电气控制及工业数字化装调实训考核设备
2024-07-24 06:50电气控制及工业数字化装调实训考核设备
电气控制及工业数字化装调实训考核设备、工业数字化网络控制实训平台装置结合当前我国工业自动化应用技术及器件技术的发展，充分考虑实用性、先进性。装置采用模块式结构，实训挂箱包含PLC主机挂箱、变频器挂箱、触摸屏挂箱、PLC模拟负载挂箱、步进控制系统、伺服控制系统及丰富的验证演示装置。实训内容包括PLC的基础实训、PLC综合实训，变频器的认识、操作、参数设定及通讯实训，触摸屏的认识、操作、应用实训，伺服控制的认识、操作、应用实训、步进电机扩展、数据采集、数据显示、键盘控制、定时器、接口实训等，实训项目丰富、综合性强、紧跟工业自动化发展潮流。
一、电气控制及工业数字化装调实训考核设备台体配置：
1.电气控制及工业数字化装调实训考核设备主体框架采用优质128mm×34mm±1mm工业铝型材搭建而成，设备布件区域采用由1.5mm厚优质钢板经数控机械精加工制作的标准网孔板，表面经酸洗磷化后，高温静电喷塑处理；
2.设备底部带轮，方便设备的移动和放置。
3. 尺寸：≥W1200*D700*H1800mm
二、电源箱（可脱离实验台单独使用）
4.交流输出：三相五线交流380V±10％单相三线交流220±10％使用自动空气开关通断电源， 设有短路保护系统、漏电保护系统、接地保护、急停保护。
5.直流稳压电源：DC24V/2A以上，调节精度1%，具有短路软限流和短路自恢复功能。
三、控制模块Ⅰ
6、PLC：采用西门子S7-1200系列主机，CPU 1214C， 紧凑型 CPU，DC/DC/DC， 机载 I/O： 14 个 24V DC 数字输入；10 个 24V DC 数字输出； 2 AI 0-10V DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/数据存储器100 KB；数字量扩展I/O 16 DI/16 DO，16DI/16DO， 16DI 24V DC，灌电流/拉电流， 16DO，继电器 2A。
7、变频器：采用西门子G120C变频器，配备安全集成STO PROFINET 6DI，3DO，2AI，2AO，最大 1F-DI PTC/KTY接口 USB 和 SD/MMC 接口防护等级 IP20，轻载功率：0.55KW，重载功率0.37KW。
8、伺服系统： 采用西门子V90系列伺服控制器及伺服电机，输入电压：200-240V 单相交流 -15%/+10% 5.0A/3.0A 45-66，可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。
四、控制模块Ⅱ（可脱离实验台单独使用）
11、采用3mm铝合金长方体为主体结构，包含多组中间继电器、指示灯、按钮等模块。
12、控制电路使用弹簧式端子
五、环形传送分拣任务模型
13、功能：模拟生产线自动化控制，变频器控制输送电机实现调速功能，并通过光纤、光电、金属、RFID等多种传感器检测，PLC控制伺服、步进、多种气缸动作完成多种功能。
14、结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。
15、主要部件：
1.三相交流减速电机
1) 额压：380V
2) 功率：25W
3) 减速比:1:50
2.伺服电机
1) 工作电压：230V 3AC
2) PN = 0.1kW；
3) NN = 3000rpm 4) M0 = 0.32Nm；
5) MN = 0.32Nm
6) 轴高度 20mm
7) 增量编码器TTL：2500 增量/转
8) 防护等级：IP65
3.步进电机
1) 额定电压：3V
2) 额定电流：2A
3) 步角距：1.8°
4) 电机长度：49mm
5) 保持转矩：0.48N.m
6) 电机线数：4线
7) 步距精度：5%
8) 绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC
9) 耐压:500V AC 1minute
10) 径向跳动：最大0.02mm(450g负载）
11) 轴向跳动：最大0.08mm(450g负载）
4.工业RFID读写器
1)可支持达至1.5W射频功率；
2)感应距离可达20cm
3)外形长：82mm；
4)前端直径：32mm；
5)调整距离外径：35/38mm；
6) 线长：1500mm；
六、直流调速模块
16、直流调速模块采用测速发电机反馈电压和给定电压形成闭环调速系统，调速系统由给定电压、转速负反馈、放大电路、触发产生电路及主电路组成。要求具有数字显示系统及透明防护罩等。
17、直流调速PCB线路板采用插放式设计，方便学员取出。学员根据功能要求进行测量分析，完成故障诊断与排除。
七、电机组模块
18、包含步进电机、伺服电机、交流电动机。
八、电脑桌
19、功能：工业铝型材框架结构，单工位，设有电脑主机位及键盘支架，用于放置编程电脑。
20、尺寸：不小于L600mm×W700mm×H780mm
21、桌身：桌体底装有带刹车万向轮，方便移动和固定。
九、装配桌（防静电装配平台）
22、功能：由桌身、工具柜、台面组成，用于电气及机械结构的装配平台。
23、尺寸：不小于L1500mm×W700mm×H780mm
24、桌身：装配桌预设电源插座扩展孔，依据用途可加装电源插座。整个装配桌可随意拆装，方便运输安装。
25、工具柜：采用冷轧钢板折弯焊接而成，工具柜有多个抽屉，可储藏工具，放置于装配桌底部一侧。
26、台面：采用50mm厚高压复合成型纤维板,表面覆盖2mm绿色防静电胶皮，四边并以5mm ，PVC截面封边，台面具有耐磨、耐热、耐污及易清洁等特点。具有耐冲击、耐酸碱、吸震、防静电的功能。
9、触摸屏：采用西门子KTP700系列触摸屏，按键式/触摸式操作，7"TFT显示屏，65536 颜色，PROFINET接口。
10、步进驱动器模块：两相步进电机驱动器，可正定电流范围1.0-4.2A，供电电压DC18-48V，细分1-128，脉冲控制型。
十、仿真教学软件、资源包
27、实训项目的相关指导教材及参考资料
28、模拟训练题目、参考程序、手册、编程软件
29、配套仿真软件
该系统主要用于教学实训管理和跨专业拓展使用，形成全开放式的模拟仿真电器联调数据模型，可以对各控制环节进行模拟仿真，包括实现故障诊断、排除等仿真操作与考核。
实训管理系统：
利用网络、通讯、信息和图形图像处理技术将数据及控制命令深度融合，具有波形成像技术、传感器参数、曲线数值等，数字化计算机信息管理和自动报警等系统性功能，整体提升平台的综合管理能力、安全保障能力和指导操控能力。使用计算机网络和设备外部接口实现集中联动控制显示。对多台电子设备进行集中控制，把目标区域内的数据资源和控制资源通过集成平台优化管理，满足监测和预警。
软硬结合
系统可与实际电气控制、可编程主机硬件等典型工控设备进行实时通讯，软件内置编程模块，可利用其虚拟的程序或脚本语言对模型进行编程控制。学员可将实训成果导入平台，通过编辑工具，可编辑修改或载入程序，程序能够进行仿真运行，运行时具有输入输出状态指示。支持P程序与指令表间切换，支持信息状态仿真测试。
理虚结合
整合常规的课件学习与3D模型相结合的方式,课件可以支持word，ppt，pdf等格式转换而来，支持页面跳转、缩放、翻转、抗锯齿、灰度显示、高对比度显示等调整；所有资源写在配置文件中，教师可定制自己的理论学习教程。电气元器件具有真实的物理属性，可以用万用表检测器件质量的好坏，再由基本的元器件组成控制回路，物理属性可任意修改并实时观察电路运算效果。
系统可支持多种操作系统平台（Windows、ios、Andriod、Linux等）软件提供了各种操作步骤的人机互动提示，以提高学习效率。通过网络实现随时随地的在线学习，真正实现教学实验不受实验室的空间及教学时间的限制，让学生真正体会到24小在线开放实验室的优越性和方便性。
可扩展性系统针对电气相关硬件教学产品可以通过3D-CAD等模型进行二次开发，通过全开放式的模拟仿真机电联调数据模型，可以配套气动、变频器、步进电机、PLC等技术创建一一对应的虚实结合实训系统构成与真实设备高度一致的虚拟可编程实训平台。
十一、主要实训考核内容
30、主要考核内容：
（1）触摸屏的工程创建、编辑与下载操作
（2）触摸屏的离线模拟应用
（3）触摸屏的动画元件应用
（4）触摸屏的数值、文本输入显示元件应用
（5）触摸屏的系统综合应用
（6）步进电机驱动器的接线与调试
（7）步进电机驱动器参数的设置
（8）步进电机驱动器与PLC的脉冲定位控制
（9）伺服电机驱动器的接线与调试
（10）伺服电机驱动器参数的设置
（11）伺服电机驱动器与PLC的脉冲定位控制
（12）伺服电机驱动器与PLC的通信定位控制
（13）PLC与RFID通信读写编程调试
（14）变频器控制电机的接线与调试
（15）变频器参数的设置
（16）变频器控制环形传送分拣任务模型多段速运行
（17）PLC与变频器通信运行
（18）分拣任务模型接线与调试
（19）分拣任务模型运行控制程序设计
（20）PLC、触摸屏、变频器、伺服系统综合应用实训
（21）检查双闭环直流调速系统组成双闭环直流调速系统调试及分析
十二、工具及仪表
31、配套设备
（1）专用螺丝刀：与弹簧端子配套使用 1把
（2）大两用螺丝刀 6寸 1把
（3）小两用螺丝刀1把
（4）棘轮式冷压端子钳 1把
（5）内六角 中长杆，9件套装 1套
（6）扒皮钳 6寸 1把
（7）尖嘴钳 6寸 1把
（8）工具箱 10寸 1个
（9）万用表 UT39A+ 1把
（10）安全帽 加厚型 1个
电气控制及工业数字化装调实训考核设备、工业数字化网络控制实训平台装置结合当前我国工业自动化应用技术及器件技术的发展，充分考虑实用性、先进性。装置采用模块式结构，实训挂箱包含PLC主机挂箱、变频器挂箱、触摸屏挂箱、PLC模拟负载挂箱、步进控制系统、伺服控制系统及丰富的验证演示装置。实训内容包括PLC的基础实训、PLC综合实训，变频器的认识、操作、参数设定及通讯实训，触摸屏的认识、操作、应用实训，伺服控制的认识、操作、应用实训、步进电机扩展、数据采集、数据显示、键盘控制、定时器、接口实训等，实训项目丰富、综合性强、紧跟工业自动化发展潮流。
一、电气控制及工业数字化装调实训考核设备台体配置：
1.电气控制及工业数字化装调实训考核设备主体框架采用优质128mm×34mm±1mm工业铝型材搭建而成，设备布件区域采用由1.5mm厚优质钢板经数控机械精加工制作的标准网孔板，表面经酸洗磷化后，高温静电喷塑处理；
2.设备底部带轮，方便设备的移动和放置。
3. 尺寸：≥W1200*D700*H1800mm
二、电源箱（可脱离实验台单独使用）
4.交流输出：三相五线交流380V±10％单相三线交流220±10％使用自动空气开关通断电源， 设有短路保护系统、漏电保护系统、接地保护、急停保护。
5.直流稳压电源：DC24V/2A以上，调节精度1%，具有短路软限流和短路自恢复功能。
三、控制模块Ⅰ
6、PLC：采用西门子S7-1200系列主机，CPU 1214C， 紧凑型 CPU，DC/DC/DC， 机载 I/O： 14 个 24V DC 数字输入；10 个 24V DC 数字输出； 2 AI 0-10V DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/数据存储器100 KB；数字量扩展I/O 16 DI/16 DO，16DI/16DO， 16DI 24V DC，灌电流/拉电流， 16DO，继电器 2A。
7、变频器：采用西门子G120C变频器，配备安全集成STO PROFINET 6DI，3DO，2AI，2AO，最大 1F-DI PTC/KTY接口 USB 和 SD/MMC 接口防护等级 IP20，轻载功率：0.55KW，重载功率0.37KW。
8、伺服系统： 采用西门子V90系列伺服控制器及伺服电机，输入电压：200-240V 单相交流 -15%/+10% 5.0A/3.0A 45-66，可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。
四、控制模块Ⅱ（可脱离实验台单独使用）
11、采用3mm铝合金长方体为主体结构，包含多组中间继电器、指示灯、按钮等模块。
12、控制电路使用弹簧式端子
五、环形传送分拣任务模型
13、功能：模拟生产线自动化控制，变频器控制输送电机实现调速功能，并通过光纤、光电、金属、RFID等多种传感器检测，PLC控制伺服、步进、多种气缸动作完成多种功能。
14、结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。
15、主要部件：
1.三相交流减速电机
1) 额压：380V
2) 功率：25W
3) 减速比:1:50
2.伺服电机
1) 工作电压：230V 3AC
2) PN = 0.1kW；
3) NN = 3000rpm 4) M0 = 0.32Nm；
5) MN = 0.32Nm
6) 轴高度 20mm
7) 增量编码器TTL：2500 增量/转
8) 防护等级：IP65
3.步进电机
1) 额定电压：3V
2) 额定电流：2A
3) 步角距：1.8°
4) 电机长度：49mm
5) 保持转矩：0.48N.m
6) 电机线数：4线
7) 步距精度：5%
8) 绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC
9) 耐压:500V AC 1minute
10) 径向跳动：最大0.02mm(450g负载）
11) 轴向跳动：最大0.08mm(450g负载）
4.工业RFID读写器
1)可支持达至1.5W射频功率；
2)感应距离可达20cm
3)外形长：82mm；
4)前端直径：32mm；
5)调整距离外径：35/38mm；
6) 线长：1500mm；
六、直流调速模块
16、直流调速模块采用测速发电机反馈电压和给定电压形成闭环调速系统，调速系统由给定电压、转速负反馈、放大电路、触发产生电路及主电路组成。要求具有数字显示系统及透明防护罩等。
17、直流调速PCB线路板采用插放式设计，方便学员取出。学员根据功能要求进行测量分析，完成故障诊断与排除。
七、电机组模块
18、包含步进电机、伺服电机、交流电动机。
八、电脑桌
19、功能：工业铝型材框架结构，单工位，设有电脑主机位及键盘支架，用于放置编程电脑。
20、尺寸：不小于L600mm×W700mm×H780mm
21、桌身：桌体底装有带刹车万向轮，方便移动和固定。
九、装配桌（防静电装配平台）
22、功能：由桌身、工具柜、台面组成，用于电气及机械结构的装配平台。
23、尺寸：不小于L1500mm×W700mm×H780mm
24、桌身：装配桌预设电源插座扩展孔，依据用途可加装电源插座。整个装配桌可随意拆装，方便运输安装。
25、工具柜：采用冷轧钢板折弯焊接而成，工具柜有多个抽屉，可储藏工具，放置于装配桌底部一侧。
26、台面：采用50mm厚高压复合成型纤维板,表面覆盖2mm绿色防静电胶皮，四边并以5mm ，PVC截面封边，台面具有耐磨、耐热、耐污及易清洁等特点。具有耐冲击、耐酸碱、吸震、防静电的功能。
9、触摸屏：采用西门子KTP700系列触摸屏，按键式/触摸式操作，7"TFT显示屏，65536 颜色，PROFINET接口。
10、步进驱动器模块：两相步进电机驱动器，可正定电流范围1.0-4.2A，供电电压DC18-48V，细分1-128，脉冲控制型。
十、仿真教学软件、资源包
27、实训项目的相关指导教材及参考资料
28、模拟训练题目、参考程序、手册、编程软件
29、配套仿真软件
该系统主要用于教学实训管理和跨专业拓展使用，形成全开放式的模拟仿真电器联调数据模型，可以对各控制环节进行模拟仿真，包括实现故障诊断、排除等仿真操作与考核。
实训管理系统：
利用网络、通讯、信息和图形图像处理技术将数据及控制命令深度融合，具有波形成像技术、传感器参数、曲线数值等，数字化计算机信息管理和自动报警等系统性功能，整体提升平台的综合管理能力、安全保障能力和指导操控能力。使用计算机网络和设备外部接口实现集中联动控制显示。对多台电子设备进行集中控制，把目标区域内的数据资源和控制资源通过集成平台优化管理，满足监测和预警。
软硬结合
系统可与实际电气控制、可编程主机硬件等典型工控设备进行实时通讯，软件内置编程模块，可利用其虚拟的程序或脚本语言对模型进行编程控制。学员可将实训成果导入平台，通过编辑工具，可编辑修改或载入程序，程序能够进行仿真运行，运行时具有输入输出状态指示。支持P程序与指令表间切换，支持信息状态仿真测试。
理虚结合
整合常规的课件学习与3D模型相结合的方式,课件可以支持word，ppt，pdf等格式转换而来，支持页面跳转、缩放、翻转、抗锯齿、灰度显示、高对比度显示等调整；所有资源写在配置文件中，教师可定制自己的理论学习教程。电气元器件具有真实的物理属性，可以用万用表检测器件质量的好坏，再由基本的元器件组成控制回路，物理属性可任意修改并实时观察电路运算效果。
系统可支持多种操作系统平台（Windows、ios、Andriod、Linux等）软件提供了各种操作步骤的人机互动提示，以提高学习效率。通过网络实现随时随地的在线学习，真正实现教学实验不受实验室的空间及教学时间的限制，让学生真正体会到24小在线开放实验室的优越性和方便性。
可扩展性系统针对电气相关硬件教学产品可以通过3D-CAD等模型进行二次开发，通过全开放式的模拟仿真机电联调数据模型，可以配套气动、变频器、步进电机、PLC等技术创建一一对应的虚实结合实训系统构成与真实设备高度一致的虚拟可编程实训平台。
十一、主要实训考核内容
30、主要考核内容：
（1）触摸屏的工程创建、编辑与下载操作
（2）触摸屏的离线模拟应用
（3）触摸屏的动画元件应用
（4）触摸屏的数值、文本输入显示元件应用
（5）触摸屏的系统综合应用
（6）步进电机驱动器的接线与调试
（7）步进电机驱动器参数的设置
（8）步进电机驱动器与PLC的脉冲定位控制
（9）伺服电机驱动器的接线与调试
（10）伺服电机驱动器参数的设置
（11）伺服电机驱动器与PLC的脉冲定位控制
（12）伺服电机驱动器与PLC的通信定位控制
（13）PLC与RFID通信读写编程调试
（14）变频器控制电机的接线与调试
（15）变频器参数的设置
（16）变频器控制环形传送分拣任务模型多段速运行
（17）PLC与变频器通信运行
（18）分拣任务模型接线与调试
（19）分拣任务模型运行控制程序设计
（20）PLC、触摸屏、变频器、伺服系统综合应用实训
（21）检查双闭环直流调速系统组成双闭环直流调速系统调试及分析
十二、工具及仪表
31、配套设备
（1）专用螺丝刀：与弹簧端子配套使用 1把
（2）大两用螺丝刀 6寸 1把
（3）小两用螺丝刀1把
（4）棘轮式冷压端子钳 1把
（5）内六角 中长杆，9件套装 1套
（6）扒皮钳 6寸 1把
（7）尖嘴钳 6寸 1把
（8）工具箱 10寸 1个
（9）万用表 UT39A+ 1把
（10）安全帽 加厚型 1个