工业工程综合实验

工业工程综合实验指导书

电子科技大学机械电子工程学院工程训练中心

目 录

实验一 上料检测单元（第一站）实验 ....................................................................................................................... 1 实验二 操作手单元（第二站）实验 ........................................................................................................................... 3 实验三 加工单元（第三站）实验 ............................................................................................................................... 5 实验四 安装搬运单元（第四站）实验 ....................................................................................................................... 7 实验五 双手协调能力测试 ......................................................................................................................................... 10 实验六 动作技能测试 ................................................................................................................................................. 11 实验七 环境照明测定 ................................................................................................................................................. 12 实验八 环境噪声测定 ................................................................................................................................................. 14

MPS模块化加工系统实验

实验一 上料检测单元（第一站）实验

一 实验目的

1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。

2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成上料检测单元程序的编制。

3.本实验是六单元中的第一站，通过熟悉第一站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。

二 实验设备

1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件） 2.PLC（S7-200 CPU224）一台。 3.PC与PLC的通信电缆一根。 4.上料检测单元（第一站）的设备。

三 实验内容

1.控制任务

当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，提升气缸驱动的工件平台下降到位。然后进入工作运行模式，料盘旋转输出工件，当检测到工件平台中有工件后，料盘停止旋转，提升气缸动作，将工件平台提升至输出工位，对工件的颜色进行检测并保存下来，如果是白色工件，L1灯亮；如果是黑色工件，L2灯亮。按下“特殊”按钮，表示工件被取走，工件平台下降，料盘继续旋转输出工件，重复以上流程。

2.编写程序

下面有该单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。 上电/运行

判断工件颜色 S1=1复位灯L2闪以L1、L2作输出

料盘旋转K1=1S3=1S2=1&已上电 检测到工件后计时

B1=1&T40=1复位操作：1缸出气缸下降1Y1=0

1B2=11B2=1气缸上升1Y1=1 返回至：1B1=1开始灯L1闪料盘旋转输出工件

3.下载调试

将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。 电气接口地址：

MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。 各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。

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MPS模块化加工系统实验

序设备 对应号 符号 I/O 1 2 3 4 5 6 7 8 B1 B2 1B1 1B2 K1 K2 K3 1Y1 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 设备名称 反射式光电传感器 漫射式光电传感器 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 设备用途 判断有无输入工件 判断工件的颜色 判断工件平台的位置 判断工件平台的位置 控制圆形料盘旋转 控制黄色信号灯 控制红色信号灯 控制提升气缸的动作 信号特征 信号为1：有输入工件 信号为0：无工件 信号为1：工件为白色 信号为0：工件为黑色 信号为1：工件平台上升到位 信号为1：工件平台下降到位 信号为1：料盘转动 信号为1：黄色信号灯闪 信号为1：红色信号灯闪 信号为1：工件平台上升 信号为0：工件平台下降 Q0.0 继电器 Q0.1 继电器 Q0.2 继电器 Q0.3 电磁阀 四 实验步骤

l.将PC与PLC按正确方式连接。

2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。

3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。

4.设计状态功能转移图.梯形图。 5.调试运行。

五 分析与讨论

1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？ 2.上述程序改用移位指令如何实现？ 3.试根据梯形图写出指令表。

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MPS模块化加工系统实验

实验二 操作手单元（第二站）实验

一 实验目的

1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。

2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成操作手单元程序的编制。

3.本实验是六单元中的第二站，通过熟悉第二站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。

二 实验设备

1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件） 2.PLC（S7-200 CPU224）一台。 3.PC与PLC的通信电缆一根。 4.操作手单元（第二站）的设备。

三 实验内容

1.控制任务

当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，旋转气缸驱动的摆臂左转到最左端，摆臂缩回到位，夹爪打开，提取气缸上升到位。然后进入工作运行模式，按启动按钮，操作手单元先摆臂气缸后提取气缸依次伸出，提取气缸伸出到达下端后夹爪夹取工件，夹紧工件后，再按照先提取气缸后摆臂气缸的顺序依次缩回，然后摆臂气缸摆到右端，等待工件送出信号。再次按下启动钮，工件送出，摆臂气缸.提取气缸依次伸出，然后放下工件，再按照逆过程返回到初始位置。

2.编写程序

下面有操作手单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。 3.下载调试

将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。 电气接口地址：

MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。 各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序设备对应设备名称 号 符号 I/O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

设备用途 判断摆臂的左右位置 判断摆臂的左右位置 判断摆臂伸缩情况 判断摆臂伸缩情况 判断夹爪开闭情况 判断夹爪上下的位置 判断夹爪上下的位置 信号特征 信号为1：摆臂在最左端 信号为1：摆臂在最右端 信号为1：摆臂缩回到位 信号为1：摆臂伸出到位 信号为1：夹爪已打开 信号为0：夹爪夹紧 信号为1： 夹爪上升返回到位 信号为1：夹爪下降到位 1B1 1B2 2B1 2B2 3B1 4B1 4B2 1Y1 1Y2 2Y1 2Y2 3Y1 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 电感式传感器 电感式传感器 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 Q0.0 电磁阀 Q0.1 电磁阀 Q0.2 电磁阀 Q0.3 电磁阀 Q0.4 电磁阀 控制旋转气缸左右动作 信号为1：旋转缸左转 控制旋转气缸左右动作 信号为1：旋转抽右转 控制摆臂气缸伸缩动作 信号为1：摆臂缩回 控制摆臂气缸伸缩动作 信号为1：摆臂伸出 控制夹爪开闭的动作 3 信号为1：夹爪打开

MPS模块化加工系统实验

13 14 3Y2 4Y1 Q0.5 电磁阀 Q0.6 电磁阀 控制夹爪开闭的动作 控制提取缸上下的动作 信号为1：夹爪闭合 信号为1：夹爪下降 信号为0：夹爪上升 四 实验步骤 l.将PC与PLC按正确方式连接。

2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。

3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。

4.设计状态功能转移图.梯形图。 5.调试运行。

五 分析与讨论

1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？ 2.上述程序改用移位指令如何实现？ 3.试根据梯形图写出指令表。

上电/运行

复位灯L2闪

S2=1&已上电

复位1：夹爪打开

3Y1=1

4B1=1&3B1=1

复位2：横臂缩回2Y1=1

2B1=1

复位3：横臂转上 工位1Y1=1

1B1=1

开始灯L1闪 S1=1

等工作信号

S3=1 横臂伸出 2Y2=1

2B2=1夹爪下 4Y1=1横臂伸出 2Y2=12B2=1夹爪下 4Y1=14B2=1夹紧工件3Y2=1计时T40=1S3B1=0&T40=1夹爪上升4Y1=04B2=1夹爪释放工件3Y1=13B1=14B1=1夹爪上升4Y1=0横臂缩回2Y1=14B1=12B1=1横臂转下工位1Y2=11B2=1等待工件输出信号S3=1横臂缩回2Y1=12B1=1横臂转上工位1Y1=11B1=1返回至：等待工作信号4

MPS模块化加工系统实验

实验三 加工单元（第三站）实验

一 实验目的

1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。

2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成加工站程序的编制。

3.本实验是六单元中的第三站，通过熟悉第三站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。

二 实验设备

1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件） 2.PLC（S7-200 CPU224）一台。 3.PC与PLC的通信电缆一根。 4.加工单元（第三站）的设备。

三 实验内容

1.控制任务

当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，钻孔电机上升缩回到位，检测头缩回到位，夹紧头缩回到位，旋转工作台旋转到位。然后进入工作运行模式，在输入工位上有工件的情况下，当按触启动按钮时，旋转工作台转动，将工件传送到加工工位进行钻孔加工；钻孔加工后，旋转工作台再转动一个工位，将工件送到检测工位进行钻孔质量的检测；最后工件被送到输出工位。输出工位的工件由人工取走。

2.编写程序

下面有加工单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。 B1=1&T40=1上电/运行B2=1 &S3=1

转盘转动K1=1复位灯L2闪检测工件2Y1=1 延时T41读取信号

B2=12B2=1S2=1&已上电

复位：夹紧工件3Y1=1 完成检测2Y1=0 转盘转动K1=1打孔1Y1=1

B2=1&1B1=1&3B2=1&1B2=12B1=1 2B1=1&3B1=1

转盘转动K1=1打孔完成开始灯L1闪 1Y1=0&3Y1=0延时T41读取信号

S1=1B2=11B1=1&3B1=1

等待工件输入返回至：转盘转动K1=1 检测到工件后计时等待工件输入延时T41读取信号

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MPS模块化加工系统实验

3.下载调试

将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。

电气接口地址

MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。 各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 设备 对应 序号 设备名称 符号 I/O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 B1 B2 1B1 1B2 2B1 2B2 3B1 3B2 K1 K2 设备用途 信号特征 信号为1：有输入工件 信号为0：无工件 信号为1：转盘旋转到位 信号为0：转盘旋转未到位 信号为1：钻孔电机上升到位 信号为1：钻孔电机下降到位 信号为1：检测头缩回到位 信号为1：检测头下探到位 I0.0 漫射式光电传感器 判断有无输入工件 I0.1 电感式传感器 判断旋转工作台的角度 I0.2 磁感应式接近开关 判断钻孔电机的位置 I0.3 磁感应式接近开关 判断钻孔电机的位置 I0.4 磁感应式接近开关 判断检测头的位置 I0.5 磁感应式接近开关 判断检测头的位置 I0.6 磁感应式接近开关 判断夹紧缸的前后位置 信号为1：夹紧缸返回到位 I0.7 磁感应式接近开关 判断夹紧缸的前后位置 信号为1：夹紧缸伸出到位 Q0.0 继电器 Q0.1 继电器 控制旋转工作台转动 驱动钻孔电机钻孔 控制托盘上下的动作 控制检测头的动作 控制推料缸的动作 信号为1：旋转工作台转动 信号为1：钻孔电机起动 信号为1：钻孔电机下降 信号为0：钻孔电机上升缩回 信号为1：检测头下探检测 信号为0：检测头缩回 信号为1：夹紧头伸出 信号为0：夹紧头返回 1Y1 Q0.2 电磁阀 2Y1 Q0.3 电磁阀 3Y1 Q0.4 电磁阀 四 实验步骤

l.将PC与PLC按正确方式连接。

2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。

3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。

4.设计状态功能转移图.梯形图。 5.调试运行。

五 分析与讨论

1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？ 2.上述程序改用移位指令如何实现？ 3.试根据梯形图写出指令表。

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MPS模块化加工系统实验

实验四 安装搬运单元（第四站）实验

一 实验目的

1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。

2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成安装站程序的编制。

3.本实验是六单元中的第四站，通过熟悉第四站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。

二 实验设备

1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件） 2.PLC（S7-200 CPU224）一台。 3.PC与PLC的通信电缆一根。 4.安装搬运单元（第四站）的设备。

三 实验内容

1.控制任务

当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，夹爪打开.摆臂上抬到位，两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端。进入工作运行模式，按启动按钮，摆臂下降夹取工件，抬起后转安装工位，摆臂下降后释放大工件，然后上抬等待小工件的安装（用计时器模拟安装好的信号），有信号后摆臂再次下降夹取工件，上抬后转输出工位；等待输出信号，按下启动按钮，摆臂下，放开工件，上抬后摆臂转左工位，再次等待下一个工作信号。

各工位与两直线气缸的位置/状态表： 工位 左工位（提取工位） 左上工位（安装工位） 右上工位（预留使用） 右工位（输出工位） 2.编写程序

下面有操作手单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。 3.下载调试

将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。 电气接口地址

MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。 各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序设备对应端设备名称 号 符号 端口 1 2 3 4 5 6

1号直线气缸状态 伸出 伸出 缩回 缩回 2号直线气缸状态 伸出 缩回 伸出 缩回 设备用途 判断直线气缸的位置 判断直线气缸的位置 判断直线气缸的位置 判断直线气缸的位置 判断夹爪开闭情况 判断夹爪上下的位置 7 信号特征 信号为1：1号气缸缩回到位 信号为1：1号气缸伸出到位 信号为1：2号气缸缩回到位 信号为1：2号气缸伸出到位 信号为1：夹爪已打开 信号为0：夹爪夹紧 信号为1：夹爪下降到位 1B1 1B2 2B1 2B2 3B1 4B1 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 磁感应式接近开关 MPS模块化加工系统实验

7 8 9 10 11 12 13 14

4B2 1Y1 1Y2 2Y1 2Y2 3Y1 3Y2 4Y1 I0.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 磁感应式接近开关 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 电磁阀 判断夹爪上下的位置 控制1号直线气缸动作 控制1号直线气缸动作 控制1号直线气缸动作 控制1号直线气缸动作 控制夹爪开闭的动作 控制夹爪开闭的动作 控制提取缸上下的动作 信号为1：夹爪上升到位 信号为1：1号气缸伸出 信号为1：1号气缸缩回 信号为1：2号气缸伸出 信号为1：2号气缸缩回 信号为1：夹爪打开 信号为1：夹爪闭合 信号为1：夹爪下降 信号为0：夹爪上升 上电/运行复位灯L2闪4B2=1手臂转安装工位2Y2=12B1=1手臂抬起4Y1=0S2=1&已上电复位1:夹爪打开3Y1=13B1=1&4B2=1复位2:手臂转上工位1Y1=1&2Y1=11B2=1&2B2=14B2=1手臂转下工位1Y2=11B1=1手臂下4Y1=14B2=1夹爪释放工件3Y1=13B1=1等待释放工件S3=1开始灯L1闪手臂下4Y1=1S1=1手臂抬起4Y1=04B2=1夹爪施放工件3Y1=13B1=1等待工作信号4B2=1安装小工件计时T41=1ST41=1手臂下4Y1=14B2=1夹紧工件3Y2=1计时T40=0.5S3B1=0&T40=1S3=1手臂下4Y1=1手臂抬起4Y1=04B1=1夹紧工件3Y2=1计时T40=0.5S3B1=0&T40=14B2=1手臂转上工位1Y1=1&2Y1=11B2=1&2B2=1返回至：等待工作信号手臂抬起4Y1=08

MPS模块化加工系统实验

四 实验步骤

l.将PC与PLC按正确方式连接。

2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。

3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。

4.设计状态功能转移图.梯形图。 5.调试运行。

五 分析与讨论

1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？ 2.上述程序改用移位指令如何实现？ 3.试根据梯形图写出指令表。

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MPS模块化加工系统实验

实验五 双手协调能力测试

— 实验目的

1.测定双手协调能力。

2熟练掌握双手调节器的使用方法。

二 实验设备

BD-II-302型双手调节器，+5V电源，秒表。

三 实验原理

动作技能是通过练习而形成的。练习曲线能形象地反映练习的进程及练习发展的趋势。绘制练习曲线有各种方法。不同的画法曲线呈现出不同的表现形式。最一般的画法是用练习的阶段或练习的遍数作横坐标，用练习的效果为纵坐标来绘制出练习曲线。

双手调节器是一种典型的动作技能操作仪器。它是通过双手的操作，合作完成设定的曲线轨迹的运动，即是右手完成目标的上下移动，左手完成目标的左右移动。以被试完成任务所用的时间及偏离轨迹的次数，作为衡量其多次练习后的进步水平。

四 实验内容

分别测试对称曲线图形与WM曲线图形的双手协调能力，要求采用两种方法： 1） 固定测试时间，完成测试曲线的要求。（记录出错次数） 2） 不固定测试时间，完成测试曲线的要求。（记录出错次数）

五 实验步骤

1. 选择一块图案板，固定于上层面板。 2. 将描针放在要求描绘图案的一端。

3. 要求被试从图案的一端描绘到另一端，不得接触图案的边缘。如被试用以描绘的针碰到边缘，指示灯就亮了，或者由计数器记一次错误次数。

4. 被试的描绘由描针完成。针的左右或前后移动都分别由两个摇把控 制，因此正确描绘的速度和操纵两个摇把的双手动作协调性有关。 5. 如果要记下描绘整个图案所需要的全部时间，可以采用记时器。 6. 描绘整个图案所需要的时间越短和所犯的错误越少，则说明两手动作 协调得越好。

如果选用定时记时计数器，如装有电池应取出。

六 实验结果 不固定时间 不固定时间 固定时间（120秒） 完成时间（秒） 出错次数（次） 七 思考题

1. 举一些可以练习双手协调性的生活实例。 2. 想一想哪些职业对双手协调性要求较高。

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MPS模块化加工系统实验

实验六 动作技能测试

— 实验目的

1. 测定个体动作学习的能力，分析动作技巧形成过程。 2熟练掌握镜画仪的使用方法。

二 实验设备

BD-II-312 型镜画仪，+5V电源，秒表。

三 实验原理

动作技能迁移的实验，是研究动作技能的一项重要课题。已经掌握的技能对新技能掌握所发生的积极影响，称之为技能的迁移。一个经验丰富，能熟练使用某一种机器的老人，掌握另一种同类的机器要比没有使用过该类机器的新人快得多。也就是说，学习新知识和新技能时，往往受到已获得的知识和技能的影响。亦就是先前学习的知识技能将会、向学习的内容“迁移”，从而可提高学习新知识与新技能的效率。

研究学习迁移常用前后测验法。是采用两种学习作业，被试在学习前一种作业的前后测后一种作业的学习效率，以观察前一种作业的学习对后一种作业的两次测验结果有何差异。为确切表明结果，实验中往往加一个控制组，控制组的操作是不插有前一种作业的两次测验。如实验组的后一次测验比前一次的测验有所进步，并且其进步程度大于控制组的后一次测验比前一次的测验程度，就为正迁移效果。反之则为负迁移效果。

四 实验内容

分别测试不同图案的个体动作学习能力，要求左右手分别测试。

五 实验步骤

1. 对照镜画仪主机示意图，熟悉其结构及各位置的部件。

2. 实验前，联接连接好镜画仪。描绘笔的插头插入主机板右侧的插孔中。平面镜安装于其固定位中，并调整与主机板为垂直方向。选择一块图形板，安装于主机中央。 图形板放平并注意起止位孔方向，拧紧四个滚花螺母。

3. 实验时，被试者将下额放在遮板上方，使其不能直接看到板下图形。被试手握描绘笔。当描绘笔接触图形板下方起止位金属中心时，实验开始，记时器开始记时，要求被试注视平面镜内的图形，用描绘笔尽快正确地学习画下图形板上图形，即描绘笔沿着图形的顺时针或逆时针一个方向移动。由于图形与镜子中看到的前后方向相反，因此必须注意动作的技巧。当描绘笔离开图形与金属底板接触，为一次失败，并可有声音反馈。描绘笔沿着图形移动一周后，回到起止位金属中心，实验结束，记时停止。记时计数器显示实验

所用时间及失败的次数。

5. 下一个实验重新开始时，记时器复位。

六 实验结果 被试者 左右手 被试图案 画图时间 失败次数 备注 七 思考题

被试者用右手能熟练快速的镜画某个图案，从未做过镜画练习的左手，是否能较快地画出那个图案。为什么？查阅相关资料后论述。

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MPS模块化加工系统实验

实验七 环境照明测定

— 实验目的

通过环境照明实验使学生学会对工作场所的照明环境进行测定和分析，并对其进行正确评价。分析存在问题，提出改进措施。同时掌握所用仪器的简单原理及使用方法。

二 实验设备

AR813数字式照度仪。

三 实验原理

照明对人们的生产活动有着极其重要的影响。人们通过视觉对象获得必要的信息才能进行有效的生产活动，而照明则是提供良好视觉条件的手段。照明条件不良，可发生安全事故，导致工作人员疲劳，渐渐积劳成疾，容易间接招致灾害；工作过程中的照度过高、过低、耀眼、照度值急剧变化，会导致产品质量不好及设备损伤等直接灾害。照明的好坏对生产效率、产品质量、安全及劳动卫生都有直接的影响。

四 实验内容

.测定并计算照明均匀度

五 实验步骤

1.测定并计算照度均匀度

在被测房间内均匀取点,以1m高度（肘高）,受光器面向上,分别测定自然采光、人工照明、自然采光和人工照明结合情况下的各照度值及每个成员主观感受,然后计算房间内照度均匀度。

照明均匀度公式如下:

Au?同时满足：

EMAX?E?1/3E

Au?E?Emin?1/3 E数据整理也可采用表格法，如表2－2所示。其中Emax是最高照度值，Emin是最低照度值，E是平均照度值。

六 实验结果

表1 原始数据

测量点数 自然采光 自然+人工 人工照明 1 2 3 4 5 6 7 8 9

表2 各种照明环境的照度均匀度

Emax Emin 12

E Au1，Au2

MPS模块化加工系统实验

自然采光 自然+人工 人工照明 七 思考题 1.影响室内照明的因素有哪些? 2.如何改进所测定环境的照明条件？

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MPS模块化加工系统实验

实验八 环境噪声测定

— 实验目的

通过本实验使学生学会使用测量噪声的仪器，掌握测定环境噪声的方法，并能对噪声环境进行评价分析。

二 实验设备

AR814数字式声级计。

三 实验原理

声音是大气压上的压强波动，这个压强波动的大小简称为声压，以p表示，其单位是Pa（帕）。从刚刚可以听到的声音到人们不堪忍受的声音，声压相差数百万倍。显然用声压表达各种不同大小的声音实属不太方便，同时考虑了人耳对声音强弱反应的对数特性，用对数方法将声压分为百十个等级，称为声压级。

声压级的定义是：声压与参考声压之比的常用对数乘以20，单位是dB（分贝）。其表达式为：

Lp＝20log

p p0式中，p为声压，p0是参考声压，它是人耳刚刚可以听到的声音。值得注意的是两个声压级或多个声压级相加不是dB的简单算术相加，是按照对数的运算规律相加。

声压级只反映声音的强度对人耳的响度感觉的影响，而不能反映声音频率对响度感觉的影响。利用具有一个频率计权网络的声学测量仪器，对声音进行声压级测量，所得到的读数称为计权声压级，简称声级，单位为dB。声学测量仪器中，模拟人耳的响度感觉特性，一般设置A、B和C三种计权网络。声压级经A计权网络后就得到A声级，用LA表示，其单位计作dB(A)。经大量实验证明，用A声级来评价噪声对语言的干扰，对人们的吵闹程度以及听力损伤等方面都有很好的相关性。另外，A声级测量简单、快速，还可以与其它评价方法进行换算，所以是使用最广泛的评价尺度之一。如金属切削机床通用技术条件规定：高精度机床噪声容许小于75dB(A)；精密机床和普通机床噪声容许小于85dB(A)。

四 实验内容

.测定并计算照明均匀度

五 实验步骤

1．每两人一组到实验室领取声级计，并进行仪器标定。用标准声源标定时，显示器应指示 94 ± 0.5dB，否则，调节CAL电位器使之达去到规定值。

2．从下表中选择合适的测量区域如各教学区、体育场、生活区等，确定测点位置，各区域测点数自由选择，总测点数为10～15。 学校正门（南门） 教学楼走廊 图书馆大厅 宿舍楼走廊 图书馆阅览室 停车场 足球场 食堂 篮球场 工程训练中心 3．每隔5秒读一瞬时A声级，每次每个测点应连续读取10个数据。将数据填入表格。 测量区域： 测量点编号： 测量时间： （其余表格自拟）

按照下式计算各测点的等效连续声级LAeq,T 。

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MPS模块化加工系统实验

LAeq,T＝10lg[?100.1L]－10lgn

PAini?1其中n为每个测点的数据个数。LPAi为瞬时A声级。

4．根据城市区域噪声标准 GB3096 — 93 （见下表）进行噪声评定 类别 0 1 2 3 4 昼间 50 55 60 65 70 夜间 40 45 50 55 55 各类标准的适用区域

① 0 类标准，昼间50dB，夜间60dB，适用于疗养院、高级别墅区、高级宾馆等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。

② 1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。 ③ 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 ④ 3 类标准适用于工业区。

⑤ 4 类标准适用城市中的道路交通干线两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。 注意事项

1．选择测量区域时要充分考虑测量时的 安全性 ，不能离开校区。若中心点的位置不便于测量（如房顶、污沟、禁区等），可移到旁边能测量的地方进行测量。

2．测量要求传声器离地面高1.2m，并远离其他反射机构。

3．使用仪器时要安全可靠，不可掉在地上。如因使用不当造成仪器损坏，按学校有关规定赔偿。数据记录完毕，立即将仪器交还实验室（交还时也需校准验收）。使用中有问题立即与实验室老师联系。

数据处理

要求注明实验时间、地点及环境状况，绘处所测区域的噪声分布图，给出该区域的噪声评定结论，并对该区域产生的噪声进行分析。

六 实验结果

测量区域： 测量点编号： 测量时间： 按照下式计算各测点的等效连续声级LAeq,T 。

LAeq,T＝10lg[?100.1L]－10lgn

PAini?1其中n为每个测点的数据个数。LPAi为瞬时A声级。

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MPS模块化加工系统实验

七 思考题

1．噪声信号是如何转换成电信号的？

2．若要了解噪声对人体健康的影响，如何选择测点位置？ 3．怎样准确的扣除背景噪声的影响？

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