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LGDG-1D 電工電子電力拖動PLC單片機綜合實驗裝置
一、LGDG-1D 電工電子電力拖動PLC單片機綜合實驗裝置特點
1、綜合性強 綜合了目前國內各類學校電類基礎課程的全部實驗項目。
2、適應性強 實驗的深度與廣度可根據需要作靈活調整，普及與提高可根據教學的進程作有機地結合。裝置積木式結構，更換便捷，添加部件即可。擴展功能或開發新實驗。
3、整套性強 從儀器儀表、專用電源到實驗連接專用導線等均配套齊全，儀器儀表的性能、精度、規格等均密切結合實驗的需要進行配套。
4、一致性強 實驗器件選擇合理、配套完整，使多組實驗結果有良好的同一性，便于教師組織和指導實驗教學。
5、直觀性強 采用整體與掛件相結合的結構形式，電源配置、儀表一目了然，各實驗掛件任務明確，操作、維護簡便。
二、裝置功能
1、電工電子電力拖動PLC單片機綜合實驗裝置可提供實驗所需的交流電源、低壓直流電源、可調恒流源、函數信號發生器（含頻率計）、受控源、交直流測量儀表（電壓、電流、功率、功率因數）、各實驗掛箱及電機等。
2、能完成“電工基礎”、“電工學”中的疊加、戴維南、雙口網絡、諧振、選頻及一、二階電路等實驗。
3、能完成“電路分析”、“電工學”中的單相、三相、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。
4、能完成“電機控制”、“繼電接觸控制”及“電力拖動”等課程實驗。
5、能完成模電、數電及PLC可編程控制實驗。
6、單片機實訓開發系統可完成51/96/8088等CPU的單片機、微機的全部軟、硬件實驗，適用于《msc-51單片機原理與接口》《mcs-96單片機原理與接口》《單片機接口技術》《十六位微機原理與接口》等課程實驗。
三、裝置技術性能
1、輸入電源：三相四線(或三相五線) 380V±10% 50Hz
2、工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3、外形尺寸：167×73×153cm3
4、教學儀器裝置容量：＜1.5KVA
四、基本實驗項目
（一）電工基本實驗
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1．基本電工儀表的使用與測量誤差的計算
2．減少儀表測量誤差的方法
3．線性與非線性電路元件伏安特性的測繪
4．電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制
5．基爾霍夫定律驗證及故障判斷
6．疊加定理驗證及故障判斷
7．電壓源與電流源的等效變換
8．戴維南定理的驗證
9．諾頓定理驗證
10．雙口網絡測試
11．互易定理驗證
12．受控源VCCS、VCVS、CCVS、CCCS的
實驗研究
13．典型電信號的觀察與測量
14．RC一階電路響應的測試
|
15．二階動態電路響應的研究
16．R、L、C元件阻抗特性的測試
17．RC串、并聯選頻網絡特性測試
18．R、L、C串聯諧振電路的研究
19．用三表法測量交流電路等效參數
20．正弦穩態交流電路相量的研究
（日光燈功率因數提高實驗）
21．互感實驗
22．單相鐵心變壓器特性的測試
23．三相交流電路電壓、電流的測量
24．三相電路功率的測量
25．單相電度表的校驗
26．功率因數及相序的測量
27．負阻抗變換器及其應用
28．回轉器及其應用
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（二）數字電路實驗項目：
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1．與門電路邏輯功能測試
2．或門電路邏輯功能測試
3．與非門電路邏輯功能測試
4．非門電路邏輯功能測試
5．CM0S門電路的測試
6．基本RS觸發器
7．JK觸發器
8．D觸發器
9．555時基電路的應用
10．二——十進制計數器
……
自行設計、開發實驗電路。
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11．二——十進制8421譯碼器
12．加法器
13．減法器
14．由集成與非門構成單穩態觸發器
15．T觸發器實驗
16．組合電路的設計之一——編碼轉換
17．組合電路的設計之二——顯示電路
18．同步時序電路的設計
19．計算機時序電路的設計
20．CM0S集成A/D、D/A轉換電路實驗
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（三）模擬電路實驗
采用固定線路和分立元件靈活組合進行實驗。
1．固定線路板實驗有：
①共射極單管放大器負反饋放大器實驗 ②射極跟隨器實驗
③RC正弦振蕩器實驗 ④差動放大器實驗 ⑤OTL功率放大器實驗
2．分立元件可完成：單管放大、整流、濾波、穩壓、運放、全波可控及趣味性實驗，也可利用此平臺開發其他實驗項目。
（四）電力拖動實驗
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1．閘刀開關正轉控制線路
2．接觸器點動正轉控制線路
3．具有自鎖的正轉控制線路
4．具有過找保護的正轉控制線路
5．接觸器聯鎖的正反轉控制線路
6．按鈕聯鎖的正反轉控制線路
7．按鈕接觸器復合聯鎖控制線路
8．接觸器控制串聯電阻降壓起動線路
9．時間繼電器控制串聯電阻降壓控制線路
10．接觸器控制Y/△降壓起動
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11．時間繼電器控制Y/△降壓起動
12．QX3-13型Y/△自動起動控制線路
13．半波整流能耗制動控制線路
14．全波整流能耗制動控制線路
15．C620車床電氣控制線路
16．單相運行反接制動控制線路
17．電動葫蘆電氣控制線路
18．控制電路聯鎖控制線路
19．主電路聯鎖控制線路
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（五）PLC可編程實驗內容
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1．與、或、非邏輯功能實驗
2．定時器、計數器功能實驗
3．跳轉、分支功能實驗
4．移位寄存器實驗
5．數據處理功能實驗
6．微分、位操作實驗
7．交通信號燈PLC自動控制實驗
8．攪拌器的PLC自動控制實驗
9．LED數碼官顯示PLC自動控制實驗
10．四層電梯的PLC自動控制實驗
11．加工中心刀具庫選擇控制實驗
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12．藝術彩燈造型的PLC控制實驗
13．電機的自動控制實驗
14．步進電機的PLC控制
15．模擬電視發射塔實驗實驗
16．自動送料裝車系統控制實驗
17．自動售貨機實驗
18．自動成型實驗
19．水塔自動供水控制系統實驗
20．郵件自動分揀實驗
21．自動洗衣機控制系統模擬實驗
22．電鍍過程控制實驗
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（六）PLC電氣控制
1．三相鼠籠異步電動機點動和自鎖PLC控制
2．三相鼠籠異步電動機聯動正反轉PLC控制
3．三相鼠籠異步電動機帶延時正反轉PLC控制
4．三相鼠籠異步電動機Y/△轉換起動PLC控制
5．三相鼠籠異步電動機聯鎖控制
6．延時控制串電阻降壓起動線路控制
7．C620車床電氣控制
8．MCGS組態棒圖實驗教學
（七）單片機實驗項目：
MCS-51單片機實驗
軟件實驗
外部數據存儲器擴展
|
實驗一 清零程序
實驗二 拆字程序
實驗三 拼字程序
實驗四 數據區傳送子程序
實驗五 數據排序實驗
實驗六 查找相同數個數
實驗七 無符號雙字節快速乘法子程序
|
實驗八 多分支程序
實驗九 脈沖計數（定時/計數實驗）
實驗十 電腦時鐘（定時器、中斷器綜合實驗）
實驗十一 二進制轉換到BCD
實驗十二 二進制轉換到ASCII
實驗十三 八段數碼管顯示
實驗十四 鍵盤掃描顯示實驗
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硬件實驗
自搭接硬件電路實驗提示
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實驗一 P1口亮燈實驗
實驗二 P1口轉彎燈實驗
實驗三 P3.3輸入，P1口輸出
實驗四 工業順序控制（中斷控制）
實驗五 8255 A.B.C輸出方波
實驗六 8255 PA口控制PB口
實驗七 8255控制交通燈
實驗八 簡單I/O口擴展實驗
實驗九 A/D轉換實驗
實驗十 D/A輸出方波
實驗十一 電子音響
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實驗十二 繼電器控制
實驗十三 步進電機實驗
實驗十四 8253方波
實驗十五 串并轉換實驗
實驗十六 外部存儲器擴展實驗
實驗十七 MCS-51串行口應用實驗㈠——雙機通信
實驗十八 MCS-51串行口應用實驗㈡——與PC機通信
實驗十九 溫度閉環控制
實驗二十 小直流電機調速實驗
實驗二十一 外部中斷（急救車與交通燈）
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8088/8086系列微機實驗
軟件實驗
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實驗一 清零程序
實驗二 拆字程序
實驗三 拼字程序
實驗四 數據區移動
實驗五 數據排序實驗
實驗六 找“零”個數
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實驗七 32位二進制乘法
實驗八 多分支程序
實驗九 顯示子程序
實驗十 鍵盤掃描顯示實驗
實驗十一 二進制轉換到BCD
實驗十二 二進制轉換到ASCII
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硬件實驗
自搭接硬件電路實驗提示
|
實驗一 8255并行口實驗㈠：A.B.C口輸出方波
實驗二 8255并行口實驗㈡：PA口控制PB口
實驗三 8255并行口實驗㈢：控制交通燈
實驗四 簡單I/O口擴展
實驗五 A/D轉換實驗
實驗六 D/A轉換實驗㈠：輸出方波
實驗七 D/A轉換實驗㈠：輸出鋸齒波
實驗八 8259中斷控制器實驗
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實驗九 定時／計數器：8253方波
實驗十 繼電器控制
實驗十一 8251串行通信實驗㈠：自發自收
實驗十二 8251串行通信實驗㈡：與PC通信
實驗十三 步進電機控制
實驗十四 小直流電機調速實驗
實驗十五 溫度閉環控制
實驗十六 音頻驅動實驗
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MCS-96單片機實驗
軟件實驗
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實驗一 清零程序
實驗二 拆字程序
實驗三 拼字程序
實驗四 數據區傳送子程序
實驗五 數據排序實驗
實驗六 查找相同數個數
實驗七 無符號雙字節快速乘法子程序
實驗八 多分支程序
實驗九 定時器1實驗——定時中斷
實驗十 定時器T1和T2同時產生中斷
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實驗十一 80C196外部中斷實驗
實驗十二 80C196軟件方法產生中斷
實驗十三 利用HSI測脈沖寬度
實驗十四 利用HSI測量單脈沖寬度
實驗十五 利用HSO產生單脈沖
實驗十六 利用HSO產生連續脈沖
實驗十七 軟件定時器
實驗十八 80C196 A/D轉換實驗
實驗十九 利用80C196的PWM產生各種波形
實驗二十 二進制轉換到BCD進制轉換到ASCII
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硬件實驗
自搭接硬件電路實驗提示
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實驗一 P1口亮燈實驗
實驗二 P1口轉彎燈實驗
實驗三 P2.6輸入，P1口輸出
實驗四 工業順序控制
實驗五 8255 A.B.C輸出方波
實驗六 8255 PA口控制PB口
實驗七 8255控制交通燈
實驗八 簡單I/O口擴展實驗
實驗九 A/D轉換實驗
實驗十 D/A輸出方波
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實驗十一 繼電器控制
實驗十二 8253方波
實驗十三 80C196串行口實驗
實驗十四 LED七段數碼管顯示實驗
實驗十五 鍵盤顯示綜合實驗
實驗十六 音頻驅動實驗
實驗十七 步進電機實驗
實驗十八 直流電機實驗
實驗十九 外部中斷（急救車與交通燈）
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五、裝置的配備
LGDG-1D 電工電子電力拖動PLC單片機綜合實驗裝置主要由電源儀器控制屏、實驗桌、實驗掛箱及三相鼠籠電機等組成。
（一）電源儀器控制屏
控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、受控源、數控信號源及各種測試儀表等。具體功能如下：
1、主控功能板
1.1 三相0～450V及單相0～250V連續可調交流電源。配備一臺三相同軸聯動自耦調壓器，規格為1.5KVA/0～450V，克服了三只單相調壓器采用鏈條結構或齒輪結構組成的許多缺點。可調交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，克服了調換保險絲帶來的麻煩。配有三只指針式交流電壓表，通過切換開關可分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出電壓。
1.2 提供兩路低壓穩壓直流0.0～30V/1A連續可調電源，配有數字式電壓表指示輸出電壓，電壓穩定度≤0.3%，電流穩定度≤0.3%，設有短路軟截止保護和自動恢復功能。
1.3 提供一路0～500mA連續可調恒流源，分2mA、20mA、500mA三檔，負載穩定度≤5×10-4 ，額定變化率≤５×10-4 ，配有數字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開路、短路保護功能。
1.4 設有照明220V/30W日光燈一盞，供實驗照明用；還設有220V/30W的日光燈燈管一支，將燈管的四個頭引出以供實驗用。
1.5 實驗管理器：具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄與區分由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警等。
1.6 設有真有效值交流數字電壓表一只，測量范圍0～500V，量程自動判斷、自動切換，精度0.5級，三位半數顯。
2、信號源功能板
頻率計：6位數字顯示，顯示范圍1Hz～10MHz，作為外部測量和內置信號源頻率指示。
信號源頻率范圍：0.2Hz～2MHz，分七檔
輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈沖波、斜波及50Hz正弦波
占空比調節：20%～80%
輸出幅度：20Vp-p(1MΩ負載)、 10Vp-p(50Ω負載)
輸出保護：短路保護，抗輸入電壓±35V（1分鐘）
幅度顯示：三位LED
功率輸出：≥10W；頻率范圍(3dB帶寬)：20KHz(方波、三角波、正弦波)
3、儀表、受控源功能板
3.1 智能交流數字電壓表
交流數字電壓表1只，采用美國模擬器件公司生產的新型高性能RMS真有效值轉換器，配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-500V，頻率范圍：10Hz-20Hz。手動量程為：10V、100V、500V。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。
3.2智能交流數字電流表
交流數字電流表1只，采用美國模擬器件公司生產的新型高性能RMS真有效值轉換器，配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-5A，頻率范圍：10Hz-20Hz。手動量程為：100mA、1A、5A。測量精度為0.5級。具有數有數據存儲與查詢功能。
3.3 直流數顯電壓表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-200V。手動量程為：2V、20V、200V。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
3.4 直流數顯毫安表一只，采用ICL公司高性能AD轉換器配以高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。具有自動與手動量程，測量范圍：0-2000mA。手動量程為：20mA、200mA、2000mA。測量精度為0.5級。具有數據存儲與查詢功能。具有超量程報警、指示及切斷總電源等功能。
3.5 受控源CCVS、VCCS兩路，打開電源開關，CCVS、VCCS兩路受控源即可工作，通過適當的連接，即可獲得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，還設有±12V兩路直流穩壓電源，并有發光管指示。
4、控制屏掛置掛件的具體方法
控制屏正面右邊設有一個74×48.5cm2 的大凹槽，能容納兩個大掛箱和一個小掛箱。凹槽上、下邊各設有六個螺柱，左右兩邊掛置大的掛箱，中間掛置小的掛箱。掛箱與控制屏采用螺母固定，易于裝卸和運輸。
（二）實驗桌
實驗桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料。右邊設有放置示波器用的可拆卸擱板。
（三）實驗組件掛箱
1、電路基礎實驗箱
提供基爾霍夫定律（可設置三個典型故障點）、疊加原理（可設置三個典型故障點）、戴維南定理、諾頓定理、二端口網絡、互易定理、R、L、C串聯諧振電路（L用空心電感）、R、C串并聯選頻電路及一階、二階動態電路等實驗。各實驗器件齊全，實驗單元隔離分明，實驗線路完整清晰，驗證性實驗與設計性實驗相結合。
2、交流電路實驗箱
提供單相、三相負載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實驗。負載為三個完全獨立的燈組，可連接成Y或△兩種三相負載線路，每個燈組均設有三個并聯的白熾燈羅口燈座(每組設有三個開關控制三個負載并聯支路的通斷)，可插60W以下的白熾燈九只，各燈組設有電流插座；日光燈實驗器件有30W整流器、電容器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、啟輝器及短接按鈕；互感線圈一組，實驗時臨時掛上，兩個空心線圈L1 、L2 裝在滑動架上，可調節兩個線圈間的距離，并可將小線圈放到大線圈內，配有大、小鐵棒各一根及非導磁鋁棒一根；電度表一只，規格為220V、3/6A，實驗時臨時掛上，其電源線、負載線均已接在電度表接線架的接線柱上，實驗方便；鐵芯變壓器一只（50VA、36V/220V），原副邊均設有保險絲便于電流的測試，可進行變壓器原、副繞組同名端判斷及變壓器應用等實驗。
3、元件箱
設有三組高壓電容（每組1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高壓電容各一只），用以改變功率因數實驗；提供實驗所需的各種元件，如電阻、二極管、發光管、穩壓管、電位器及12V燈泡等,還提供十進制可調電阻箱，阻值為0～99999.9Ω/2W。
4、單相智能功率、功率因數表
由24位專用DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計而成，通過鍵控、數顯窗口實現人機對話功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時配有PC監控軟件來加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動判別負載性質（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），并可存儲測量數據，供隨時查閱。
5、真有效值交流數字毫伏表
能夠對各種復雜波形的有效值進行精確測量，電壓測試范圍0.2mV～600V（有效值），測試基本精度達到±1%，量程分200mV、2V、20V、200V、600V五檔，直鍵開關切換，三位半數字顯示，每檔均有超量程告警、指示及切斷總電源功能。頻率測試范圍10Hz～600KHz，輸入阻抗1MΩ，輸入電容≤30pF。
6、受控源(四路)、回轉器、負阻抗變換器
提供流控電壓源CCVS、壓控電流源VCCS、壓控電壓源VCVS、流控電流源CCCS、回轉器及負阻抗變換器等實驗模塊。四組受控源、回轉器、負阻抗變換器均采用標準網絡符號。
（四）數字電路、模擬電路
提供穩壓電源四路（±5V/0.5A；±15V/0.5A，均有短路保護、自動恢復功能）、低壓交流電源（0V、6V、10V、14V抽頭各一路及中心抽頭17V兩路）、四位十進制譯碼顯示器、兩組撥碼盤、8位邏輯開關、8位電平指示器、三態邏輯筆、單次脈沖源、揚聲器、振蕩線圈、按鍵、橋堆及電位器等。另外，還設有一些高可靠圓腳集成電路插座（8P 2只、14P 3只、16P 4只、28P 1只、40P 1只）及可靠的鍍銀長紫銅管（供插電阻、電容、電位器、晶體管等元件）。實驗掛箱配有：①共射極單管放大器負反饋放大器實驗板、②射極跟隨器實驗板、③RC正弦振蕩器實驗板、④差動放大器實驗板、⑤OTL功率放大器實驗板共五塊及若干分立元件，可采用固定線路或分立元件靈活組合進行實驗，有利于提高學生動手能力。
1、繼電接觸控制
提供中間繼電器、二只，熱繼電器一只，熔斷器三只，轉換開關三只，按鈕一只，行程開關四只，信號燈、保險絲座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供實驗接線用。
2、繼電接觸控制
提供交流接觸器（線圈電壓380V）三只，熱繼電器一只，電子式時間繼電器（通電延時，工作電壓380V）一只，變壓器(220V/26V/6.3V)、整流電路、能耗制動電阻(10Ω/25W)各一組，帶燈按鈕（黃、綠、紅各一只）三只。將各器件的工作端子引到面板上，供實驗接線用。
六、配置清單（每臺）
|
DG-01
|
電源儀器控制屏
|
1套
|
|
DG-02
|
實驗桌
|
1張
|
|
DG-03
|
電路基礎實驗掛件
|
1套
|
|
DG-04
|
交流電路實驗掛件
|
1套
|
|
DG-05
|
元件箱
|
1套
|
|
DG-06
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單相智能功率、功率因數表
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1只
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DG-09
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真有效值交流數字毫伏表
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1只
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DG-10
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受控源（四路）、回轉器、負阻抗變換器
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1套
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DG-12
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數字電路實驗掛件
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1套
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DG-13
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模擬電路實驗掛件
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1套
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DG-15
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繼電接觸控制
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1件
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DG-17
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繼電接觸控制
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1件
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單片機實驗開發系統掛箱
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1只
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三相交流電機
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2臺
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高可靠護套結構手槍插式實驗連接線及配件
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1套
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PLC配置清單：
（一）主機：三菱FX1N-40MR
（二）實驗箱部分：
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1．PLC001 交通信號燈PLC自動控制
3．PLC003 LED數碼管顯示PLC自動控制
5．PLC005 加工中心刀具庫選擇控制（實物）
7．PLC007 電機的自動控制（實物）
9．PLC009 模擬電視發射塔
11．P LC011 自動售貨機
13．PLC013 水塔自動供水系統
15．PLC015 自動洗衣機系統
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2．PLC002 攪拌器的PLC自動控制（實物）
4．PLC004 四層電梯的PLC自動控制（實物）
6．PLC006 藝術彩燈造型的PLC控制
8．PLC008 步進電機的PLC控制（實物）
10．PLC010 自動送料裝車系統
12．PLC012 自動成型系統
14．PLC014 郵件自動分揀系統
16．PLC016 電鍍系統
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