MPS实训系统.docx

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MPS实训系统

MPS模块化生产实训系统：

作为综合实训系统，我们的方案是以MPS工作单元为基础，综合近几年在国际职业技能大赛的机电一体化比赛的比赛设备，构成一个具有加工、存储、运输及网络通讯等多项技术的一个综合性的生产物流系统。

MPS系统是由多个相对独立的工作单元组合而成，所以能够进行分组训练及系统构成练习。

它是当今机电一体化教学中的主流设备，在德国的机电一体化专业的教学大纲中，已作为指定的教学实验设备，在国际奥林匹克职业技术竞赛中，机电一体化专业组的指定比赛专用设备，也是MPS系统。

MPS的每一个组成单元，相当于实际生产车间中的一台加工设备，它需要学生在充分掌握了基础部分知识的基础上，充分理解这些知识的相互关联，以训练综合分析问题、解决问题的能力。

对于更高层次训练要求，还可以进行工程的设计规划、工程管理、生产过程的流通管理及工作小组及团队之间的交流和工作配合等课程的练习。

以及进行系统技术文献的整理、补充和技术资料的运用练习。

每一个工作单元都尽可能多的涵盖了不同的知识点。

MPS系统是当今职业培训教育中被及为广泛运用的综合技能训练设备，它从实际工业应用的角度出发，将现代化工业生产设备中常见的自动化控制技术及手段集于一身，真正实现了机械于电气技术的本质的结合，应而被国际职业技术奥林匹克竞赛指定为比赛专用设备。

MPS系统是一个真正意义上将机械结构、气动技术、液压技术、电气控制技术、传感器技术、可编程序控制器技术以至网络控制技术充分结合为一体的模块化教学培训系统。

系统中的元器件均选用实际的工业元件，无论是机械结构还是控制系统，都采用统一的标准接口，这使得整个系统真正实现完全的模块化，具有极强的柔韧性，可非常方便地进行组合、互换、扩展。

使得该系统能同时满足不同层次、不同科目的培训要求。

每一个工作单元都具有各自独立的PLC控制，它即可以独立工作，又可以任意组合构成系统。

实现站与站之间的相互配合。

PLC的控制板也是通过标准的Syslink接口与工作单元的系统相连接的，PLC的扩展也留有足够的空间。

同时，这样的通用式接口的连接，也更体现出了模块化的概念和优点，可以随时根据需要，更换控制单元。

它可以是不同型号或品牌的PLC，也可以是工业PC或其它形式的控制。

不同的控制单元，

系统的模块化结构是的每一个组合都具有很强的扩展性。

从控制的角度：

可以从一般地I/O通讯扩展为Profibus通讯，更进一步，还可以扩展为局域网系统或通过互联网实现远程控制。

从系统的结构上：

MPS系统的每一个工作单元，都可以作为后期扩展的FMS系统的一个组成部分，所以，每一个系统模块经过不同的组合，可以满足不同层次、不同需求的教学培训需要。

该系统既可以以每一个工作站作为工作及训练单元，也为可以根据培训内容及分组要求，进行任意的组合，已构成不同的系统。

MPS系统的使用的最初阶段，必须同基础培训系统结合。

以每一个小组面对一个工作单元去进行训练，然后再进行组与组的连接，就像在工业现场一样，首先应该是每一台机器应独立完成自己的工作，然后是设备之间的配合、协调。

2005年WorldSkills（赫尔辛基），机电一体化比赛现场

2007年WorldSkills（日本），机电一体化比赛现场

2009年WorldSkills（加拿大），机电一体化比赛现场

作为当今职业教育领域中，机电一体化专业培训的领军、经典设备。

FESTO的MPS系统以他的灵活性，通用性已经被全球接受，并作为国际奥林匹克职业技能大赛，机电一体化专业组比赛的指定设备。

MPS设备是作为在基础实验台上，完成了相关机电知识的实训之后，进行综合性训练和练习的最佳选择。

通过MPS系统的训练，我们可以完成各种不同内容的综合练习：

Ø气动技术、传感器技术、PLC技术的综合运用

Ø系统的装配、调试训练

Ø系统控制程序的编写

Ø系统优化

Ø系统的通讯及工作协调

Ø系统的故障分析及排除

Ø系统的维护和管理

Ø工业网络技术

Ø通过人机界面进行系统的监控及管理

Ø开放型的系统创意训练

Ø。

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在2009年加拿大的Worldskillls机电一体化组比赛现场，我们已经可以看到一个完全综合性很强的MPS系统，包括了过程控制系统，和电机控制系统。

从而也可以看到，国际上对机电一体化技术训练的要求。

作为MPS的工作单元，都是以典型的工业生产过程中的环节构成，而作为每一个工作单元之间，都能够实现任意的组合，构成不同的执行系统。

真空提取单元

肌肉缸冲压单元

电伺服立体库单元

KUKA机械手单元

MPS－PA灌装单元

作为MPS－PA的工作单元，是在加拿大举办的机电一体化技能大赛中新增加的比赛设备，它增加个过程控制的元素和模拟量的处理，PA的工作单元还可以和常规的MPS工作单元相连接，构成更综合性的系统。

过程控制工作单元MPS-PA，可以作为MPS系统中的一个组成部分，也可以独立相互组合，构成适合于食品、医药、化工等领域应用较为广泛的过程控制技术的专门培训。

MPS-PA包括了过滤工作单元、混合工作单元、反应工作单元和罐装工作单元这四个典型的工作单元。

通过这四个典型的工作单元，将过程控制技术中的典型技术参数压力、流量、温度及液位的控制调节在工业现场的实际应用得以充分的体现，学生所面对的，是一个更加具体、实际的控制对象。

这是一个系统构成的实例，而且在这个工作单元中，我们可以加入触摸屏、模拟量的检测与控制及过程控制等更多的培训内容。

在各个工作单元之间，我们可以加入传送带单元，同时传送带可以采用交流变频控制，这使得系统的组合更加灵活，培训内容也大大得以提升。

作为这些工作单元，可以任意组合，根据培训要求的需要，构成大小不同系统，一步步的增加，最终构成完整的系统。

系统的构成

广州市职业鉴定中心，已经在前期购置了一批MPS工作单元，并参与主办了穗、港、澳三地的职业技能大赛，在FESTO的MPS系统的使用方面已经具备了一定的经验。

只是原有的工作单元比较单一，相对构成的系统比较简单。

而且，没能够很好的体现出更多技术的综合，和系统构成的灵活性。

结合培训的需求。

我们在原有工作单元的基础上，添加进伺服电机系统、机械手、过程控制系统。

使得MPS能够满足更多的不同工种的培训及系统训练要求。

鉴定中心原有的设备中已经包含了部分上面所列出的工作单元，

Ø进料工作单元

Ø分拣工作单元

Ø成品分装单元

我们建议在原有设备的基础上，增加一些技术含量和培训内容更广的工作单元，不是只有气动执行系统，以适应更多内容的培训需求，同时，这些工作单元单独提出来，还能够组成更加专业的培训内容。

如：

Ø机械手的培训

Ø过程控制的培训

Ø。

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真空提取单元

肌肉缸冲压单元

电伺服立体库单元

KUKA机械手单元

MPS－PA灌装单元

在2009年加拿大的Worldskillls机电一体化组比赛现场，我们已经可以看到一个完全综合性很强的MPS系统，包括了过程控制系统，和电机控制系统。

从而也可以看到，国际上对机电一体化技术训练的要求。

CIROS

机电一体化教学及模拟软件：

1）MPS工作单元是侧重PLC控制系统的虚拟机电一体化教学环境。

软件为应用功能相当于或优于SiemensS7进行PLC编程创造了学习环境，包括机电一体化培训系统MPS的虚拟教学环境。

综合模型库中包括所有MPS工作单元、传送带及高库的3D加工模块。

将该软件与自动控制套装联网使用时，能够对上述模块进行扩展或修改。

2）通过内置虚拟、SIMATIC西门子PLC控制器进行编程及模拟运行或通过外部硬件PLC和EasyPort接口即可激活软件中的模块。

3）在手动模式中能够运行单步动作并进行编辑，无需编程就能够生成流程序列。

4）软件中设置包括传感器错误检测在内的多种错误场景可进行有效的错误情况模拟。

错误设置功能具有密码保护。

可记录错误的定位和解除并可对结果进行鉴定，可以在模拟环境中针对系统调试和故障修复设计有效的培训。

5）软件除对工作单元的模拟之外，还可以将不同的工作单元自由组合，构成系统，并完成系统中单元之间的连接设置，然后进行系统的模拟，完成与单站模拟相同的模拟功能。

CIROS

机械手编程及模拟软件：

1）机械手的编程及模拟软件用于学习工业机器人系统的编程和通讯。

软件中包括大量不同的机器人型号。

该软件包含从提取技术基础原理到航空技术中机器人的应用这一范围内的主要内容。

2）所有自动控制机器人技术的基础知识都能够通过软件传达给使用者。

它应用大量的图形和动画解释技术术语和事实；包括多种类型的工业机器人应用视频；提供每个机器人工作单元的范例程序及包括操作指导在内的技术文档。

3）符合，3D实时模拟。

IRL（工业机器人语言），相当于Mitsubishi机器人系统的ovemaster命令及MelfaBasicIV编程语言的编程环境。

4）综合性数据库包括超过20个预定义的机器人工作单元，应用这些工作单元，您可以进行从简单抓取任务到综合大量机器人系统的加工工厂范围内的机器人通讯及编程应用。

Fluidlab–PA

过程控制系统的检测及分析软件

1）软件能够进行控制技术基础知识的教学和演示。

通过一个接口单元，完成计算机对过程控制系统中的主要元件及参数进行检测、控制。

2）测量：

对8个数字量/4个模拟量输入信号的测量变量进行检测和评定。

3）开环控制：

8个数字量/2个模拟量输出的二元控制或连续控制

4）闭环（可调）控制：

自由选择闭环控制功能，包括2-点,P,I,PI和PID控制。

5）实际操作或模拟：

连接工作单元后，可以在线完成软件中的练习及实验。

脱机练习可以使用系统中预设的模拟。

6）能转换模拟量和具有二元输出信号，读取输入信号的状态，常规计算机系统设置。

7）通过软件能够轻松地启动每个工作单元的加工序列。

在流程图中对所有加工步骤进行可视化监控。

8）工作单元的所有功能可以通过软件直接、清楚地进行控制。

过程阀的状态、泵及传感器以图形方式记录，因此可以直接评定相应数值。

提供下列功能记录传感器特性和决定阶跃响应:

选择测量通道，物理测量因素，调整测试时间，显示输入信号

9）设置输出信号，操控量开/关

10）测量值可以打印或以JPG文件保存

11）通过软件中预设的练习可以直接分析大量的加工元。

包括记录传感器特性，记录泵的特性，记录加热特性

12）通过分析能够快速和贯通地掌握典型加工元件。

13）“2点调节”和“持续调节”菜单通过对过程的快速响应来确定所需控制器的参数。

点击鼠标启动选定控制系统的各种控制功能。

控制器参数文档简单易懂。

测量值和参数曲线可直接打印。

Fluid-SIM

气动及电气气动技术教学模拟软件

1）教学模拟软件能够用于开展实验、进行实时模拟和教师备课。

也可以作为虚拟模块化控制系统，结合到混成学习概念中使用。

2）元件库中包含了教学系统中的所有元器件，可以任意选择其中的元器件，构成气动、电气及电气气动回路。

对于所构成的回路，可以实现全方位的模拟，

3）可以模拟多种动态效果：

建立压力、惯性、速度、滑动摩擦等参数的显示。

并能将这些参数及元器件的状态通过曲线表现出来。

4）软件中的文本和图形可以复制到office文本中，并可以讲实时的图形记录和打印出来。

5）软件中包含气动和液压基础知识教学影片。

以及元器件的内部结构图，及功能的动画演示。

6）实时模拟

7）计算压力和流量，电流和电压

8）计算阀体中压降时的特性数据

9）实现开关时间

10）考虑惯性、静摩擦、滑动摩擦、泄漏和终端位置缓冲等情况下，计算活塞速度和加速度等。

11）通过接口，可以将软件和实物连接在一起，实现虚拟的模拟和实际设备的运行结合在一起，完成综合模拟的实验。

WinCC组态软件

SIMATICWinCC是通过计算机操作的监控系统。

WinCC为实现对过程、加工顺序和机器的可视化加工监控所设计。

它具有超强的过程模块联结功能，特别适合SIMATIC系统，保证数据的安全存储，能够为控制系统提供高效的解决方案。

基础系统符合一般的工业技术要求–能够普遍满足自动化技术应用。

软件包中包括一个开发版和一个运行版，运行版

软件包由256变量（PowerTags）的开发版和运行版组成。

可完成与S7,和Pro-fibus（DP）的联结。

与其他系统联结的软件请问询。

STEP7教学版软件

包括编程语言：

语句表（STL），功能图（FCH），梯形图（LDR）（基本软件包）和STEP7-GRAPH。

能够实现使用SIMATICS7-300/-400，SIMATICC7控制的网络方案。

软件包还包括S7-PLCSIM模拟软件。

使用

S7-PLCSIM可以在忽略目标硬件实用性的情况下，在PG/PC机上进行对SIMATICS7模块的功能测试。

因此，在程序开发的早期阶段就可以

发现并排除程序中的错误。

机电一体化

机电一体化工作手册的A部分包括复杂系统有关项目规划、物流、自动化系统设计、调试、维修及故障诊断所需的基本技术知识。

B部分详细介绍相关理论知识。

教材中包括8个习题及答案，辅导学生进行实践练习。

所有练习需要使用FestoDidactic的MPS®模块化生产加工系统来完成。

MPS®培训文档

MPS®系统的完整培训文档作为教师参考资料。

包括系统构建、调试、编程和纠错的

练习和答案，以及一些附加信息。

同时还包括应用Siemens

PLCS7-313C-2DP的工作实例。

系统故障的通讯方法

系统维修、维护，尤其是故障处理的重要性，是生产加工中不可忽视的内容。

本书的目的是指导学生如何降低停工期。

鉴别错误模式、故障诊断、故障排除等操作需要的不仅是专业技能，还包括沟通技巧。

本书以中等饮料瓶生产厂的加工情况为实例，以培训现场反应实际环境，对各种简单、复杂故障及解决方法进行说明。

机电一体化技术教学项目

培训课题

自动化技术、操作技术领域的电气工程师或机电一体化工程师的完整项目作业方案。

在成功应用FestoDidactic模块化加工系统的基础上，Festo与德国教育出版社EINS联合开发了13个电气工程培训项目。

这些项目中也包括机电一体化工程师需要的专业内容。

使用者通过实践项目逐步深入学习，书中介绍了大量相关理论和工具。