踏入工業控制和自動化世界的最佳方式是建立電路。本文介紹的訓練器提供了一個理想的平台，供您探索基於繼電器的電路和小型可程式邏輯控制器（PLC）。本次探索使用工業控制面板中實際的組件進行。這些組件包括 DIN 導軌安裝組件以及標準 22mm 開關和面板指示燈，如圖 1 所示，其中展示了一個 Arduino Opta PLC。
本文簡要介紹了該訓練器，並展示了其特性和教學理念，使其深受課堂教學和工業自動化愛好者的青睞。
注意：此處列出了建議的組件清單（單獨出售）。
圖 1：包含 Phase Dock 1010 基座和 Arduino Opta PLC 的 PLC 訓練器圖片。
安全
工業控制和自動化組件的工作電壓多種多樣，其中最常見的是 24VDC 和 120VAC 設備。本訓練器設計用於低壓 24VDC 組件。
請勿在本系統上使用 120VAC 電源供應器。
24VDC 電源供應器由使用者自備的外部桌上型電源（圖中未顯示）供電。由於大多數外部電源都包含限流電路，因此這是理想選擇。這將減少新手在學習過程中可能犯的錯誤。
可新增圖 3 所示的斷路器，以提供額外的過流保護。在修改電路時，斷路器也有助於確保電源安全。
技術提示：請勿在本訓練器上使用 120VAC 電源。它缺乏對 DIN 導軌等組件的正確接地。此外，線路供電設備非常脆弱，除非採取適當的預防措施，否則會導致組件燒毀或其他損壞。我們建議先使用相對安全的 24VDC 系統進行學習，然後在導師的指導下，將學習內容轉移到線路供電的金屬訓練器或實際生產中。請注意，24VDC 控制系統在工業領域很常見，可以降低觸電風險。
學習理念
使用真實元件進行動手實作是學習工業自動化和控制電路的最佳方式之一。隨著時間的推移，學生將逐漸熟悉這些工業元件。誠然，他們在學習繼電器相關的第一課時會遇到一些困難。但有了預製電線和嘗試新想法的能力，他們就能快速學習。在許多方面，這款訓練器就像一塊無焊接試驗電路板，讓學生快速地從失敗中學習。
考慮到這一點，我們不會刻意追求培訓器的美觀。當然可以加入線槽。但是，考慮到快速組裝和拆卸的需求，這些措施並非必要。此外，能夠從頭到尾追蹤短線對學習者來說也大有裨益。同時，我們鼓勵學生在之後的課程中學習電線管理和標籤。畢竟，清晰專業的佈局、匹配的線路圖和電線標籤對於任何配電盤施工車間來說都是一項必備技能。
可拆卸開關板
如圖 2 所示，這塊四孔開關板可拆卸，方便拆卸開關和面板指示燈。這項設計延續了動手搭建的概念，尤其有助於學生實現各種不同類型的開關。例如，正反轉馬達控制電路可能包含具有常閉觸點和常開觸點的按鈕。學生不僅可以學習電路佈線，還能學到寶貴的物流知識，了解如何選擇合適的可配置開關組件。
圖 2：卸下 6 個滾花指捻螺絲即可打開開關和指示板，從而接觸到電觸點。
使用套圈端的預切電線以縮短施工時間
帶有套圈端的預切電線並非本訓練器的特定組成部分，但無疑是設計理念的一部分。在某些方面，這種技術類似於學校幾十年來一直使用的香蕉插頭設備。然而，本訓練器可以連接到現實世界的組件。例如，學員必須找到實際設備上的實際端子連接，而不是像常閉或常開繼電器接點那樣採用抽象的（插板）概念。當擴展至支援來自不同製造商的各種組件時，此概念尤其有用。
圖 3 的右下角展示了一些預切電線。以下是一些描述帶套圈端接電線的選擇和處理的連結：
- 如何選擇電線套圈？
- Dual Wire Ferrule for Daisy Chain Connections
- Use and Storage of Pre-Cut Wires for Industrial Control Panel Construction
圖 3：圖片展示了可安裝在 Phase Dock 底座上的各種實驗組件。
學習使用各種常見的工業和自動化組件
培訓師最大的優勢或許在於能夠選擇各種各樣的組件。這種多樣性將幫助他們為現場使用的各種組件做好準備。這就像射箭練習一樣。雖然每天射擊相同的距離確實會提高成績，但每次射擊時改變距離可以提高整體成績。當然，這會以犧牲短期學習效果為代價，但最終能帶來最佳的長期效果。
這個短期學習過程的一部分要求學生查閱組件規格書。隨著時間的推移，學生將學會概括各種組件的連接方式。例如，對 4PDT 繼電器有了清晰的了解，學生將能夠在不參考規格書的情況下直觀地理解其連接方式。這項技能最好透過探索各種繼電器的工作原理來培養。
圖 4：現場可能遇到的控制繼電器集合，包括 DPDT 和 4PDT 類型，以及彈簧端子和螺絲端子連接。
結論
本說明中介紹的工業控制和自動化培訓師為學生和愛好者提供了一個堅實的學習平台。其最大的優勢在於支援的組件種類繁多，包括數千種開關/按鈕組合、面板指示燈、繼電器、可編程繼電器和 PLC 選項。
該培訓師提供了相對低成本的工業控制入門課程。或許最大的優勢在於多功能工業組件的投資。這些組件可以在整個課程中使用和重複使用，從電路入門到畢業設計。同樣，可以將其視為工業組件的無焊接試驗電路板。您的學生可以嘗試新的想法，然後將他們的工作概念轉化為更持久的形式。
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