SBK-DGKHB電工維修考核實訓裝置
一、概 述
電工維修考核實訓裝置,維修電工技能實訓考核裝置是根據機械工業職業技能鑒定指導中心組織編寫的《機械工人職業技能培訓教材》而研發的產品，可對《初級維修電工技術》和《中級維修電工技術》教材中列出的電氣控制線路和實用電子線路進行實際操作，能使學生的操作技能得到很好的鍛煉與提高。實維修電工技能訓裝置不僅可作職校學生的實訓教學，更是初級、中級維修電工技能考核的理想設備。
1.主體平臺
1.1尺寸:W800*D700*H1830mm士10%
1.2平臺采用立式結構開放式設計，主體采用 40*80 型材做骨架，周邊采用 Q235 冷扎鋼板做封板，表面靜電噴塑處理，整機既堅固耐用，又美觀大方。底部裝有帶腳墊萬向輪，萬向輪移動時用，可調腳固定時用，移動固定兩相宜。頂部安裝電源模塊，中部為實訓區域，依據任務安裝不同掛板。
★2.智能物聯網模塊
2.1功能:實現與各種儀表的數據采集、處理，經過數據處理后上傳到服務器平臺，同時服務器平臺可對物聯網模塊下達指令，配合擴展板模塊實現遠程控制。
2.2 組成:由物聯網云平臺、采集通信模組與擴展板組成，其中采集通信模組包括:4G 通信模塊、網口模塊、主控模塊、485通信模塊以及指示燈模塊。擴展板配有 4 路輸入檢測與4 路輸出驅動電路，模塊功能參數如下:
2.2.1采集與通信模塊
模塊通過RS-485 接口，利用 Modbus RTU協議采集儀表和PLC的數據，核心控制模塊通過程序檢測數據的長度并保存到對應地址，再將數據按照物聯網服務器平臺的協議進行打包，然后通過 4G 模塊或網口模塊上傳到服務器平臺進行數據解析并顯示，同時服務器平臺可以通過相應操作發送報文到 4G 模塊或網口模塊，4G 模塊或網口模塊接收到數據后上傳到核心控制模塊進行命令解析，完成對應的儀器儀表的設定值修改或者對擴展板模塊進行數據傳輸。
物聯網底板:該模塊作為智能物聯網模塊的橋梁，上面搭載了24V電源輸入端子、3.3V 電源轉換集成電路、固件更新接口、網絡模式切換按鈕、兩路 RS-485 接口、與4G 模塊相兼容的單排母接口、與主控模塊兼容的雙排母接口、與擴展板相連的排線口、與網口模塊相連的過孔以及與指示燈面板相連的通孔與焊盤。該模塊設計集成度超高，兼容性好，在產品損壞更換或硬件模塊更新時可以直接將模塊替換而無需更換底板。
網口模塊:該模塊采用ARM 內核，可以正常工作在工業級溫度范圍，支持 TCP Server、TCP Client、UDP Client、UDP Server、Httpd Client 多種工作模式，支持 Modbus 網關功能。模塊用于實現串口到以太網口的數據的雙向透明傳輸，模塊內部完成協議轉換，數據包，通過簡單設置即可指定工作細節。網口參數可以通過內置網頁也可以通過設置軟件或串口發送 AT 指令的方式進行設置，一次設置永久保存。采用雙網口結構分為外網口與內網口，外網口用于與外網連接將信息發送到云端服務器平臺，內網口用于MosbusRTU 協議與 MosbusTCP 協議相互轉換，可用于兼容僅支持 ModbusTCP 協議和網口相連的設備。
4G 模塊:該模塊采用Air720H4GLTE 通信模塊與 STM32L052K8T6控制器相集成的自制模塊，Air720 模塊是一款帶分集接收功能的4G多模無線通信模塊，該模塊支持LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/WCDMA/GPRS五模。模塊支持多輸入多輸出技術(MIMO)即在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而降低誤碼率，改善通信質量。整體的 4G 模塊利用STM32L052K8T6 控制器燒錄的固件程序實現 4G 模塊自動運行，故障重啟，斷開連接，參數修改與保存等功能。
核心控制模塊:核心控制模塊由 STM32F407VGT6 芯片及外圍電路組成，主頻可達 168MHZ，模塊配有程序燒錄口，方便調試。模塊的固件程序采用了FreeRTOS 實時操作系統，具有源碼公開、可移植、可裁減、調度策略靈活的特點，可以方便地移植到各種單片機上運行。模塊利用 FreeRTOS與 STM32F407VGT6的DMA功能使各個串口分任務管理，串口收發數據處理效率大大增加。
2.2.2 擴展板模塊
該模塊由 4路繼電器輸出接口，4 路輸入檢測接口，指示燈以及電源接口組成，主要用于配合采集與通訊模塊工作，達到服務器平臺遠程控制繼電器輸出，從而控制繼電器上的用電器通斷。
技術參數
額定工作電壓:24VDC
額定工作電流:≤300mA
物聯網云平臺通信:可選擇4G移動網絡TCP/IP連接和網口TCP/IP連接兩種通信方式連接到物聯網云平臺。
RS485 通信:采用標準的 ModBusRTU協議，可與 PLC、電量表、氣量表、溫濕度計、埃夫特機器人等儀器儀表進行數據交互。
開關量輸入檢測:具備 4路開關量檢測，檢測采用光耦隔離的方式，可檢測電壓最高 35V，最大電流 50mA。
繼電器輸出:具備 4 路繼電器輸出，可以連接到交流接觸器實現低壓控制高壓電器通斷。
系統故障檢查與警示:具備故障檢查機制，在系統未正常工作時對應面板指示燈熄滅方便工作人員發現問題。
3.電源模塊
3.1功能:為實訓任務提供各種電源，具有漏電保護、過流保護、短路保護、接地保護等。
3.2尺寸:W718*D98*H158mm±10%
3.3 結構:由箱體和面板組成，采用 Q235 冷鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理，文字符采用現代 UV 打印技術處理，使面板標識清晰且經久耐用。
3.3.1直流電源:DC24V/6.5A，帶短路保護及自動恢復功能;
3.3.2 兩組交流電源輸出;AC380V、AC220V，采用安全端子及螺釘端子兩種輸出方式，方便不同方式接線。
電源輸出區域設計有透明安全防護罩，提高用電的安全性。防護罩開合角度大于 110 度，出線孔為拱門型設計。
4.PLC 電氣控制掛板
4.1功能:掛板集成安裝有 PLC 控制器、觸摸屏、變頻器、伺服系統、步進系統、指示燈按鈕模塊等，所有器件端口引至接線端子，配合環形傳送分揀任務模型，完成接線、編程、調試等實訓。
4.2尺寸:W719*D40*H1490mm±10%(不含器件)
4.3結構:掛板采用二橫二豎通用網孔設計，2.0mm厚Q235冷軋鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理。
4.4主要器件參數:
4.4.1PLC 模塊
CPU1214C DC/DC/DC,14 輸入/10 輸出,集成2AI
數字量輸入輸出模塊:8輸入 24V DC/ 8輸出繼電器
4.4.2觸摸屏
液晶屏:不小于 7"TFT 液晶屏，分辨率不低于 (800X480)
CPU 主板 :Cortex-A8 CPU為核心(主頻 600MHz)
觸摸屏:四線電阻式
內存:不低于 128M SDRAM，HK/HS 具備圖形加速
存儲設備 128M NAND Flash，HK/HS 軟件支持大數據儲存
接口:1×RS232，1×RS485，2×USB (1主1從)，1×以太網口
安裝方式:嵌入式安裝
電源:DC24V/30W
總體尺寸:226.5mm×163mm×36mm ，±10%
4.4.3 變頻器
命令源:操作面板給定、控制端子給定、串行通訊口給定等
輸入端子:4個數字輸入端子
輸出端子:1個繼電器輸出端子,1 個模擬量輸出端子,支持 0-10V
電壓輸出
顯示面板:LED 顯示
保護功能:上電電機短路檢測、輸入輸出缺相保護、過流保護、欠壓保護、過熱保護等
環境溫度:-10°C~±50°C
防護等級:IP20
4.4.4伺服系統
主電路電源:單相 AC200V-240V，±%50/60Hz;
連續輸出電流:1.6A ;
最大輸出電流:5.8A;
4.4.5步進系統
名稱:兩相數字式步進驅動器
驅動電壓:20-50VDV
適配電流：≤3A
保護功能:具有過流、過壓、欠壓等保護
指示燈按鈕模塊
采用 Q235 冷軋鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理，文字符采用現代絲印技術處理，使面板標識清晰且經久耐用。
安裝有自復平鈕 4個、旋鈕2個、信號指示燈6個，端口引至接線端子。
★5.環形傳送分揀任務模型 (核心產品)
5.1功能:該任務模擬生產線自動化控制，變頻器控制輸送帶電機實現調速功能;通過光纖、光電、金屬、等多種傳感器檢測，PLC 控制多種氣缸動作完成上料、分揀、搬運、入倉等多種功能。同時為方便教學實訓，端口采用全開放設計。
5.2尺寸:約L710mm*W554mm*H391mm，±10%
5.3結構:模型底板由 8mm 厚鋁板加工氧化而成，裝有四個黑色鑄鋁拉手，方便搬運。底板上方有環形輸送帶、氣動機械手、搬運龍門架、分揀機構、變頻電機、伺服電機、步進電機、多種傳感器及氣缸等組成。
5.4 主要器件參數:
5.4.1三相交流減速電機
額定電壓: 380V
功率:25W
減速比:1:50
5.4.2 伺服電機
額定功率: 0.1kW;
額定轉矩:0.32Nm;
額定電流:1.3A;
額定轉速:3000;
電壓:220V;
編碼器類型:23bit 多圈絕對值編碼器
5.4.3步進電機
額定電壓:3V
額定電流:2A
步角距:1.8°
電機長度:49mm
保持轉矩:0.48N.m
電機線數:4線
步距精度:5%
絕緣電阻:100MQ Min 500VDC
耐壓:500V AC Iminute
徑向跳動:最大0.02mm(450g 負載)
軸向跳動:最大0.08mm(450g 負載)
5.4.4數字光纖傳感器
1)電源電壓:12V至24VDC±10%
2)控制輸出:NPN型
3) 保護電路:電源具有逆電極保護、輸出具有過流保護、過電壓保護功能
4)輸出功能:LIGHT-ON/DARK-ON(開關選擇)
5) 延時功能: 斷開延時計時器/開啟延時計時器/單次計時器
6)響應時間:50μs(HIGH SPEED)/250μs(FINF)1ms(SUOER)/16ms (MEGA)。
5.4.5光纖頭
檢測距離:20至190mm
最小彎曲半徑:R20。
5.4.6金屬傳感器
檢測頭尺寸:M18
檢測距離:10mm±10%,
設定距離:0-8mm,
電源電壓:DC12-24V,
輸出NPN格式;
5.4.7圓柱型光電傳感器
控制輸出:NPN型，
檢測范圍:不低于11cm,
反應時間:最遲 1.5ms,
電源電壓:12V至24VDC±10%。
★6、仿真軟件包
數字孿生仿真系統
6.1功能:
信息化虛擬仿真上位機，交互式軟件接口實現與下位機通訊。采用軟件建模及上位機界面設計，實現與下位機的通訊功能 (USB、Wifi、以太網協議)，實現上位機的虛擬仿真。將設備的 PLC 控制程序下載到真實 PLC 中，3D 仿真模型和仿真數據驅動器取代實物設備受 PLC 程序控制并反饋相關的傳感器信號。仿真模型接收數據后驅動 3D 模型運行，運行中機構對應的傳感器等信息通過仿真驅動器 IO輸出端輸出到PLC 及自動化控制系統的輸入端。
仿真數據驅動器通過 IO 輸入端采集送料模型、機械手搬運模型、物料傳送分揀模型的輸出控制信息，將輸出控制信息通過 USB 通信傳送給上位機仿真模型
1)6.1.1數字孿生仿真軟件模型包括：
① 顆粒上料單元自動化工作站，包括工作臺，型材臺面，上料筒2個顆粒推送氣缸2個，雙皮帶分揀輸送帶1條，雙工位旋轉吸料機構1個，瓶子上料輸送帶1條，填裝輸送皮帶1條，填裝氣動定位機構1個。
② 蓋擰蓋單元自動化工作站，包括工作臺，型材臺面，加蓋機構1個，擰蓋機構1個，輸送帶1條，定位機構2個。
③ 檢測分揀自動化工作站，包括工作臺，型材臺面，龍門檢測機構1個，不合格品分揀機構1個，輸送帶1條，定位機構1個。
④ 立體倉庫自動化工作站，包括工作臺，型材臺面，倉庫構架1個，2軸垛機機構1個。
⑤ 其他數字孿生仿真軟件模型：
三層電梯控制
自動售貨機
機械手
自動門
天塔之光
全自動洗衣機
自動成型機
紅綠燈
裝配流水線
四路搶答器
音樂噴泉
軋鋼機
郵件分揀
物料分揀
多級傳輸
八段碼顯示
多種液體混合
雙面銑床
電鍍槽
交流電機正反轉控制
小車運動
攪拌站
汽車燈光控制
汽車火花塞點火控制
加工中心控制
隧道監控
自動扶梯
CA6140普通車床PLC改造控制
X62W萬能銑床PLC改造控制
T68臥式鏜床PLC改造控制
M7120平面磨床PLC改造控制
Z3050搖臂鉆床PLC改造控制
電動葫蘆PLC改造控制
Z35搖臂鉆床PLC改造控制
M1432A萬能外圓磨床PLC改造控制
6.1.2仿真驅動器主機:
電源:DC24V，<200mA
數字 I/0:8路輸入、8路輸出均兼容 PNP 和NPN接線方式
模擬I/0:2路輸入4-20mA、2路輸出4-20mA/0-10V
狀態指示: 電源指示、I/0狀態指示、通訊狀態指示
支持通訊接口:支持RS485、以太網、USB
通訊波特率:115200
嵌入式系統:內置μC/0S-III 嵌入式系統
控制芯片:ARM Cortex-M3
尺寸:180*98*50mm±10%
6.1.3 仿真驅動器擴展板:
電源:DC24V，≤300mA
輸入端口:2路高速脈沖輸入，16 路開關量輸入，兼容 PNP 和NPN接線方式
輸出端口:16路開關量輸出，兼容 PNP 和NPN接線方式
連接方式:接線端子排、37Pin 快速插頭
狀態指示:電源指示、I/0 狀態指示、通訊狀態指示
通訊接口:RS485
I/0擴展:32路40Pin快速插頭
嵌入式系統:內置μC/0S-III嵌入式系統
控制芯片:ARM Cortex-M3
尺寸:200*110*60mm±10%
7.電力拖動掛板
7.1功能:采用萬能網孔板開放式設計，自由組合的思路，平臺配套電力拖動實訓套件箱，學員根據實訓項目的要求，選取器件,組合成相應的實訓電路，完成電力拖動線路安裝、接線、調試及工藝整理實訓;
7.2尺寸:W719*D40*H1490mm±10%(不含器件)
結構:掛板采用二橫二堅通用網孔設計，2.0mm厚Q235 冷軋鋼板折彎焊接而成，表面靜電噴塑處理。
8.電動機組
8.1功能: 底板采用Q235 冷扎鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理，底板安裝有三相異步電動機及雙速電動機，電動機引線采用高絕緣性安全型接線柱引出，以便于學員接線。裝有兩個黑色鑄鋁拉手，方便搬運。在設備中作為電路負載模塊使用。
8.2尺寸:W600*D260*H160mm±10%(含器件)
8.3主要器件參數
8.3.1三相異步電動機 3臺
電壓:380V
功率:≥180W
頻率:50HZ
接法:Y/△
電流:0.4A
轉速:≥1400r/min
8.3.2雙速電機1臺
電壓:380V
頻率:50HZ
接法:Y Y/△
電流:0.7A
轉速:≥1400/700r/min
9.故障設置掛板
9.1功能:故障設置掛板選取的電路是模仿真實的工業生產控制系統，其中包含了裝料、加熱、冷卻和卸料工序。該模塊可以預設故障，學員根據工藝流程，進行故障診斷與排除。
9.2尺寸:W719*D40*H1490mm，±10%(不含器件)
9.3結構:掛板采用二橫二豎通用網孔設計，2.0mm厚Q235冷軋鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理。掛板集成安裝有傳感器模塊、故障設置模塊、指法燈按鈕模塊、交流接觸器、中間繼電器、正反轉控制器、電機斷路器、開關電源、時間繼電器等。
★10.直流調速模
10.1功能:直流調速模塊采用測速發電機反饋電壓和給定電壓形成閉環調速系統，調速系統由給定電壓、轉速負反饋、放大電路、觸發產生電路及主電路組成。直流調速 PCB 線路板采用插放式設計，方便學員取出。學員根據功能要求進行測量分析，完成故障診斷與排除。
10.2尺寸:L600*W300*H200mm±10%
10.3主要器件:
10.3.1閉環直流調速 PCB 線路板
10.3.2 永磁直流電動機-永磁測速發電機組
10.3.3數字顯示系統
10.3.4透明防護罩
11.電腦桌
11.1 功能:單工位設計，用于放置編程電腦，方便學員實訓使用。
11.2尺寸:L600mm×W700mm×H780mm±10%
11.3 桌身:桌身采用 Q235 冷軋鋼板折彎焊接而成，桌體底裝有帶剎車萬向輪，移動和固定兩相宜，方便調整設備的擺放位置。
11.4臺面:采用 25mm 厚高密度中纖板外貼防火板,PVC 截面封邊，桌邊鴨嘴型設計，臺面具有耐磨、耐熱、耐污及易清潔等特點。
12.裝配桌
12.1功能:由桌身、工具柜、臺面組成，用于電氣及機械結構的裝配平臺。
12.2尺寸:L1500mm×W700mm×H780mm±10%
12.3 桌身:采用冷軋鋼板折彎焊接而成，噴塑后組裝連接，裝配桌預設電源插座擴展孔，依據用途可加裝電源插座。整個裝配桌可隨意拆裝，方便運輸安裝。
12.4 工具柜:采用冷軋鋼板折彎焊接而成，工具柜有多個抽屜可儲藏工具，放置于裝配桌底部一側。
臺面:采用 25mm 厚高密度中纖板外貼防火板,PVC 截面封邊，臺面具有耐磨、耐熱、耐污及易清潔等特點。
13.編程仿真工作站
13.1 Cpu:>i7-12700
內存:≥16G
硬盤:≥1T
正版系統
屏幕:≥21.5英寸
14.培訓資源包
14.1 設備使用說明書
系統介紹
使用說明
安全事項
設備維護
設備安裝
應用軟件的介紹
14.2 培訓項目
14.2.1 PLC電氣控制實訓內容
觸摸屏的工程創建、編輯與下載操作
觸摸屏的離線模擬應用
觸摸屏的輸入輸出位元件應用
觸摸屏的輸入輸出字元件應用
觸摸屏的 XY 曲線圖形元件應用
觸摸屏的動畫元件應用
觸摸屏的數值、文本輸入顯示元件應用
觸摸屏的報警信息、事件登錄等元件的應用
觸摸屏的定時器等元件的應用
觸摸屏的系統綜合應用
步進電機驅動器的接線與調試
步進電機驅動器參數的設置
步進電機驅動器與PLC 的脈沖定位控制
伺服電機驅動器的接線與調試
伺服電機驅動器參數的設置
伺服電機驅動器與PLC的脈沖定位控制
變頻器控制電機的接線與調試
變頻器參數的設置
變頻器控制環形傳送分揀任務模型多段速運行
環形傳送分揀任務模型接線與調試
環形傳送分揀任務模型運行控制程序設計
PLC、觸摸屏、變頻器、伺服系統綜合應用實訓
14.2.2 電力拖動部分實訓內容
接觸器點動正轉控制電路安裝與調試
接觸器自鎖正轉控制線路安裝與調試
具有過載保護的接觸器正轉控制線路安裝與調試
點動與連續混合正轉控制線路安裝與調試
兩地正轉控制電路安裝與調試
一個按鈕啟動、停止控制電路安裝與調試
接觸器聯鎖正、反轉控制線路安裝與調試
接觸器雙重聯鎖正、反轉控制線路安裝與調試
位置控制線路安裝與調試
自動循環控制線路安裝與調試
接觸器聯鎖的自動往返控制電路安裝與調試
順序啟動逆序停止控制電路安裝與調試
按鈕、接觸器控制Y-降壓啟動電路安裝與調試
按鈕、接觸器控制雙速電動機電路安裝與調試
帶有點動的自動往返控制電路安裝與調試
雙速電機 (從低速到高速) 自動控制電路安裝與調試
電葫蘆電氣控制電路安裝與調試
小車自動往返、延時停止控制電路安裝與調試
點動、連續、停止延時自動往返控制電路安裝與調試
13.配套教學資源（具有軟件著作權，配1個登錄帳號）
1）本系統是互通教學多元化管理平臺，將用戶傳統的各個平臺系統實施整合，集中互通管理，解決多平臺、多賬號難以管理、數據庫分散無法集中統計等問題。系統包含了：在線教務管理系統、在線課程資源管理平臺、在線習題庫平臺、在線考試考核平臺、線上視頻課程管理平臺及線上虛擬仿真教學管理平臺，真正意義的一站互通數據集中統計！
2）課程資源：多個微課視頻實拍采集教學視頻素材，后期影視包裝，片頭10秒左右，片尾5秒左右，視頻尺寸不低于1920*1080，視頻格式MP4、FLV等；多個虛擬仿真內容采用unity引擎開發，在pc端win系統上運行（win7、win8、win10，注不包含win xp）軟件。
3）為了教學的統一性要求在線教育平臺與實訓裝置是同一個生產商！
4）部分微課內容舉例：
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學習項目 |
學習任務 |
參考課時 |
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項目一、三相異步電動機啟動線路制作、調試與故障排除
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任務一：識別低壓電器及異步電動機 |
2 |
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任務二：點動與自鎖正轉控制線路的實施 |
12 |
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任務三：聯鎖正反轉控制線路的實施與檢測 |
12 |
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任務四：Y-△降壓啟動控制線路分析與接線 |
6 |
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任務五：三相異步電動機順序控制線路安裝與測試 |
6 |
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項目二 三相異步電動機行程控制線路的設計及實施 |
任務一：電動葫蘆控制線路設計及實施 |
6 |
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任務二：工作臺自動往返線路設計及實施 |
4 |
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項目三 三相異步電動機制動控制線路分析設計及實施 |
任務一：三相異步電動機反接制動控制線路安裝與測試 |
4 |
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任務二：三相異步電動機能耗制動控制線路安裝與測試 |
4 |
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項目四 卷簾門控制電路的安裝、調試及故障排除 |
任務一：卷簾門控制電路的安裝、調試及故障排除 |
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任務二：卷簾門PLC控制電路設計 |
4 |
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任務三：卷簾門PLC控制控制程序設計與調試 |
6 |
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項目五 傳送帶送料裝置控制線路的安裝、調試及故障排除 |
任務一：傳送帶送料裝置控制電路安裝、調試及故障排除 |
10 |
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任務二：用PLC技術實現傳送帶送料裝置控制 |
4 |
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任務三：編寫調試PLC程序及系統總調試 |
6 |
