伺服電機" style="margin: 0px auto; width: 600px;" alt="伺服電機" width="600" height="" border="0" vspace="0">

　　工業(yè)以太網(wǎng)和基于 PC 的控制技術早已在很多設備中普及。班貝克州立職業(yè)學校(SBSZ)對此也予以了充分重視。學校利用最新技術傳授先進的編程方法、運動控制和安全方面的專業(yè)知識，讓新興的貿(mào)易專家和技術人員通過實際使用倍福的工業(yè) PC、TwinCAT 3 和驅(qū)動器深入了解開放式自動化平臺的優(yōu)勢。

　　班貝格 SBSZ 主要傳授電氣工程、計算機科學和機電一體化等各個不同領域必要的理論和實踐知識。隨著技術的進步，教學內(nèi)容和教學材料也要不斷更新，與時俱進。2020 年，電氣工程 3(機電一體化)系重新設計了其教學設施，新增了一座控制和驅(qū)動技術實驗室。

　　碩士工程師 Stefan Felkel：“基于 PC 的控制技術的靈活性和 TwinCAT 3 的簡單授權(quán)模式為實驗室工作站的建立和使用提供了巨大優(yōu)勢?！?/p>

　　“我們的目標是確保未來的技術工人，尤其是自動化和機電一體化領域的電工和技術人員，在就業(yè)前能夠做好最充分的準備，并將所學知識有效地運用到實際工作中?！迸c Markus Grill(理學碩士)一起設計實驗室工作站的高級教師 Stefan Felkel 說道。因此，實驗室中各個學習單元和練習都是培訓計劃不可或缺的一部分。目標是通過各種實踐練習，培養(yǎng)學生獨立完成各項任務和編程的能力。Stefan Felkel 表示：“每位職校學生和志向成為技術人才的學員都可以設計和創(chuàng)建自己的程序，并在硬件上進行模擬和測試?！睂W校總共有六個實驗室工作站，每個工作站最多可供三名學生使用。此外，還有一個供教師使用的實驗室工作站，可以通過它遠程控制實驗室工作站和工業(yè) PC 的電源。

　　安全、運動控制和垂直集成

　　每個工作站都有三個培訓模塊，分別側(cè)重于 PLC、安全和運動控制，這些模塊可與 C6525 工業(yè) PC 靈活搭配。

　　PLC 示教板上安裝了數(shù)字量和模擬量 I/O 端子模塊(EL1895、EL3174、EL4132)、1 個 AS-i 主站端子模塊(EL6201)以及用于兩個電位計的 EL3214-0090 模擬量輸入端子模塊。運動控制學習模塊包含了 2 個用于控制伺服電機的 EL7221-0090 EtherCAT 端子模塊(48 V DC、8 A、OCT)、1 個制動斬波器端子模塊 (EL9576) 和 1 個風扇模塊(ZB8610)。另外，它還配備了一個編碼器接口端子模塊 EL5151，用于設置設定值。

　　安全示教板上安裝的設備包括 1 個 TwinSAFE 輸入端子模塊(EL1918)、1 個 4 通道 TwinSAFE 輸出端子模塊(EL2904)、1 個帶 TwinSAFE SC 通信接口的 IO-Link 主端子模塊 (EL6224-0090)和 1 個 EtherCAT 數(shù)字量端子模塊(EL1859)?！巴ㄟ^ TwinCAT 3 編程平臺和各種 TwinCAT 3 功能，我們可以設計和創(chuàng)建大量以實踐為導向的學習場景?！盨tefan Felkel 強調(diào)道。

　　“我們的 Motion Servo、TwinSAFE 和 TwinCAT I/O 示教板是實現(xiàn)這一目標的基礎。為了確保這些模塊與現(xiàn)有的培訓設置兼容，倍福系統(tǒng)應用部的 Franco Angelico 和倍福演示系統(tǒng)部的 Jens Thorun 根據(jù) Stefan Felkel 和 Markus Grill 的要求對模塊進行了調(diào)整?！眮碜员陡＜~倫堡銷售團隊的 Wolfgang Negele 補充道。

　　Stefan Felkel 認為，重要的是每個人都擁有自己的工業(yè) PC，并且能夠輕松地將其與任何硬件設備連接。基于 PC 的控制技術和 EtherCAT 在此提供了極大的靈活性：工業(yè) PC 可以通過相應的網(wǎng)絡接口靈活連接實驗室工作站的硬件或其它移動實訓推車。

　　實用技能培訓與 TwinCAT 3

　　在實驗室中，除了硬連線可編程邏輯控制器之外，教師們主要傳授順序控制器編程的基礎知識。實驗室的核心部分是 TwinCAT 3 開發(fā)平臺。TwinCAT 3 NC PTP 和 Safety Editor 也可用于運動控制和安全學習模塊。TwinCAT 的優(yōu)勢在于，學生可以將工業(yè) PC 用作應用程序編程和軟 PLC 的平臺。此外，學生們也可以使用自己的筆記本電腦，無需支付任何高昂的授權(quán)費用?！斑@無疑可以讓學生能夠更加專注和深入地研究基于 PC 的控制主題?！盨tefan Felkel 說道。他認為，工業(yè) PC 相對于傳統(tǒng)的硬件控制平臺具有更大的靈活性?！拔覀冞€使用了各種擴展功能，例如通信領域的 OPC UA。”他說道。在驅(qū)動軸的設計和優(yōu)化方面，除了 TwinCAT 3 Motion Designer(TE5910)和 TwinCAT 3 Drive Manager 2(Te5950)之外，還使用了 TwinCAT 3 Bode Plot Base(TE1320)。

　　在總共六個實驗室工作站中，每個工作站都配備了兩臺 C6525 工業(yè) PC，用于完成編程、設置和測試等各種實操練習

　　從接觸器電路到機器人應用

　　在驅(qū)動技術方面，接觸器電路的基礎知識通過硬連線可編程邏輯控制器和 C6525 工業(yè) PC 的相應程序進行教學。“在教學中，我們使用安全繼電器控制電機，以引入安全主題，并通過 TwinSAFE 進行進一步深化?！盨tefan Felkel 說道。通過 EtherCAT 端子模塊 EL7221(緊湊型驅(qū)動技術)對伺服電機(AM8132)進行控制操作，以及給異步電機施加負載以確定其特性曲線，完成驅(qū)動技術的教學任務。

　　培訓結(jié)束后，學生們需要編寫一個機器人系統(tǒng)程序：需要控制兩個機器人和另外五個包含基本自動化元件(傳感器、電氣氣動裝置、總線系統(tǒng))的工作站。為此，學生們需要分析每個子站的功能，確認它們與相鄰站點的接口，并啟動通信。整個培訓課程包括程序設計、編程以及測試和文檔編制?！拔覀兡繕耸窃谂嘤栒n程中創(chuàng)造出盡可能令人興奮的實際應用，同時解決許多基礎學科領域的問題?！盨tefan Felkel 說道。

　　未來，學校還將進一步擴展培訓課程的內(nèi)容，包括伺服電機的控制。目前已經(jīng)有了相應的 AX5000 伺服驅(qū)動器，并正在用于建設新的教學模塊。此外，學校還計劃整合平面移動類電機和專用電機。最后，Stefan Felkel 補充道：“總之，我要特別感謝倍福紐倫堡辦事處的系統(tǒng)應用工程師 Franco Angelico 給予我們的大力支持和幫助，以及他為學習模塊的上線和運行做出的巨大貢獻。”