"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國(guó)、支持教育事業(yè)"
SBPLX-02DPLC單片機(jī)變頻調(diào)速綜合實(shí)訓(xùn)裝置
一、概述
PLC單片機(jī)變頻調(diào)速綜合實(shí)訓(xùn)裝置，PLC、單片機(jī)、變頻器實(shí)訓(xùn)設(shè)備，PLC可編程控制器、單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及變頻調(diào)速綜合實(shí)訓(xùn)裝置集單片機(jī)、變頻控制、PLC編程邏輯控制器、通信編輯器、編程軟件、工控組態(tài)軟件、仿真教學(xué)軟件、模擬控制實(shí)訓(xùn)掛箱、實(shí)物與于一體，綜合性強(qiáng)、功能齊全。
單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用部分功能強(qiáng)大、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容豐富，可完成單片機(jī)接口擴(kuò)展、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤控制、定時(shí)器等眾多項(xiàng)目訓(xùn)練。PLC部分可直觀地進(jìn)行基本指令訓(xùn)練，多個(gè)應(yīng)用廣泛的PLC實(shí)際應(yīng)用模擬和實(shí)物控制訓(xùn)練，同時(shí)也為了高層次的設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)提供良好的條件：為了結(jié)合教學(xué)要求，設(shè)計(jì)過程參考國(guó)內(nèi)多種教材，從中精選最具典型性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，配備三相鼠籠異步電機(jī)及繼電器，能完成多個(gè)電氣控制項(xiàng)目訓(xùn)練。變頻器選用應(yīng)用廣泛的三菱FR-E740變頻器，帶有R485通信接口，可完成變頻調(diào)速技術(shù)課程的相關(guān)教學(xué)實(shí)訓(xùn)。
二、PLC、單片機(jī)、變頻器實(shí)訓(xùn)設(shè)備特點(diǎn)
1．PLC可編程控制器、單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及變頻調(diào)速綜合實(shí)訓(xùn)裝置采用組件多結(jié)構(gòu) 更換實(shí)驗(yàn)?zāi)K便捷，如需擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加實(shí)訓(xùn)模塊即可，永不淘汰。
2．PLC實(shí)訓(xùn)對(duì)象形像逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，通過本實(shí)驗(yàn)裝置的訓(xùn)練，學(xué)生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的工作。
3．單片機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目豐富，結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理。
4．采用三菱FX系列可編程控制器，功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越，采用模塊化設(shè)計(jì)，組合靈活。
5．組態(tài)棒圖教學(xué) 采用MCGS工控組態(tài)軟件，所有實(shí)驗(yàn)都已編輯出形象直觀、動(dòng)感強(qiáng)、教學(xué)效果好的組態(tài)棒圖，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)。
6.配套教學(xué)仿真軟件，使學(xué)習(xí)者能在幾乎真實(shí)的環(huán)境下操作練習(xí)，增強(qiáng)實(shí)際操作感，且增強(qiáng)了安全性，提高掌握實(shí)際技能的能力
三、PLC可編程控制器、單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及變頻調(diào)速綜合實(shí)訓(xùn)裝置構(gòu)成
（一）電源實(shí)訓(xùn)屏
1、智能電源管理系統(tǒng)
智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護(hù)功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險(xiǎn)；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺(tái)通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨(dú)立運(yùn)行。
智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報(bào)功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測(cè)數(shù)值。能監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示；用戶通過刷卡方式請(qǐng)求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動(dòng)和停止。
手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。后臺(tái)查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等。
PC端軟件：每個(gè)設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶報(bào)警定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能。可一鍵開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺(tái)設(shè)備的開關(guān)。
后臺(tái)系統(tǒng)：實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控每個(gè)教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運(yùn)行情況，分析設(shè)備使用率及運(yùn)行時(shí)間。（視頻監(jiān)控選配）
2、電源輸入:工作電壓380V±5%(50Hz)。
電源輸出：有保險(xiǎn)絲和漏電保護(hù)開關(guān)二級(jí)保護(hù)功能。輸出三相交流380V工作電壓有三只高精度電壓表指示 ，通過啟停按鈕控制三相交流電壓輸出。
3、直流低壓電源
A組:直流電壓+5V/3A輸出，有高精度直流電壓表指示電壓輸出，過流自動(dòng)保護(hù)功能。
B組: 直流電壓24V/2A輸出，有高精度直流電壓表指示電壓輸出，過流自動(dòng)保護(hù)功能。
C組:低壓直流穩(wěn)壓電源，電壓+12V/-12V輸出，電流2A。
D組: 0-30V直流穩(wěn)壓電源，內(nèi)置式繼電器自動(dòng)換檔，多圈電位器連續(xù)調(diào)壓，輸出電流2A，具有預(yù)設(shè)式限流保護(hù)功能。
E組:恒流源，提供0-20mA恒流源
F組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。
（二）實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，造型美觀大方。桌子設(shè)有一個(gè)抽屜（帶鎖），一個(gè)鍵盤抽屜，桌子下部配置儲(chǔ)存柜及電腦主機(jī)柜，桌面為防火、防水、耐磨高密度板。
（三）PLC主機(jī)三菱FX3U-48MR
（四）PLC模擬控制對(duì)象
包含模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)，能夠模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。提供三層電梯、自動(dòng)售貨機(jī)、機(jī)械手、自動(dòng)門、天塔之光、全自動(dòng)洗衣機(jī)、自動(dòng)成型機(jī)、紅綠燈、裝配流水線、四路搶答器、音樂噴泉、軋鋼機(jī)、郵件分揀、物料分揀、多級(jí)傳輸帶等模擬控制實(shí)訓(xùn)（不少于36實(shí)訓(xùn)模塊），指示燈采用貼片雙色LED，面板采用3D立體彩色搭配設(shè)計(jì)，使模擬對(duì)象更直觀立體，開關(guān)采用自復(fù)位兼自鎖一體設(shè)計(jì)使實(shí)訓(xùn)能靈活實(shí)用，為適用各類PLC模塊具有輸入信號(hào)高低電平切換功能。
（五）變頻實(shí)訓(xùn)模塊主機(jī)才用三菱FR-E740，0.75KW
（六）單片機(jī)部分
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序號(hào) |
名 稱 |
型號(hào)及規(guī)格 |
數(shù)量 |
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1. |
51單片機(jī)主機(jī)模塊 |
AT89S52芯片/在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì) |
1套 |
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2. |
仿真器模塊 |
J.MasterII+POD8X5X仿真頭 |
1套 |
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3. |
顯示模塊(AB共2塊) |
8位跑馬燈 |
1套 |
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8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 |
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16×32點(diǎn)陣LED屏 |
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128×64繪圖液晶顯示屏 |
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1602字符型液晶顯示屏 |
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4. |
繼電器模塊 |
6路繼電器（帶驅(qū)動(dòng)） |
1套 |
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5. |
指令模塊 |
PS2鍵盤接口 |
1套 |
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8個(gè)獨(dú)立鍵盤接口 |
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8路8位開關(guān)量輸入 |
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4*4矩形鍵盤接口 |
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6. |
ADC/DAC模塊 |
ADC0809 |
1套 |
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DAC0832 |
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0-5V模擬電壓輸出 |
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8等級(jí)LED電平指示 |
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有源時(shí)鐘發(fā)生器 |
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7. |
交直流電機(jī)控制模塊 |
24V直流減速電機(jī) |
1套 |
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220V交流減速電機(jī) |
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光電開關(guān)計(jì)數(shù)輸出 |
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8. |
步進(jìn)電機(jī)控制模塊 |
步進(jìn)電機(jī) |
1套 |
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水平移動(dòng)裝置 |
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閉環(huán)控制裝置 |
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9. |
傳感器配接模塊 |
4路傳感器接口 |
1套 |
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16路光電隔離IO口 |
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10. |
擴(kuò)展模塊 |
8255芯片，74LS245芯片 |
1套 |
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11. |
溫度傳感器模塊 |
18B20/LM35 |
1套 |
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12. |
串并裝換模塊 |
74LS164 串進(jìn)并出、74LS165 并進(jìn)串出 |
1套 |
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13. |
IIC總線模塊 |
總線 IC 卡/總線實(shí)時(shí)時(shí)鐘 |
1套 |
（七）智能物料搬運(yùn)模塊（全室一套）
配置雙軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有X軸、Y軸兩個(gè)方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開關(guān)，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執(zhí)行器的準(zhǔn)確定位；超出最大行程時(shí)，具有硬件自動(dòng)保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；本裝置為通用的模塊化的多功能裝置，各功能端口完全開放，可以能過不同的接線來完成各種不同的功能，為學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了廣闊的發(fā)揮空間。
（八）四層電梯實(shí)訓(xùn)模型（全室一套）
系統(tǒng)構(gòu)成：電梯模型包括升降電機(jī)、極限開關(guān)、導(dǎo)軌、隨行電纜、廳門、召喚按鈕、樓層顯示裝置、轎廂、開關(guān)門機(jī)構(gòu)、平層裝置、轎廂內(nèi)指層燈、轎廂照明、智能控制系統(tǒng)等。
智能電梯控制器：智能電梯控制系統(tǒng)由液晶、藍(lán)牙模塊、指紋模塊、刷卡模塊及電梯控制聯(lián)動(dòng)模塊組成，模擬樓宇自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)智能乘梯方便用戶出行。組成部分：液晶采用12864液晶，可現(xiàn)實(shí)電梯當(dāng)前運(yùn)行樓層狀態(tài)及故障，可實(shí)現(xiàn)指紋管理，及指紋錄入等功能。指紋模組可錄入上千個(gè)指紋，適用于小區(qū)及辦公樓宇場(chǎng)所的應(yīng)用。藍(lán)牙模組可實(shí)現(xiàn)手機(jī)呼梯、手機(jī)查看電梯樓層及狀態(tài)，適用于當(dāng)今疫情環(huán)境的無接觸乘梯。刷卡模組可實(shí)現(xiàn)IC卡管理，刷卡樓層自動(dòng)點(diǎn)亮，便于物業(yè)的管理，阻止陌生人進(jìn)去小區(qū)。
包含32個(gè)I/O接口，接口均引至面板上，可以實(shí)現(xiàn)PLC或者單片機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了一套系統(tǒng)多種控制模式。
（九）電機(jī)導(dǎo)軌及光電編碼器一套
（十）三相異步電動(dòng)機(jī):380V/180W 1臺(tái)
四、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相五線電源。
2、電源輸出：有漏電型保護(hù)器、過載、短路保護(hù)裝置。
3、重量：100Kg
4、外形尺寸：160×75×150cm3
五、基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）PLC部分
1）與、或、非邏輯功能測(cè)試
2）定時(shí)器、計(jì)數(shù)器功能測(cè)試
3）跳轉(zhuǎn)、分支功能訓(xùn)練
4）移位寄存器測(cè)試
5）數(shù)據(jù)處理功能訓(xùn)練
6）微分、位操作測(cè)試
7）三層電梯控制
8）自動(dòng)售貨機(jī)
9）機(jī)械手
10）自動(dòng)門
11）天塔之光
12）全自動(dòng)洗衣機(jī)
13）自動(dòng)成型機(jī)
14）紅綠燈
15）裝配流水線
16）四路搶答器
17）音樂噴泉
18）軋鋼機(jī)
19）郵件分揀
20）物料分揀
21）多級(jí)傳輸
22）八段碼顯示
23）多種液體混合
24）雙面銑床
25）電鍍槽
26）交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
27）小車運(yùn)動(dòng)
28）攪拌站
29）汽車燈光控制
30)汽車火花塞點(diǎn)火控制
31)加工中心控制
32)隧道監(jiān)控
33)自動(dòng)扶梯
34)CA6140普通車床PLC改造控制
35）X62W萬能銑床PLC改造控制
36）T68臥式鏜床PLC改造控制
37）M7120平面磨床PLC改造控制
38）Z3050搖臂鉆床PLC改造控制
39）電動(dòng)葫蘆PLC改造控制
40）Z35搖臂鉆床PLC改造控制
41）M1432A萬能外圓磨床PLC改造控制
（二）單片機(jī)部分
1） 燈光閃爍實(shí)訓(xùn)
2） 跑馬燈實(shí)訓(xùn)
3）獨(dú)立按鍵輸入實(shí)訓(xùn)
4）光隔離輸入輸出實(shí)訓(xùn)
5）金屬檢測(cè)實(shí)訓(xùn)
6）動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)訓(xùn)
7）矩陣鍵盤接口實(shí)訓(xùn)
8）繼電器隔離控制實(shí)訓(xùn)
9）蜂鳴器演奏實(shí)訓(xùn)
10）8255 芯片擴(kuò)展 IO 實(shí)訓(xùn)
11）字符型液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)
12）液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)
13）點(diǎn)陣 L E D 屏漢字顯示實(shí)訓(xùn)
14）AD 轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)
15）D A 轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)
16） LM35 溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)
17）單總線溫度傳感器采集實(shí)訓(xùn)
18）交直流減速電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)
19）步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制實(shí)訓(xùn)
20）RS232 通信實(shí)訓(xùn)
21）PS2 鍵盤通信實(shí)驗(yàn)
22）靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
23）74LS164 串進(jìn)并出實(shí)驗(yàn)
24）74LS165 并進(jìn)串出實(shí)驗(yàn)
25）IIC 總線 IC 卡存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)
26）IIC 總線實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
27）IIC 總線 EEPROM 存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)
28）外部中斷光電計(jì)數(shù)控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)
29）定時(shí)器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)
30）閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
31）閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
32）恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
33）小車系統(tǒng)控制實(shí)訓(xùn)
34）智能物料搬運(yùn)裝置實(shí)訓(xùn):
1. 傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)
2. 直流減速電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
3. 氣動(dòng)回路應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
4. 絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
5. 直線運(yùn)動(dòng)單元定位控制實(shí)訓(xùn)
6. 機(jī)械故障檢測(cè)與排除實(shí)訓(xùn)氣動(dòng)電磁閥的控制實(shí)驗(yàn)
（三）變頻調(diào)速部分
1）變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
2）變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
3）外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
4）變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
5）多段速度選擇變頻調(diào)速
6）變頻器無級(jí)調(diào)速
7）基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速
8）瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
9）PID變頻調(diào)速控制
10）PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)
11）PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間控制
12）基于PLC數(shù)字量控制方式的多段調(diào)速
13）基于PLC數(shù)字量控制變頻開環(huán)調(diào)速
14）基于PLC通信方式的的變頻器開環(huán)調(diào)速
15）變頻器恒壓供水系統(tǒng)的模擬
六、PLC、單片機(jī)、變頻器實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)備配置表
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名 稱 |
型 號(hào) |
數(shù)量 |
單 位 |
|
實(shí)訓(xùn)屏 |
SBPLX-02B |
1 |
臺(tái) |
|
實(shí)訓(xùn)桌 |
SB-01 |
1 |
臺(tái) |
|
實(shí)訓(xùn)凳 |
|
2 |
張 |
|
PLC主機(jī)模塊 |
FX3U-48MR |
1 |
塊 |
|
三菱通訊電纜 |
USB-SC09 |
1 |
條 |
|
通訊模塊 |
FX3U-485BD |
1 |
塊 |
|
PLC模擬控制對(duì)象 |
|
1 |
套 |
|
變頻實(shí)訓(xùn)模塊 |
FR-E740 0.75KW |
1 |
塊 |
|
單片機(jī)實(shí)訓(xùn)模塊 |
共計(jì)13單元 |
1 |
套 |
|
電機(jī)導(dǎo)軌 |
SBPLX-02B-01 |
1 |
套 |
|
三相異步電動(dòng)機(jī) |
380V/180W |
1 |
臺(tái) |
|
智能物料搬運(yùn)模塊 |
|
1 |
全室一臺(tái) |
|
四層電梯實(shí)訓(xùn)模型 |
|
1 |
全室一臺(tái) |
|
說明書 |
|
1 |
冊(cè) |
|
實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線 |
|
1 |
套 |
|
配套資源庫 |
網(wǎng)絡(luò)版40節(jié)點(diǎn) |
1 |
套 |
