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吕梁学院GE智能平台自动化系统实验室建设规划

根据《吕梁学院“十二五”事业发展规划》、《吕梁学院学科专业建设规划》和学院所面临的教学评估现状,学院决策通过国际交流与合作,积极引进发达国家先进的工科教学方式和最先进的实验教学装备实现我院的跨越式发展。恰逢GE智能平台面向中国大学推出“大学计划”,院领导积极推动并促成双方的合作。

本着双方合作框架协议中达成的“积极合作、共同发展、深入交流、互利互惠”的原则,特制定《吕梁学院GE智能平台自动化系统实验室建设规划》。

GE智能平台自动化系统

实验室建设规划

二〇一年四月 制

根据《吕梁学院“十二五”事业发展规划》、《吕梁学院学科专业建设规划》和学院所面临的教学评估现状,学院决策通过国际交流与合作,积极引进发达国家先进的工科教学方式和最先进的实验教学装备实现我院的跨越式发展。恰逢GE智能平台面向中国大学推出“大学计划”,院领导积极推动并促成双方的合作。

本着双方合作框架协议中达成的“积极合作、共同发展、深入交流、互利互惠”的原则,特制定《吕梁学院GE智能平台自动化系统实验室建设规划》。

一、实验室建设目标

学院与美国GE公司合作,引进国际最先进的自动化控制系统,配套丰富的教学型工业机电设备,做到合理规划,装备先进,为工科应用型人才培养提供一流的实践平台。

计划在本学期建设完成“GE智能平台自动化系统实验室”。该实验室总体规划面积330m2,配备专职实验室工作人员2名,投入仪器设备总值约3300万元,建成国内装备先进的院级示范实验室。这一建设目标使我院工科实验室建设跨上新的台阶,可以极大地促进工科相关专业的发展和人才培养,为我院即将迎来的教学评估提供有力支撑,为今后申报省级示范实验室打下良好基础,为学院申报机械电子工程、自动化等新专业提供了有力保障。

实验室主要功能:1)满足工科各专业自动化与机电控制类相关课程教学实验的需要;特别是对机械设计制造及其自动化、机械电子工程等专业的建设和申报具有重大促进作用。2)搭建先进的科研和创新实验平台,服务于教师科研项目和大学生创新实践活动。3)为机电复合应用型人才培养提供保障,为校企合作服务地方经济建设提供有力支持。4)为把吕梁学院煤矿机械虚拟仿真实验教学中心申报为省级示范中心打下基础。

二、实验室的构成

实验室名称:GE智能平台自动化系统实验室(名称来自附件三《共建协议》)

实验室面积:330m2。(附:实验室内部平面布置图及效果照片)

实验室分为三个部分:1PAC系统基础实验室(四开间120m2);2、机电与矿用设备控制实验室(三开间90m2);3、多轴运动与过程控制实验室(两开间60m2);以及一间办公室(一开间30m2)和一间工具材料室(一开间30m2)。

项目

面积(m2

备注

合计(m2

PAC系统基础实验室

120 m2

4开间

330 m2

机电与矿用设备

控制实验室

90 m2

3开间

多轴运动与过程

控制实验室

60 m2

2开间

办公室

30 m2

1个单开间

工具材料室

30 m2

1个单开间

三、实验室设施建设要求

为了建设现代化的GE智能平台自动化实验室,使其能更好地为生产、科研、教学服务,除了先进的科学仪器和完善的实验设备是提升科研教学水平,促进实践创新的必备条件以外,实验室的建设也是一个非常重要的物质条件。

吕梁学院GE自动化实验室建设基本要求如下:

1. 实验室改造

在实验室设备安装前,学院需要进行前期准备工作,主要是改造供电、室内设备通讯线缆布置或提供相应条件、地面装修、窗帘等。

2. 实验室内外装饰

实验室内外需要进行必要的装饰,如牌匾、标识、挂图、简介等技术性、宣传性和指导性牌匾等的制作及挂墙等。

四、实验室建设经费

实验室仪器设备总值约3300万元。实验室建设经费构成如下:

项目

价值(万元)

总价值(万元)

GE自动化系统

¥3125

¥3275.43

配套被驱动对象

¥122.5

¥150.43

其他配套装备

¥27.93

1、GE自动化控制软、硬件系统装备经费

按照附件三《双方共建框架协议》,GE公司以优惠价格向吕梁学院提供总价约为3125万元人民币的先进自动控制软、硬件装备。

2、本院选购与GE自动化系统配套被驱动机电设备购置经费

这部分费用约为122.5万元。为兼顾工科各系应用,选用各类被控设备16台(套)。具体装备和价格见附件二列表1

3、本院配套实验室其它装备所需经费

该项费用约为27.93万元。主要用于购买计算机、打印机、桌椅、投影仪、屏幕、黑板、资料柜、工具柜、空调等。详细配置及价格见附件二列表2

2、第3两项购置实验室装备费用总和为150.43万元。

4、实验室改造、装饰费用等

在实验室设备安装前,学院需要进行前期准备工作,主要是实验室改造,如供电、室内设备布线、窗帘、地面装修等;以及实验室装饰,如牌匾、标识、挂图、简介等技术性、宣传性和指导性牌匾。

5、正常运行及维护费用

该实验室运行以电子信号驱动小型模拟设备形式为主,耗电省、耗材少,维护简便,运行费用低,不必特殊专列实验消耗。

五、实验室及实验设备用途

GE智能平台公司提供的软、硬件产品清单及外观图形见附件三:《GE智能平台与吕梁学院共建—GE智能平台自动化系统实验室战略合作框架协议》。

吕梁学院基于GE智能平台建设的自动化系统实验室规划为三个部分:1PAC系统基础实验室;2、机电与矿用设备控制实验室;3、多轴运动与过程控制实验室。各实验室装备配置及功能如下:

5.1PAC系统基础实验室

PAC系统基础实验室可为本校机械设计制造及其自动化、电子信息和准备申报的机械电子工程、电气自动化、电子科学与技术等专业学生相关课程实验、课程设计等实践教学活动提供最好的平台。学生通过编程学习和训练,可了解和掌握GE公司的各种产品的性能和特点,了解各种产品的使用方法,掌握GE PACsystem的编程方法和编程技巧。

本实验室具有开放性、综合性、便捷性等特点,能够实现机械装调、气路搭建、电机驱动、传感检测、编程控制、低压配电、识图配线等实训功能。

一、实验仪器与设备

1GE PAC培训装置8

主要包含电源、GE CPUHMI、网络通讯模块、高速计数模块、模拟量输入、输出模块等。

2PAC控制对象8套(每套对象18个模块)

3多媒体教学系统

设备

数量

功能

备注

GE PAC培训装置

8

网络通讯、高速计数、模拟量输入、输出

JZ0502光机电一体化实训考核装置

1

高级训练平台

32台电脑,一次供64位学生实验训练

JM0101机电模块装调实训台

7

基础训练平台

多媒体教学系统

1

教学系统

其他

地板处理、供电及网线布置

二、实验教学内容

GE PAC系统基础实训室是根据吕梁学院教学需要和GE 公司其自身产品特点投资建设的实验室。实验的主要内容如下:

(1) GE PAC的硬件配置;

(2) GE Proficy软件编程;

(3)PLC基础实验的训练含编程控制、电机驱动、传感检测、机械装调、气路搭建、低压配电、识图配线等训练内容。模块难易结合,可让学生由浅入深掌握PLC知识,复杂模块可作为课程设计和毕业设计的内容,也可自行选配组建,实物模块形象直观。

5.2 多轴运动与过程控制实验室

多轴运动与过程控制实验室应用国内外最新过程控制技术中的智能仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的普及型多功能实训装置。用PLC控制技术实现智能仪表控制、DCS控制及交流伺服驱动器控制。服务于工科各专业相关课程,特别是机械、化工及电子信息等专业。

一、实验仪器与设备

1 GK0501 高级过程控制实训系统

2MC0201三轴运动控制实训系统

3PE PAC Motion多轴运动控制系统

设备

数量

功能

备注

GK0501 高级过程控制实训系统

1

实现对温度、压力、流量、液位等过程参数应用多种控制方案进行控制

8台电脑,一次供16位学生实验训练

MC0201三轴运动控制实训系统

2

实现机械装调、电机驱动、传感检测、低压配电、识图配线等实训功能

PE PAC Motion多轴运动控制系统

2

后期扩展性开放

多媒体教学系统

1

教学系统

其他

地板处理、供电及网线布置

二、实验教学内容

1. GK0501 高级过程控制实训系统可以实现对温度、压力、流量、液位等过程参数应用多种控制方案进行控制。同时让学生熟悉主流的工业过程控制产品,并具备一定操作、选型、设计能力,为就业时迅速进入角色打下基础。主要实训项目有:

(1) 单容水箱液位数学模型的测定实训

(2) 双容水箱液位数学模型的测定实训

(3) 三容水箱液位数学模型的测定实训

(4) 非线性容积水箱液位数学模型的测定实训

(5) 单容水箱容积改变的液位数学模型的测定实训

(6) 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实训

(7) 锅炉与加热器对象数学模型试验

2. MC0201三轴运动控制实训系统能够在实现机械装调、电机驱动、传感检测、低压配电、识图配线等实训功能的基础上,进一步实现单轴定位、双轴定位、三轴定位、直线插补、圆弧插补、螺旋插补等实训功能,并通过画板直观、实时展示控制效果。

3. PE PAC Motion多轴运动控制系统(目前为GE提供4轴控制柜)

5.3机电与矿用设备控制实验室

机电与矿用设备控制实验室的是为提高工科学生动手能力和实践技能而选购、建设的。实验室装备多套实用性强的先进实验系统。具有工业性、仿真性、开放性等产品特点;不仅能够实现机械装调、电机驱动、传感检测、编程控制、低压配电、人机交互、识图配线等实训,并能针对性完成变频器的通讯、电机调速、控制实训。服务面向机械类、矿业、安全、材料加工、化工过控等多个领域。

一、实验仪器与设备

1. T210张力控制变频减速机实训系统
   2. T310室温控制变频风机实训系统

3. T101压力控制变频水泵实训系统

4. RX0101柔性制造实训系统

5. MX0401电梯实训系统(三台群控)

设备

数量

功能

备注

变频实训系统

1

T210张力控制变频减速机实训系统

1

T310室温控制变频风机实训系统

1

T101压力控制变频水泵实训系统

总线控制系统

1

RX0101柔性制造实训系统(10个单元)

现场总线技术

楼宇智能系统

1

MX0401电梯实训系统(三台群控)

其他

地板处理、供电及网线布置

二、实验教学内容

1.T210张力控制变频减速机实训系统能够实现机械装调、电机驱动、传感检测、编程控制、低压配电、人机交互、识图配线等实训,此外,能针对性完成变频器的通讯、调速、控制实训。

2. 本产品由电气控制屏和恒温被控对象两部分组成,具有仿真性、开放性等产品特点;不仅能够实现管路搭建、风机驱动、传感检测、编程控制、低压配电、人机交互、识图配线等实训,并能针对性完成变频器的通讯、调速、控制实训。该设备具有冷却和加热两种功能,风速大小由变频器控制,速度可调节,设定温度能够根据需要改变。

3.T101压力控制变频水泵实训系统以工业过程控制为设计蓝本;包含了PLC控制系统、储/实训水箱、水管管件、检测系统、执行器系统等模块;可实现恒压供水与液位控制实训过程。在具备PLC编程、安全配线、闭环控制、HMI组态、传感技术、管路搭建、人机交互、电机拖动、模拟量开度控制、PID控制、电气调试技术应用的同时,重点突出变频器的总线、USS、模拟量三种通讯方式对三相电机的调速与控制。除此之外系统还可扩展安全配线、多种实训模式切换功能。

4.RX0101柔性制造实训系统系统采用了先进的Profibus工业现场总线控制方式,配有主控S7-300PLC、人机界面、MCGS嵌入式组态软件等,系统更大程度上的展现了工业现场的工作状态及现代制造工业的发展方向。

该系统所提供的是一个综合的工业生产环境, 是一套可以提高学生动手能力和实践技能的先进、实用性实验设备系统。该装置由多个各自独立而又紧密相连的工作站组成。

在这套设备上可进行各种现场总线技术、传感器技术、气动技术、电机驱动技术、PLC技术、电气控制系统培训、机械系统安装调试培训、系统维护和故障检测技术培训等多方面的培训。

5. MX0401三台群控五层电梯实训系统该电梯是缩小比例后的真实电梯模型,机构和功能与真实电梯相同,能够实现机械装调、电机驱动、传感检测、编程控制、网络通讯、低压配电、人机交互、识图配线等实训,并能针对性完成如门机机构调整、检测信号调试、电梯故障排除等动手实操。

 
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