工业控制实训装置,工业全数字控制实训台
2024-07-02 06:43
工业全数字控制实训装置是根据《中华人民共和国教育行业标准——电工电子类实训基地仪器设备配备标准》，教育部“振兴21世纪职业教育课程改革和教材建设规划”要求，按照职业教育的教学和实训要求研发的产品。适合高职院校、职业学校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》、《变频调速技术》、《现场总线控制技术》课程的教学与技能实训。实训装置也适合技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所各工种PLC实操、技能鉴定考核。
二、装置特点
1、采用积木组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸彩屏、总线通信模块等，配套组态监控软件、仿真实训软件，实现仿真化、信息化、网络实训教学，体现实训教学的网络性和系统性。
2、项目实训模块：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中模拟对象，实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制实训，完成学生认知、设计、安装、调试、检修等多种技能实训。PLC实训对象形像逼真，接近工业现场的实际应用，通过本实验装置的训练，学生很快就能适应现场的工作。
3．采用西门子S7-300系列可编程控制器，功能强大，性能优越，采用模块化设计，组合灵活。
4．采用西门子MM440变频器，功能广泛，动态响应高，驱动性能高。
5. 采用工业及7寸触摸屏，兼容性强，画面编辑功能强，图库丰富，满足日常教学需求和工业控制要求。
6、多种通信方式：通过Profibus DP总线，将实训装置（从站）PLC和主站PLC进行Profibus DP主从通信。PLC与触摸屏实现MPI通信，触摸屏画面可实时监控PLC系统运行状态和控制PLC系统。
三、技术性能
1、输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔<400m
3、装置容量：＜0.5KVA
4、重 量：＜110Kg
5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm
6、安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准
四、实训装置的基本配置及功能
实训装置由控制屏、实训桌、主机实训组件、实训模块（含丰富的工业现场设备模拟实训对象）、变频器挂箱、触摸屏挂箱、交直流电机、总线单元、通信模块、电机导轨、测速机构等组成。
（一）控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
1、交流电源控制单元
三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制，同时具有漏电告警指示及告警复位。
提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。
2、定时器兼报警记录仪
定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。
3、直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等
直流电压：0～10V可调输出；直流电流：4～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表；电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级；电流表量程0～200 mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直流24V继电器、信号转换座若干。
4、主机实训组件
配置西门子S7-300（CPU314-2DP）系列 PLC主机，集成数字量I/O（24DI/16DO），集成模拟量I/O（4AI/2AO），配套PC-MPI通信编程电缆（也可选用其他品牌主机，价格另仪）。
5.变频器组件
配置西门子MM420变频器，响应速度快，性能优越。
6.触摸屏实训组件
西门子7英寸触摸屏，界面操作简便，图库丰富，操作性强。
PLC主机:配置西门子S7200(CPU226DC/DC/DC)系列PLC主机，集成数字量I/O(24DI/16DO)，集成2路高速脉冲输出通道。
（二）实训挂箱
| 序号 | 编号 | 控制对象实训模块 | 实训教学目标 |
| 1 | SX1 | 抢答器/音乐喷泉 | 通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。 |
| 2 | SX2 | 装配流水线/十字路口交通灯 | 通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。 |
| 3 | SX3 | 水塔水位/天塔之光 | 通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。 |
| 4 | SX4 | 自动送料装车/四节传送带 | 通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。 |
| 5 | SX5 | 多种液体混合装置 | 通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。 |
| 6 | SX6 | 自动售货机 | 通过用用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。 |
| 7 | SX7 | 自控轧钢机/邮件分拣机 | 通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。 |
| 8 | SX8 | 机械手控制/自控成型机 | 通过对机械手停留“位置“及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。 |
| 9 | SX9 | 加工中心 | 通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。 |
| 10 | SX10 | 四层电梯 | 通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。 |
| 11 | SX11 |
步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成； 直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。 |
通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制，初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。 |
| 12 | SX12 | 自动洗衣机/电镀生产线 | 通过对洗衣机进出水时间、洗涤流程及电镀生产线中物块侵入不同溶液的时间、方式、先后顺序的控制，掌握多点PLC控制系统的综合应用能力。 |
| 13 | SX13 |
直流电机控制/温度控制 （模拟量控制） |
通过对直流电机系统中脉冲信号采集、转速控制（电压量）及温度控制系统中的温度参数的控制，掌握高速计数器指令、模拟量处理指令、PID指令的使用。 |
| 14 | WK1 | 典型电动机控制实操单元：施耐德交流接触器3只；时间继电器1只，3个按钮，3只交流指示灯，2只热继电器，元器件配置专用底座。 | 掌握一般强电系统的安装和调试工作过程知识，实现PLC方式的电机典型运行控制；掌握安装和调试PLC电气控制系统的有关知识。 |
| 15 | WK2 | 网孔板 | 学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。 |
| 16 | BP1 | 变频器实训组件：配置西门子MM420变频器 | 初步具有综合应用变频器的能力，了解变频调速在实际中的应用，掌握变频器调速技术及PLC综合控制技术。 |
| 17 | CM1 |
触摸屏实训组件：昆仑通态7英寸 |
了解工业触摸屏的功能及使用方法、掌握与PLC之间的通信知识，并掌握复位、置位、交替等功能键、图形（曲线）显示、动态画面跟踪在触摸屏中的实现方法。 |
（四）实训桌
实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；左右设有两个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料，电脑桌联体设计，造型美观大方。
五、实训项目
（一）PLC基本技能实训
1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）
2.典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）
3.PLC仿真实训
（二）PLC模拟控制应用实训
4.数码显示控制
5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）
6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）
7.音乐喷泉控制（具有声效功能）
8.十字路口交通灯控制
9.水塔水位控制
10.自动送料装车系统控制
11.四节传送带控制
12.装配流水线控制
13.多种液体混合装置控制
14.自控成型机控制
15全自动洗衣机控制（具有声效功能）
16.电镀生产线控制
17.自控轧钢机控制
18.邮件分拣机控制
19.自动售货机控制
20.机械手控制
21.三层电梯控制
22.四层电梯控制（实物）
23.加工中心控制（实物）
（三）PLC实物控制实训
24.直线运动位置识别、运动轨迹控制、定位控制
25.步进电机运动控制
26.直流电机控制
27.温度控制
（四）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）
28.C620车床的电气控制线路
29.卧式车床电气控制线路
30.机床两地控制线路
31.M7130平面磨床的电气控制线路
32.Z3040摇臂钻床的电气控制线路
33.液压滑台式自动攻螺纹机的电气控制线路
34.运行小车的电气控制线路
（五）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
35.变频器功能参数设置与操作
36.变频器面板操作与运行
37.变频器无级调速
38.外部端子点动控制
39.变频器控制电机正反转
40.多段速度选择变频调速
41.外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速
42.PLC控制变频器外部端子的电机正反转
43.PLC数字量控制方式的多段速
44.PLC数字量控制方式的电机降压启动
45.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制
46. 基于PLC模拟量控制变频开环调速
47. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
48. 触摸屏画面等级设置及操作
49. 触摸屏画面切换操作
50. 基于触摸屏控制方式的LED控制
51. 基于触摸屏控制方式的电机运行时间控制
52. 基于触摸屏控制方式的抢答器控制
53. 基于触摸屏控制方式的四节传送带控制
54. 基于触摸屏控制方式的运料小车控制
55. 基于触摸屏控制方式的自动供水控制
56. 基于触摸屏控制方式的多段速控制
五、工业全数字控制实训装置配置：
| 名 称 | 型 号 | 数量 | 单 位 | 备注 |
| 实验屏 | 1 | 台 | ||
| 电源控制屏 | 1 | 台 | 钢制喷塑 | |
| 实验桌 | 1 | 张 | 铝木结构 | |
| 学生凳 | 2 | 张 | ||
| PLC主机 | S7-300 CPU314C-2DP | 1 | 台 | |
| 通讯电缆 | PC/MPI+ | 1 | 条 | |
| MPI | 1 | 条 | ||
| 触摸屏通讯线 | 1 | 条 | ||
| 触摸屏与PLC通讯线 | 1 | 条 | ||
| 实验挂箱 | 抢答器/音乐喷泉 | 1 | 块 | |
| 装配流水线/十字路口交通灯 | 1 | 块 | ||
| 水塔水位/天塔之光 | 1 | 块 | ||
| 自动送料装车/四节传送带 | 1 | 块 | ||
| 多种液体混合装置 | 1 | 块 | ||
| 自动售货机 | 1 | 块 | ||
| 自控轧钢机/邮件分拣机 | 1 | 块 | ||
| 机械手控制/自控成型机 | 1 | 块 | ||
| 加工中心 | 1 | 块 | ||
| 四层电梯 | 1 | 块 | ||
| 步进电机/直线运动 | 1 | 块 | ||
| 自动洗衣机/电镀生产线 | 1 | 块 | ||
| 直流电机控制/温度控制 | 1 | 块 | ||
| 电动机控制实操单元 | 1 | 块 | WK1 | |
| 网孔板 | 1 | 块 | WK2 | |
| 变频器实训挂箱（MM420） | 1 | 块 | ||
| PLC主机挂箱（CPU226) | 1 | 块 | ||
| 触摸屏实验箱 （7寸工业级彩色） | 1 | 块 | KTP700 | |
| 三相电机 | 380V/180W | 1 | 台 | |
| 温度传感器 | 0-5v | 1 | 件 | |
| 压力传感器 | 4-20mA | 1 | 件 | |
| 软件 | 演示板原程序及西门子编程软件 | 1 | 套 | |
| 触摸屏编程软件 | 1 | 套 | ||
| 说明书 | 实验指导 | 1 | 册 | |
| 连接线 | 实验连接线50cm自锁线 | 50 | 条 | |
| 15cm自锁线 | 10 | 条 | ||
| 系统排线 | 1 | 条 | ||
| 4mm电机安全叠加线 | 30 | 条 |
本装置采用丝杆传动系统，实现传动和定位要求。造型精美、体积紧凑、重量轻、坚固耐用，采用步进电机控制高质量驱动方案，有力保证系统稳定、精密和快捷响应能力。行程范围0.4M，装有六只霍尔进引位器反馈控制，能满足大中专院校可编程控制器技术的教学、课程设计和毕业设计。PLC自备。
功能介绍：
1）按下启动按钮,系统开始工作，按下停止按钮，系统停止工作；
2）当小车当前所处停靠站的编码小于呼叫按钮SB的编码时，小车向右运行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止；
3）当小车当前所处停靠站的编码大于呼叫按钮SB的编码时，小车向左行，运行到呼叫按钮SB所对应的停靠站时停止；
4）当小车当前所处停靠站的编码等于呼叫按钮SB的编码时，小车保持不动；
5）呼叫按钮开关SB1～SB5应具有互锁功能，先按下者优先。
6）设计PLC控制程序(梯形图或指令程序)。