"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SB-GYTX電氣控制系統綜合實(shí)訓設備
一、概述
電氣控制系統綜合實(shí)訓設備應包括實(shí)訓操作平臺、主控模塊、觸摸屏模塊、伺服絲桿模塊、按鈕指示燈模塊、變頻器控制模塊、氣動(dòng)實(shí)訓模塊、電源控制模塊、網(wǎng)孔板模塊、交通燈模塊、天塔之光模塊、水塔水位多種液體混合模塊、自動(dòng)售貨機模塊、電機正反轉模塊及編程工作站。能夠根據任務(wù)類(lèi)型選擇相應模塊，將該模塊安裝在指定快換工裝上，且可利用現場(chǎng)總線(xiàn)、計算機網(wǎng)絡(luò )等通訊方式進(jìn)行連接，從而建立具有多層網(wǎng)絡(luò )的實(shí)驗軟硬件平臺。
參考圖
二、電氣控制系統綜合實(shí)訓設備特點(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、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S7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。
2、實(shí)驗室智慧用電安全控制系統
智能電源管理系統具有過(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失壓、功率限定；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過(guò)遠程清除故障后，才能上電成功；能通過(guò)無(wú)線(xiàn)4G和有線(xiàn)以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )的情況下，教室整套智能電源管理系統可離線(xiàn)獨立運行。
1）智能終端：智能電源管理系統以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實(shí)時(shí)監控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語(yǔ)音播報功能。能實(shí)時(shí)監測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監測數值。能監控實(shí)驗室電源的故障類(lèi)型和故障次數；用戶(hù)通過(guò)刷卡方式請求開(kāi)啟設備，PC端進(jìn)行授權之后，設備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預約設備的啟動(dòng)和停止！設備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示�？稍O備相應過(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失壓、功率限定等7大保護功能數值。
2）手機APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當前電壓、電流、有無(wú)功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。用戶(hù)可進(jìn)行遠程在線(xiàn)報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進(jìn)行遠程維護，及時(shí)跟進(jìn)，以有效解決用戶(hù)設備維護。
3）PC端軟件：每個(gè)設備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶(hù)定位跟蹤與信息統計；具有管理員信息修改與權限管理等功能�？梢绘I開(kāi)啟和關(guān)閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開(kāi)關(guān)！用電數據界面能智能查找近2年用電數據，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過(guò)欠壓值、過(guò)欠壓恢復時(shí)間值等。
3、主機實(shí)訓組件
配置西門(mén)子S7-1200（CPU1214c）系列 PLC主機，集成數字量I/O（14DI/10DO），
4.變頻器組件
配置西門(mén)子G120C變頻器，響應速度快，性能優(yōu)越。
5.觸摸屏實(shí)訓組件
昆侖通態(tài)7英寸觸摸屏，界面操作簡(jiǎn)便，圖庫豐富，操作性強。
（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。 |
|
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 |
BP1 |
變頻器實(shí)訓組件：配置西門(mén)子G120C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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14 |
CM1 |
觸摸屏實(shí)訓組件：昆侖通態(tài)7英寸
|
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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15 |
WK1 |
典型電動(dòng)機控制實(shí)操單元：交流接觸器3只；時(shí)間繼電器1只，3個(gè)按鈕，3只交流指示燈，2只熱繼電器，元器件配置專(zhuān)用底座。 |
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。 |
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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）.步進(jìn)電機實(shí)訓系統
步進(jìn)電機實(shí)訓系統由運動(dòng)小車(chē)、同步帶輪傳動(dòng)機構、步進(jìn)電機及驅動(dòng)器、光電傳感器、電感式傳感器、 電容式傳感器、行程開(kāi)關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測、編程，實(shí)現運動(dòng)距離測量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報警運行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置顯示控制等，通過(guò)脈沖個(gè)數定位，小車(chē)位置控制精確。該系統外觀(guān)精美，體積緊湊，重量輕，行程范圍：0.4米。實(shí)驗系統能滿(mǎn)足大中專(zhuān)院�？删幊炭刂破骷夹g(shù)的教學(xué)、課程設 計和畢業(yè)設 計。
（四）三相鼠籠異步電機：交流380V/△
（五）實(shí)訓桌
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。
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
11.四節傳送帶控制
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
21.三層電梯控制
22.四層電梯控制（實(shí)物）
23.加工中心控制（實(shí)物）
（三）PLC實(shí)物控制實(shí)訓
24.溫度PID控制
25.步進(jìn)電機運動(dòng)控制
26.直流電機控制
27.直線(xiàn)運動(dòng)控制
28.運動(dòng)小車(chē)控制
29.步進(jìn)電機位置控制
（四）PLC高級技能實(shí)訓（設計、安裝、調試及檢修）
30.三相電機星三角控制
31.三相電機正反轉控制
32.機床電路控制
33.三相電機點(diǎn)動(dòng)控制
34.三相電機連續控制
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實(shí)訓
35.變頻器功能參數設置與操作
36.變頻器面板操作與運行
37.變頻器無(wú)級調速
38.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
39.變頻器控制電機正反轉
40.多段速度選擇變頻調速
41.外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調速
42.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
43.PLC數字量控制方式的多段速
44.PLC數字量控制方式的電機降壓?jiǎn)?dòng)
45.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時(shí)間控制
46. 基于PLC模擬量控制變頻開(kāi)環(huán)調速
47. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
48. 觸摸屏畫(huà)面等級設置及操作
49. 觸摸屏畫(huà)面切換操作
50. 基于觸摸屏控制方式的LED控制
51. 基于觸摸屏控制方式的電機運行時(shí)間控制
52. 基于觸摸屏控制方式的搶答器控制
53. 基于觸摸屏控制方式的四節傳送帶控制
54. 基于觸摸屏控制方式的運料小車(chē)控制
55. 基于觸摸屏控制方式的自動(dòng)供水控制
56. 基于觸摸屏控制方式的多段速控制
（六）氣動(dòng)控制實(shí)驗
57.三相電機星三角控制
31.三相電機正反轉控制
32.機床電路控制
33.三相電機點(diǎn)動(dòng)控制
34.三相電機連續控制
六、設備主要配置
|
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 |
1 |
臺 |
|
數字量模塊 |
Sm1223 |
1 |
臺 |
|
模擬量模塊 |
SB1232 |
1 |
臺 |
|
通訊電纜 |
網(wǎng)線(xiàn) |
2 |
條 |
|
觸摸屏通訊線(xiàn) |
1 |
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 |
|
|
自動(dòng)洗衣機/電鍍生產(chǎn)線(xiàn) |
1 |
塊 |
|
|
變頻器實(shí)訓掛箱（G120C）0.37KW |
1 |
塊 |
|
|
觸摸屏實(shí)驗箱 TPC7062TI （7寸工業(yè)級彩色） |
1 |
塊 |
|
|
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 |
|
網(wǎng)孔板 |
|
1 |
套 |
|
網(wǎng)孔板散件 |
|
1 |
套 |
|
小車(chē)運動(dòng)模型 |
|
1 |
套 |
|
三相異步電機 |
|
1 |
套 |
|
連接線(xiàn) |
實(shí)驗連接線(xiàn)50cm自鎖線(xiàn) |
50 |
條 |
七、氣動(dòng)實(shí)訓模塊
本實(shí)訓模塊由各種小型標準工業(yè)氣動(dòng)元件、電氣控制部分、微型空氣壓縮機等組成，能開(kāi)設氣動(dòng)元件和電氣元件的識別、方向控制回路、速度控制回路、順序動(dòng)作回路等實(shí)訓項目，可以集成到工業(yè)自動(dòng)化通訊網(wǎng)絡(luò )實(shí)訓平臺，實(shí)訓方便。
1）氣動(dòng)元件主要配置清單
|
名 稱(chēng) |
主要配置 |
數量 |
|
雙作用氣缸 |
（1）使用壓力范圍0.15-1MPa,耐壓15bar |
1個(gè) |
|
過(guò)濾減壓閥 |
調壓范圍0.5-9bar，集成壓力表 |
1個(gè) |
|
二位五通手 |
（1）使用壓力范圍0-1MPa |
1 |
|
動(dòng)閥 |
（2） 動(dòng)作方式：手控直動(dòng)式 （3） 保證耐壓力：1.5MPa |
個(gè) |
|
手旋閥 |
（1） 外部控制直動(dòng)式 （2） 有效截面積12.0mm2 （3） 使用壓力范圍0-8bar （4） 滑柱式結構 |
1只 |
|
單氣控二位三通閥常開(kāi)式 |
（1） 常開(kāi)，外部氣控式 （2） 有效截面積16.0mm2 （3） 使用壓力范圍：0.15-0.8MPa （4） 動(dòng)作頻率至5次/秒 （5） 滑柱式結構，密封性好，流量至400L/min |
1個(gè) |
|
單電控二位三通閥常開(kāi)式 |
（1） 常開(kāi)式，有效截面積16.0mm2 （2） 使用壓力范圍：0.15-0.8MPa （3） 動(dòng)作頻率至5次/秒 （4） 工作電源24VDC （5） 滑柱式結構，密封性好 （6） 配有安全導線(xiàn)接線(xiàn)接頭 |
1個(gè) |
|
安全閥 |
（1）外部控制直動(dòng)式 （2）有效截面積12.0mm2 （3）使用壓力范圍0-8bar （4）滑柱式結構 |
1個(gè) |
|
二位三通壓力順序閥 |
適用范圍：可以使用經(jīng)過(guò)潤滑的壓縮空氣 |
1個(gè) |
|
先導式電磁換向閥 |
（1） 常開(kāi)式，有效截面積16.0mm2 （2） 使用壓力范圍：0.15-0.8MPa （3） 動(dòng)作頻率至5次/秒 （4） 工作電源24VDC （5） 滑柱式結構，密封性好 （6） 配有安全導線(xiàn)接線(xiàn)接頭 |
1個(gè) |
|
排氣節流閥 |
使用壓力范圍：0.0-1MPa |
1個(gè) |
|
雙壓閥（與閥） |
工作壓力范圍0-9.9kgf/cm2,有效截面積14mm2 |
1個(gè) |
|
梭閥（或閥） |
工作壓力范圍0-10kgf/cm2,有效截面積7.5mm2 |
1個(gè) |
|
可調節單向節流閥 |
使用壓力范圍0.05-0.95MPa；額定流量450L/min |
1個(gè) |
|
氣管及輔材 |
|
1套 |
|
接近開(kāi)關(guān) |
電感式，配有安全導線(xiàn)接線(xiàn)接頭 |
2個(gè) |
|
器件底座 |
所有氣動(dòng)元件均裝有帶彈性插腳的底板，底板采用ABS工程塑料，一次壓制而成，實(shí)驗時(shí)可以隨意在通用鋁合金型材板上，組裝各種實(shí)驗回路，操作簡(jiǎn)單、方便。 |
14個(gè) |
|
雙壓閥（與閥） |
工作壓力范圍0-9.9kgf/cm2,有效截面積14mm2 |
1個(gè) |
2）空氣壓縮機及實(shí)驗底板配置清單
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名 稱(chēng) |
主要配置 |
數量 |
|
空氣壓縮機 |
功率750W，轉速1380rpm/min，壓力7.0Bar，排氣量60L/min，容量30L |
1 |
|
可移動(dòng)實(shí)驗底板 |
采用鈑金結構與工業(yè)鋁型材一體化設 計，工業(yè)鋁型材在鈑金的基礎上建立一個(gè)固定閥板的平臺，主要用于安裝氣壓相關(guān)元件，型材表面有標準的兩道固定槽，兩道之間距離為40mm�？梢园惭b在試驗臺上。 |
|
