PLC自动化实训操作台，自动化控制实训装置
2024-08-19 06:55一、产品描述
PLC自动化实训操作台，工业自动化实训平台主要面向自动化、轨道交通信号与控制、电力系统及其自动化、能源与动力工程等专业《电气控制技术》、《可编程控制器原理及应用》、《PLC原理及应用》、 《电器控制技术 》、《电气与PLC技术 》、《电气控制与PLC》等相关课程的教学实验任务，并为课程设计、毕业设计、相关竞赛提供了场地和实验平台。自动化专业实训室主要仪器设备有：自动化实训操作台，工业自动化实训平台、可编程控制器综合实训装置。自动化专业实验室设备主要实验有包括PLC认知、PLC模拟控制应用、PLC控制电气线路综合实验实训等。
参考图
二、实训屏
1、外形尺寸： 1200 mm×700 mm×1900mm (长×宽×高) （误差±3%）。
2、网孔板材质：由厚度为1.5mm以上的加厚铁板冲压而成，经除锈、磷化、静电喷塑、高温固化等工艺处理。
3、框架采用钢壁厚度为2mm以上的加厚彩钢方管，经除锈、磷化、静电喷塑、高温固化等工艺处理。
4、脚轮：采用四只橡胶带锁万向轮，前面两只带刹车。
三、设备配备要求
系统容量设计为1.5-2kVA，三相五线相AC380V供电。
1．PLC主机相关设备：
PLC均能与其他相关设备兼容,且采用以太网通信方式。其主体设备参数要求如下:
（1）CPU主机模块1（S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC）
采用DC24V供电，晶体管输出形式。
晶体管输出，14输入/10输出（配备中间继电器输出组件，所有端子全部引至组件表面，以插孔的形式实现互联），DC/DC/DC数字量输入14*24V DC，数字量输出10*24V DC,2 路模拟量输入，1 个以太网口，最多 8 个信号模块,产品尺寸和重量：<=110 x 100 x 75mm，<=415g。
（2）CPU主机模块2：西门子S7-1500 CPU 1511C-1 PN
西门子S7-1500 CPU 1511C-1 PN，175 KB 程序，1 MB 数据；60 ns；集成2x PN 接口；集成 16 DI/16 DO，5 AI/2 AO，6 HSC@100kHz。所有I/O口引出至接线端子，做成一体化挂箱挂放与实训平台上，外形尺寸约：440mm×150mm×584mm。
（3）工业以太网交换机
接口数目: 5个；传输速度: 100Mbps；支持三路电源同时输入，电源冗余供电；支持9.6V-60VDC宽电压输入。
2. 触摸屏（KTP1000 Basic PN）：（改成KTP 700 Basic PN）
按键+触摸操作，10.4寸 TFT 真彩液晶屏，64K 色，集成Profinet接口，背光平均无故障时间：20000小时。；用户可用内存：10MB以上，配方内存：256KB，带报警缓冲区；带有PROFINET接口，可与PLC、变频器进行以太网通信；配置触摸屏安装支架1付。
3．变频器（G120C 0.37KW）
配置西门子G120C 0.37KW变频器,变频器为一体式变频器，集成PROFIBUS以太网接口，它将整流、逆变单元合在一起了。带矢量轴，实现矢量控制，带BOP面板。
4、步进控制器
（1）步进驱动器DM542，DSP数字式驱动器，微步细分为14种，最高步数为51200步/转；电流范围1.0A-4.2A，具有半流，过压、过流等保护电路。本驱动器为直流供电，工作范围为 直流DC24V-50V。
（2）步进电机57BYG两相混合步进马达
5、伺服控制器
（1）西门子伺服电机：1FL6022-2AF-1AA1 1台
高动态性能伺服电机额定功率0.1KW, 额定扭矩0.32Nm,额定速度3000rpm,最大扭矩0.96Nm,最高转速5000r/min,额定电流1.2A,最大电流3.6A，轴高20mm带滑键带抱闸，防护等级IP65, 增量编码器 TTL 2500 pp。
（2）西门子伺服驱动器：6SL3210-5FB10-1UF1 1台
伺服驱动器电源及功率：1AC 200 V - 240 V (-15% / +10%),0.1 kW ，3AC 200 V … 240 V (-15% / +10%),0.1 kW。额定输出电流1.2A。通过 PROFINET 使用 PROFI drive 协议进行速度控制。带Mini USB接口，4个输入 NPN/PNP，2 个输出NPN/PNP。PROFINET RT/IRT 接口，带 2 个端口 (RJ45 插口)。伺服电缆：原装动力电源电缆；原装电源伺服编码器电缆；原装伺服抱闸电缆。
6、物料传送系统
（1）气动机械手部件单出双杆气缸1只，薄型导杆气缸1只，气手爪1只，旋转气缸1只，磁性开关6只，单控电磁阀4只；
（2）皮带输送机部件三相减速电机（380 V，输出转速40r/min）1台，平皮带1400×100×1.5 mm 1条，编码器1只，光纤传感器2只，接近传感器1只；
（3）物料台1个，光电开关1只；
（4）废料桶1只
（5）铝型材框架1套
7、直线运动控制系统
（1）系统组成：1个丝杠、1个底座、3个光电传感器、1条定位尺、1个指针、缆等组成。
（2）系统功能：通过传感器检测、PLC编程、定向控制、定位控制、速度控制、点动控制、位置显示控制等，能实现小车的精确定位。
（3）主要技术指标：
①工作电源：单相AC220V；
②滑轨有效行程：300mm；
③导距：5mm；
④丝杠直径：16mm。
8、数显三相电力仪表1只
(1)输入：三相三线（3P3L）、三相四线（3P4L）
(2)额定值：AC220V/AC380V
(3)测量：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能
(4)计量：正反向有功电能，感性容性无功电能
(5)显示：液晶显示，可视度高
(6)通讯：RS485通讯，MODBUS-RTU协议
9、继电器-接触器控制部分
（1）电源开关，DZ47LE-32，D10单相两极漏保，数量1个；
（2）CJX2-0910，9A，线圈AC220V，3对常开主触点，2对辅助常开，2对辅助常闭，数量3个
（3）MY2N-GS中间继电器，线圈DC24V，4常开4常闭，数量3个；
（4）热继电器，NR2-25，电流范围：0.25A-0.4A（与负载电机匹配），数量3个；
（5）平头按钮， 1常开1常闭红、黑、绿、蓝φ22mm，数量4个；急停按钮，，红色5A,AC380V,2常开2常闭φ22mm蘑菇头，数量1个；选择开关φ22mm 3档 2个；指示灯红、绿、蓝φ22mm，数量6个；
（6）直通式接线端子UK3N 50位，C45导轨4条
（7）安装支架1付
10、三相电机：180W/380V/Y/△ 1台
11、电脑桌
4040铝型材框架和钣金结构，带键盘托架和计算机主机托盘，用于放置计算机，下方装有万向轮。尺寸：560mm×600mm×1020mm。
三、实训项目
1、气动系统的安装与调试项目：
1.1气动方向控制回路的安装；
1.2气动速度控制回路的安装；
1.3摆动控制回路的安装；
1.4气动顺序控制回路的安装；
1.5气动机械手装置的安装；
1.6气动系统安装与调试；
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：
2.1电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；
2.2电动机星三角降压启动控制电路的连接与控制程序编写；
2.3电动机变频调速控制电路的连接与控制程序编写；
3、机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
3.1 传动装置同轴度的调整；
3.2 皮带输送机的安装与调整；
3.3 搬运机械手设备安装与调试；
3.4 自动生产线设备安装与调试。
3.5自动控制系统安装与调试项目
3.6 多种传感器的安装与调试；
3.7 机械手的自动控制；
3.8 皮带输送机的自动控制；
4、触摸屏实验题目
4.1.指示灯对象实验
4.2.开关对象实验
4.3.数据显示实验
4.4.数据输入实验
4.5.棒图对象实验
4.6.对象实验
4.7.移动元件对象实验
4.8.异常报警对象实验
4.9.静态显示实验
5、变频器综合应用技能实训
5.1.变频器功能参数设置与操作
5.2.变频器报警与保护功能
5.3.外部端子点动控制
5.4.变频器控制电机正反转
5.5.多段速度选择变频调速
5.6.变频器无级调速
5.7.基于外部模拟量（电压/电流）控制方式的变频调速
6、网络通讯实验
6.1 基于PROFINET现场总线 S7-1200主机相互通讯
6.2 基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1200PLC通讯实验
6.3 基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1200PLC变频器通讯调速实验
6.4 支持PROFINET现场总线中型PLC S7-1500主机相互通讯
6.5基于PROFINET现场总线S7-1500十字路口交通灯控制
6.6基于PROFINET现场总线S7-1500音乐喷泉控制
6.7基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1500PLC通讯实验
6.8 基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1500PLC变频器通讯调速实验
6.9基于PROFINET现场总线S7-1500远程模拟量读取与输出
6.10 基于PROFINET现场总线S7-1200与S7-1500通讯实验
四、自动化实训操作台配置清单
PLC自动化实训操作台，工业自动化实训平台主要面向自动化、轨道交通信号与控制、电力系统及其自动化、能源与动力工程等专业《电气控制技术》、《可编程控制器原理及应用》、《PLC原理及应用》、 《电器控制技术 》、《电气与PLC技术 》、《电气控制与PLC》等相关课程的教学实验任务，并为课程设计、毕业设计、相关竞赛提供了场地和实验平台。自动化专业实训室主要仪器设备有：自动化实训操作台，工业自动化实训平台、可编程控制器综合实训装置。自动化专业实验室设备主要实验有包括PLC认知、PLC模拟控制应用、PLC控制电气线路综合实验实训等。
参考图
二、实训屏
1、外形尺寸： 1200 mm×700 mm×1900mm (长×宽×高) （误差±3%）。
2、网孔板材质：由厚度为1.5mm以上的加厚铁板冲压而成，经除锈、磷化、静电喷塑、高温固化等工艺处理。
3、框架采用钢壁厚度为2mm以上的加厚彩钢方管，经除锈、磷化、静电喷塑、高温固化等工艺处理。
4、脚轮：采用四只橡胶带锁万向轮，前面两只带刹车。
三、设备配备要求
系统容量设计为1.5-2kVA，三相五线相AC380V供电。
1．PLC主机相关设备：
PLC均能与其他相关设备兼容,且采用以太网通信方式。其主体设备参数要求如下:
（1）CPU主机模块1（S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC）
采用DC24V供电，晶体管输出形式。
晶体管输出，14输入/10输出（配备中间继电器输出组件，所有端子全部引至组件表面，以插孔的形式实现互联），DC/DC/DC数字量输入14*24V DC，数字量输出10*24V DC,2 路模拟量输入，1 个以太网口，最多 8 个信号模块,产品尺寸和重量：<=110 x 100 x 75mm，<=415g。
（2）CPU主机模块2：西门子S7-1500 CPU 1511C-1 PN
西门子S7-1500 CPU 1511C-1 PN，175 KB 程序，1 MB 数据；60 ns；集成2x PN 接口；集成 16 DI/16 DO，5 AI/2 AO，6 HSC@100kHz。所有I/O口引出至接线端子，做成一体化挂箱挂放与实训平台上，外形尺寸约：440mm×150mm×584mm。
（3）工业以太网交换机
接口数目: 5个；传输速度: 100Mbps；支持三路电源同时输入，电源冗余供电；支持9.6V-60VDC宽电压输入。
2. 触摸屏（KTP1000 Basic PN）：（改成KTP 700 Basic PN）
按键+触摸操作，10.4寸 TFT 真彩液晶屏，64K 色，集成Profinet接口，背光平均无故障时间：20000小时。；用户可用内存：10MB以上，配方内存：256KB，带报警缓冲区；带有PROFINET接口，可与PLC、变频器进行以太网通信；配置触摸屏安装支架1付。
3．变频器（G120C 0.37KW）
配置西门子G120C 0.37KW变频器,变频器为一体式变频器，集成PROFIBUS以太网接口，它将整流、逆变单元合在一起了。带矢量轴，实现矢量控制，带BOP面板。
4、步进控制器
（1）步进驱动器DM542，DSP数字式驱动器，微步细分为14种，最高步数为51200步/转；电流范围1.0A-4.2A，具有半流，过压、过流等保护电路。本驱动器为直流供电，工作范围为 直流DC24V-50V。
（2）步进电机57BYG两相混合步进马达
5、伺服控制器
（1）西门子伺服电机：1FL6022-2AF-1AA1 1台
高动态性能伺服电机额定功率0.1KW, 额定扭矩0.32Nm,额定速度3000rpm,最大扭矩0.96Nm,最高转速5000r/min,额定电流1.2A,最大电流3.6A，轴高20mm带滑键带抱闸，防护等级IP65, 增量编码器 TTL 2500 pp。
（2）西门子伺服驱动器：6SL3210-5FB10-1UF1 1台
伺服驱动器电源及功率：1AC 200 V - 240 V (-15% / +10%),0.1 kW ，3AC 200 V … 240 V (-15% / +10%),0.1 kW。额定输出电流1.2A。通过 PROFINET 使用 PROFI drive 协议进行速度控制。带Mini USB接口，4个输入 NPN/PNP，2 个输出NPN/PNP。PROFINET RT/IRT 接口，带 2 个端口 (RJ45 插口)。伺服电缆：原装动力电源电缆；原装电源伺服编码器电缆；原装伺服抱闸电缆。
6、物料传送系统
（1）气动机械手部件单出双杆气缸1只，薄型导杆气缸1只，气手爪1只，旋转气缸1只，磁性开关6只，单控电磁阀4只；
（2）皮带输送机部件三相减速电机（380 V，输出转速40r/min）1台，平皮带1400×100×1.5 mm 1条，编码器1只，光纤传感器2只，接近传感器1只；
（3）物料台1个，光电开关1只；
（4）废料桶1只
（5）铝型材框架1套
7、直线运动控制系统
（1）系统组成：1个丝杠、1个底座、3个光电传感器、1条定位尺、1个指针、缆等组成。
（2）系统功能：通过传感器检测、PLC编程、定向控制、定位控制、速度控制、点动控制、位置显示控制等，能实现小车的精确定位。
（3）主要技术指标：
①工作电源：单相AC220V；
②滑轨有效行程：300mm；
③导距：5mm；
④丝杠直径：16mm。
8、数显三相电力仪表1只
(1)输入：三相三线（3P3L）、三相四线（3P4L）
(2)额定值：AC220V/AC380V
(3)测量：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能
(4)计量：正反向有功电能，感性容性无功电能
(5)显示：液晶显示，可视度高
(6)通讯：RS485通讯，MODBUS-RTU协议
9、继电器-接触器控制部分
（1）电源开关，DZ47LE-32，D10单相两极漏保，数量1个；
（2）CJX2-0910，9A，线圈AC220V，3对常开主触点，2对辅助常开，2对辅助常闭，数量3个
（3）MY2N-GS中间继电器，线圈DC24V，4常开4常闭，数量3个；
（4）热继电器，NR2-25，电流范围：0.25A-0.4A（与负载电机匹配），数量3个；
（5）平头按钮， 1常开1常闭红、黑、绿、蓝φ22mm，数量4个；急停按钮，，红色5A,AC380V,2常开2常闭φ22mm蘑菇头，数量1个；选择开关φ22mm 3档 2个；指示灯红、绿、蓝φ22mm，数量6个；
（6）直通式接线端子UK3N 50位，C45导轨4条
（7）安装支架1付
10、三相电机：180W/380V/Y/△ 1台
11、电脑桌
4040铝型材框架和钣金结构，带键盘托架和计算机主机托盘，用于放置计算机，下方装有万向轮。尺寸：560mm×600mm×1020mm。
三、实训项目
1、气动系统的安装与调试项目：
1.1气动方向控制回路的安装；
1.2气动速度控制回路的安装；
1.3摆动控制回路的安装；
1.4气动顺序控制回路的安装；
1.5气动机械手装置的安装；
1.6气动系统安装与调试；
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：
2.1电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；
2.2电动机星三角降压启动控制电路的连接与控制程序编写；
2.3电动机变频调速控制电路的连接与控制程序编写；
3、机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
3.1 传动装置同轴度的调整；
3.2 皮带输送机的安装与调整；
3.3 搬运机械手设备安装与调试；
3.4 自动生产线设备安装与调试。
3.5自动控制系统安装与调试项目
3.6 多种传感器的安装与调试；
3.7 机械手的自动控制；
3.8 皮带输送机的自动控制；
4、触摸屏实验题目
4.1.指示灯对象实验
4.2.开关对象实验
4.3.数据显示实验
4.4.数据输入实验
4.5.棒图对象实验
4.6.对象实验
4.7.移动元件对象实验
4.8.异常报警对象实验
4.9.静态显示实验
5、变频器综合应用技能实训
5.1.变频器功能参数设置与操作
5.2.变频器报警与保护功能
5.3.外部端子点动控制
5.4.变频器控制电机正反转
5.5.多段速度选择变频调速
5.6.变频器无级调速
5.7.基于外部模拟量（电压/电流）控制方式的变频调速
6、网络通讯实验
6.1 基于PROFINET现场总线 S7-1200主机相互通讯
6.2 基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1200PLC通讯实验
6.3 基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1200PLC变频器通讯调速实验
6.4 支持PROFINET现场总线中型PLC S7-1500主机相互通讯
6.5基于PROFINET现场总线S7-1500十字路口交通灯控制
6.6基于PROFINET现场总线S7-1500音乐喷泉控制
6.7基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1500PLC通讯实验
6.8 基于PROFINET现场总线触摸屏S7-1500PLC变频器通讯调速实验
6.9基于PROFINET现场总线S7-1500远程模拟量读取与输出
6.10 基于PROFINET现场总线S7-1200与S7-1500通讯实验
四、自动化实训操作台配置清单
| 序号 | 名称 | 型号 | 单位 | 数量 |
| 1 | 网孔实训屏 |
（1）外形尺寸： 1000mm×500mm×1800mm (长×宽×高) （误差±3%）。 （2）网孔板材质：由厚度为1.5mm以上的加厚铁板冲压而成，经除锈、磷化、静电喷塑、高温固化等工艺处理。 |
台 | 1 |
| 2 | PLC主机1 | CPU主机模块（S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC） | 台 | 1 |
| 3 | PLC主机2 | 西门子S7-1500 CPU 1511C-1 PN | 台 | 1 |
| 4 | 直线运动控制系统 | 套 | 1 | |
| 5 | 步进驱动器 | DM554 | 台 | 1 |
| 6 | 步进电机 | 57BYG | 台 | 1 |
| 7 | 伺服驱动器及电机 | 西门子V90 100W | 套 | 1 |
| 8 | 工业以太网交换机 | 5口 100M | 台 | 1 |
| 9 | 触摸屏 | KTP1000 Basic PN | 台 | 1 |
| 10 | 变频器 | G120C 0.37KW含BOP面板 | 台 | 1 |
| 11 | 气动机械手模型 | 单出双杆气缸1只，薄型导杆气缸1只，气手爪1只，旋转气缸1只，磁性开关6只，单控电磁阀4只 | 套 | 1 |
| 12 | 皮带输送机模型 | 三相减速电机（380 V，输出转速40r/min）1台，平皮带1400×100×1.5 mm 1条，编码器1只，光纤传感器2只，接近传感器1只； | 套 | 1 |
| 13 | 数显三相电力仪表 | 只 | 1 | |
| 14 | 继电器-接触器控制器件 |
（1）电源开关，DZ47LE-32，D10单相两极漏保，数量1个； （2）CJX2-0910，9A，线圈AC220V，3对常开主触点，2对辅助常开，2对辅助常闭，数量3个 （3）MY2N-GS中间继电器，线圈DC24V，4常开4常闭，数量3个； （4）热继电器，NR2-25，电流范围：0.25A-0.4A（与负载电机匹配），数量3个； （5）平头按钮， 1常开1常闭红、黑、绿、蓝φ22mm，数量4个；急停按钮，，红色5A,AC380V,2常开2常闭φ22mm蘑菇头，数量1个；选择开关φ22mm 3档 2个；指示灯红、绿、蓝φ22mm，数量6个； （6）直通式接线端子UK3N 50位， C45导轨4条 （7）安装支架1付 |
套 | 1 |
| 15 | 三相电机 | 180W/380V/Y/△ | 台 | 1 |
| 16 | 工具 | 1把剥线钳、1把冷压针压线钳、1把冷压叉压线钳、2把小型螺丝刀、2把中型螺丝刀，且所有工具均采用优质品牌。 | 套 | 1 |
| 17 | 电脑桌 | 4040铝型材框架和钣金结构，带键盘托架和计算机主机托盘，用于放置计算机，下方装有万向轮。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 | 台 | 1 |