ 3 ） PLC 实物控制实训
（ 4 ） PLC 高级技能实训（设计、安装、调试及检修）
1 .PLC 控制的三相异步电动机正反转控制
2 .PLC 控制的三相异步电动机 Y/△ 启动控制
3 .PLC 控制的三相异步电动机降压启动控制
4 .PLC 控制的三相异步电动机能耗制动控制 |
5 .C620 车床电气控制线路
6 .C6130 车床电气控制线路
7 . 电动葫芦电气控制线路 |
（ 5 ） PLC 、变频器综合应用技能实训
1 . 变频器功能参数设置与操作
2 . 变频器报警与保护功能
3 . 外部端子点动控制
4 . 变频器控制电机正反转
5 . 多段速度选择变频调速
6 . 变频器无级调速
7 . 基于外部模拟量（电压 / 电流）控制方式的变频调速
8 . 瞬时停电启动控制 |
9 .PID 变频调速控制
10 .PLC 控制变频器外部端子的电机正反转
11 .PLC 控制变频器外部端子的电机运行时间控制
12 . 基于 PLC 数字量控制方式的多段速
13. 基于 PLC 通信方式的变频器开环调速
14 . 基于 PLC 通信方式的速度闭环控制
|
五、装置的配备
( 一 ) DW01 电源、仪器控制屏
控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源、高压直流电源、低压直流电源及各种测试仪表等。具体功能如下：
1 、主控功能板
(1) 三相四线电源输入，经漏电保护器后，经过总开关 , 由接触器通过起、停按钮进行操作；
(2) 设有 450V 指针式交流电压表三只，指示电源输入的三相电压；
(3) 定时器兼报警记录仪（服务管理器），平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警总次数 , 为学生实训技能的考核提供一个统一的标准。
2 、交、直流电源
(1) 励磁电源：直流 220V/ 0.5A ，具有短路保护。
(2) 电枢电源：直流 0 ～ 220V/ 2A 连续可调电源一路，具有短路保护。
(3) 直流稳压电源： ±12V/ 0.5A 两路，＋ 5V/ 0.5A 一路，具有短路软截止自动恢复保护功能。
(4) 交流电源： ① 、设有变压器一组，变压器原边根据不同的接线可加 220V ，也可以加 380V 交流电源，合上开关后，变压器副边即可输出 36V 、 110V 、 20V 、 20V 、 12V 、 6.3V 的交流电压； ② 、设有单相调压器一组，可得到交流 0 ～ 250V 可调电压； ③ 、控制屏设有单相三极 220V 电源插座及三相四极 380V 电源插座。
3 、交、直流仪表
(1) 交流电压表： 0 ～ 500V 带镜面交流电压表一只，精度 1.0 级。
(2) 交流电压表： 0 ～ 5A 带镜面交流电流表一只，精度 1.0 级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。
(3) 功率、功率因数表：由微电脑、高精度 A/D 转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，在硬、软件上均分八档区域，自动判断、自动换档。功率测量精度 1.0 级，电压、电流量程分别为 450V 、 5A ，测量功率因数时还能自动判断负载性质（感性显示 “L” ，容性显示 “C” ，纯电阻不显示），可储存 15 组数据，供随时查阅。
(4) 直流电压表：直流数字电压表 1 只，测量范围 0 ～ 300V ，三位半数显，输入阻抗为 10M Ω ，精度 0.5 级。
(5) 直流电流表：直流数字电流表 1 只，测量范围为 0 ～ 5A ，三位半数显，精度 0.5 级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。
4 、整流二极管： IN5408 四只
（二）实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、而磨高密度板、结构坚固，造型美观大方。桌子左右各设有两个抽屉（带锁）。
（三）实验组件
1 ． DW-01 维修电工实训组件（一）
挂箱上装有热继电器、交流接触器 380V 、按钮指示灯（ 6.3V ），接线端子等。
2 ． DW-02 维修电工实训组件（二）
挂箱上装有螺旋式熔断器、直插式熔断器、低压断路器、时间继电器、交流接触器、接线端子等。
3 ． DW-03 维修电工实训组件（三）
挂箱上装有螺旋式熔断器、转换开关、电磁阀、十字开关、行程开关等。
4 ． DW-05 电工技能实训组件（四）
提供两组 90Ω×2/1 .3A 磁盘电阻；一组 900Ω×2/0 .41A 磁盘电阻。
5 ．车床电气线路智能考核模块
5 ．镗床电气线路智能考核模块
5 ．平面磨床电气线路智能考核模块
5 ． PLC 主机挂箱
西门子 CPU224 PLC （ AC/DC/RELAY ）主机，集成数字量 I/O （ 14 路数字量输入 /10 路数字量输出）、 RS-485 通信口、 6 路高速计数器； EM223 集成数字量 I/O （ 8 路数字量输入 /8 路数字量输出）；含有 PPI 通信；配套 PC/PPI 编程电缆。
6 ． PLC 实训演示挂箱
序号 |
编号 |
控制对象实训模块 |
实训教学目标 |
1 |
JG1 |
抢答器 / 音乐喷泉 |
通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中 “ 水流 ” 及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。 |
2 |
JG2 |
装配流水线 / 十字路口交通灯 |
通过对 “ 生产流水线 ” 顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。 |
3 |
JG3 |
水塔水位 / 天塔之光 |
通过对 “ 水塔水位 ” 和 “ 储水池水位 ” 变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。 |
4 |
JG4 |
自动送料装车 / 四节传送带 |
通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。 |
5 |
JG5 |
多种液体混合装置 |
通过对 “ 液体混合装置 ” 中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。 |
6 |
JG6 |
自动售货机 |
通过对用户投币数目的识别和自动售货机中各种 “ 货物 ” 的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。 |
7 |
JG7 |
自控轧钢机 / 邮件分拣机 |
通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（ “ 钢锭 “ 邮件 ” ）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如 “ 电机 ” ）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。 |
8 |
JG8 |
机械手控制 / 自控成型机 |
通过对机械手停留 “ 位置 ” 及自控成型机各方向 “ 液缸位置 ” 的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。 |
9 |
JG9 |
加工中心 |
通过对加工中心中各方向 “ 电机 ” 运行方向及 “ 刀库 ” 进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。 |
10 |
JG10 |
四层电梯 |
通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握 PLC 控制系统的分析、 I/O 分配、设计 I/O 接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。 |
7 ．变频器实训挂箱
变频器件（西门子）： 选用西门子 MM420-0.4KW 型变频器， 工作电压交流 380V ～ 460V 供电，频率控制范围 0.2 ～ 400HZ ，内置 EMC 滤波器，输出功率 0.4kW 。集成 RS485 通讯接口， PWM 方式（具有矢量控制、无传感器矢量速度 / 转矩控制）等工作模式； 输入输出点均引至模块面板上，通过插拔线与控制对象相连接；采用模块化设计，便于扩展与组合；可独立使用，也可与 PLC 及电气实操单元板配套使用。
8 ．工控组态软件一套：
打开软件编程环境，任何实训都可以编辑出形象直观动感强、数字效果好的组态棒图，并进行实训动态跟踪教学。
9 ． PLC 仿真实训软件一套：
（ 1 ）通过 PLASH 虚拟环境实时显示 PLC 的运行状态
（ 2 ）可以实现 PLC 虚拟接线，并对接线进行错误检查
（ 3 ） PLC 编程训练、 PLC 程序编写测试等功能
（ 4 ）实现 PLC 运行模拟，对错误程序进行检查
10 ．三相鼠笼电动机 AC380V （ △ ）
11 ．双速异步电动机 AC380V （ △/YY ）
12 、小车运动控制实训装置（实物）： 由运动小车、滚珠丝杆传动机构、伺服电机及驱动器、光电传感器、接近开关、开关电源等组成，通过传感检测、 PLC 编程，实现传动控制、 键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、加减速控制、报警运行控制、点动控制、位置显示控制 ，该系统外观精美，体积紧凑，重量轻，坚固又相对精巧，行程范围： 0.6 米 ，装有 4 只光电传感器、 5 只接近开关和 2 只行程开关进行位置反馈。
13 、 气动机械手实训模型 （实物） ： 本实训模型是一套完整的气动机械手搬运装置，由安装底板、气动手指、单杆提升气缸、双导杆伸缩气缸、旋转摆动气缸、多种类型磁性传感器、多种类型电磁阀、空气过滤器、气源控制滑阀及接线端子排等组成。主要完成物料的搬运功能，气动机械手通过前臂下降，气动手指夹紧物体，手臂缩回，手臂右摆，手臂前伸，前臂下降，手爪松开将物体放到指定位置等动作后，机械手返回原位。将电磁阀及磁性开关等元件的引出线连接到相应的端子接线排上，方便使用。能满足职业院校可编程控制器、机电一体化、气动技术等相关课程的实训教学。控制电源： DC 24V
14 、四层实物电梯
升降式电梯结构，采用透明有机材料制成，其结构与实际电梯完全相同。
采用透明有机材料制成，使得电梯的内部结构一目了然；同时，电梯的运行过程，以及每个动作都十分明了，且可以反复实际动手操作。使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理，达到事半功倍的效果。解决了以往电梯教学中单纯理论的教学方式或是参观实际电梯时所带来的不安全，无法全面了解其内部结构及运行过程等实际问题。
电梯的基本结构：
1. 机房部分：包括曳引机、限速器、极限开关、控制柜与信号柜、机械选层器以及电源接线板等设备。
2. 井道部分：包括导轨、对重装置、缓冲器、限速器、钢丝绳张紧装置、随行电缆等。
3. 厅门部分：包括厅门、召唤按钮厢、楼层显示装置等。
4. 轿厢部分：包括轿厢、轿门及触板、限速器开关、限速器拉杆、安全钳、导靴、门机机构、开到位开关、关到位开关、平层感应装置、轿厢照明、风扇等。电梯轿厢位置检测和电气选层信号由安装在轿厢顶上和各层站的双稳态磁性开关得到，从而摆脱了以往靠继电器和接触开关等有触点器件控制的庞杂线路系统，优化了线路，大大地提高了系统运行的可靠性，同时也便于检修 .
A. 限速器与安全钳保护系统。当发生意外事故时，轿厢超速或高速下滑（如钢丝绳折断，轿顶滑轮脱离，曳引机蜗轮啮合失灵，电机下降转速过高等原因）。这时，限速器就会紧急制动，通过安全钢索及连杆机构，带动安全钳动作，使轿厢卡在导轨上而不会下落。
B. 轿厢、对重用弹簧缓冲装置。缓冲器是电梯极限位置的安全装置，当电梯因故障，造成轿厢或对重蹾底或冲顶时（极限开关保护失效），轿厢或对重撞击弹簧缓冲器，由缓冲器吸收电梯的能量，从而使轿厢或对重安全减速直至停止。
C. 终端极限开关安全保护系统。在电梯井道的顶层及底层装有终端极限开关。当电梯因故障失控，轿厢发生冲顶或蹲底时，终端极限开关切断控制电路，使轿厢停止运行。
D. 门安全触板保护装置。在轿厢门的边沿上，装有活动的安全触板。当门在关闭过程中，安全触板与乘客或障碍物相接触时，通过与安全触板相连的联杆，触及装在轿厢门上的微动开关动作，使门重新打开，避免事故发生。
E. 门机力矩安全保护装置。门机用一定的力矩同时关闭轿厢门和厅门。当有物品或人夹在门中时，就增加了关门力矩，于是通过相连的行程开关使轿厢门和厅门自动重新打开，从而避免事故发生。
F 、厅门自动闭合装置。电梯层门的开与关，是通过安装在轿门上的开门刀片来实现的。每个层门都装有一把门锁。层门关闭后，门锁的机械锁钩啮合，同时层门与轿门电气连锁触头闭合，电梯控制回路接通，此时电梯才能启动运行。
