"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
網(wǎng)絡(luò)型PLC實驗室簡介,PLC實訓(xùn)基地建設(shè)方案
網(wǎng)絡(luò)型PLC實驗室設(shè)備,PLC實訓(xùn)基地建設(shè)方案PLC及其網(wǎng)絡(luò)被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一,目前較先進(jìn)的可編程序控制器系統(tǒng)已成為解決自動控制問題最有效的工具.為更好地適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì),科學(xué)技術(shù)和社會的發(fā)展,作為培養(yǎng)一線技術(shù)工人的中等職業(yè)學(xué)校需普及PLC技術(shù)教育.
本文在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的背景下,通過綜述目前PLC實驗室的發(fā)展現(xiàn)狀,提出當(dāng)前PLC實驗室教育所面臨的主要問題與不足,即:缺乏網(wǎng)絡(luò)實驗和遠(yuǎn)程教學(xué).并由此集中討論了網(wǎng)絡(luò)型PLC實驗室在技術(shù)上的可行性,同時設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)實驗室的構(gòu)架,即:客戶端,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,工作站和實驗室實驗臺,以及在這種構(gòu)架下的相應(yīng)課程開發(fā).建成的網(wǎng)絡(luò)PLC實驗系統(tǒng)可提供用戶遠(yuǎn)程登陸服務(wù)器,進(jìn)行實驗仿真,實驗室預(yù)定,實驗指導(dǎo)等;并在實驗室內(nèi)提供PLC網(wǎng)絡(luò)課題實驗.在我校中央職業(yè)教育"電工電子與自動化技術(shù)專業(yè)"實訓(xùn)基地建設(shè)中得到實踐.實踐證明,以虛實結(jié)合的實驗形式為依托的網(wǎng)絡(luò)型PLC實驗室建設(shè)和課程開發(fā)能基本滿足PLC技能型人才培養(yǎng)的要求.
網(wǎng)絡(luò)型PLC可編程實驗裝置適合各類院校實驗室建設(shè)的需要，它集可編程邏輯控制器、編程軟件、MCGS工控組態(tài)軟件、PLC局域網(wǎng)于一體。在本裝置上，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)、多個PLC實際應(yīng)用的模擬實驗及實物實驗，所有實驗均有組態(tài)棒圖進(jìn)行動態(tài)跟蹤，裝置配備的主機(jī)采用三菱48點（FX2N－48MR）(也可選用其他品牌的主機(jī))的可編程序控制器器。
網(wǎng)絡(luò)型PLC可編程實驗裝置適合各類院校實驗室建設(shè)的需要，它集可編程邏輯控制器、編程軟件、MCGS工控組態(tài)軟件、PLC局域網(wǎng)于一體。在本裝置上，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)、多個PLC實際應(yīng)用的模擬實驗及實物實驗，所有實驗均有組態(tài)棒圖進(jìn)行動態(tài)跟蹤，裝置配備的主機(jī)采用三菱48點（FX2N－48MR）(也可選用其他品牌的主機(jī))的可編程序控制器。
SBGZX-102D PLC工業(yè)組態(tài)一體化實訓(xùn)平臺
一、整體概述
PLC工業(yè)組態(tài)一體化實訓(xùn)平臺（兩工位）PLC實訓(xùn)設(shè)備、PLC控制實訓(xùn)室為機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)實訓(xùn)室設(shè)備承擔(dān)課程：《PLC控制技術(shù)》、《機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制與編程》等。西門子S7-1200、S7-1500系列PLC模塊和三菱FX2N-48MR系列PLC。配置有西門子S7-1200、S7-1500系列PLC、簡單一體化裝置、STEP-7和博圖軟件。PLC實訓(xùn)考核臺為載體，配置有三菱FX2N-48MR系列PLC和GX Developer軟件，承擔(dān)PLC相關(guān)教學(xué)任務(wù)。
PLC實訓(xùn)臺 （兩工位）PLC實訓(xùn)設(shè)備、通過實訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生具備有西門子S7-1200、s7-1500PLC、三菱PLC、硬件組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)處理、傳感器選用、觸摸屏編程等方面的知識，掌握裝接調(diào)試的基本技能，能夠?qū)?span lang="EN-US">PLC的工作原理和硬件基礎(chǔ)，掌握根據(jù)控制要求進(jìn)行編程并完成安裝和調(diào)試的技能。
PLC實訓(xùn)臺 （兩工位）、系統(tǒng)是集培訓(xùn)、實訓(xùn)、考核為一體的多功能設(shè)備。適用于各類院校、企業(yè)職工職業(yè)培訓(xùn)的教學(xué)培訓(xùn)、實操考核。該設(shè)備采用模塊化組合設(shè)計，主要由三大部分組成，包括網(wǎng)孔板實訓(xùn)套件、智能控制技術(shù)操作平臺、電腦桌等組成。
PLC工業(yè)組態(tài)一體化實訓(xùn)裝置以綜合實訓(xùn)為目的，是實驗室的基礎(chǔ)部分，網(wǎng)孔板實訓(xùn)套件根據(jù)教學(xué)和實訓(xùn)的需要，選擇不同的元件、器件和部件，可進(jìn)行不同課程模塊、不同項目的實訓(xùn)，實訓(xùn)裝置適用范圍廣，可完成的教學(xué)內(nèi)容和實訓(xùn)項目多。
二、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
1. 外型：實訓(xùn)臺尺寸1640mm×750mm×1200mm；電腦桌720mm×560mm×750mm；
2. 實訓(xùn)臺架的材料：鋼板、鋁合金結(jié)構(gòu)；
3. 電源：1)輸入：三相AC 380V ±10% 50HZ 三相五線；
2)固定交流輸出：三相五線380V 接插式2組、220V插座式2組，均通過組合開關(guān)進(jìn)行關(guān)斷。
4.整流二極管2組：提供整流二極管1N5408四個，用于能耗制動電路。
5.可調(diào)直流輸出2路： 0～24V/2A連續(xù)可調(diào)2組（帶有指針電壓、指針電流表實時監(jiān)控電源變化）；固定DC24V/2A電源2組。
6.功率電阻2組：提供75Ω/75W功率電阻六個，用于降壓啟動電路，提供10Ω/25W功率電阻兩個，用于能耗制動電路。
7. 保護(hù)2組：熔斷器作短路保護(hù)，斷路器具有過載保護(hù)，漏電開關(guān)具有漏電保護(hù)功能，漏電保護(hù)動作電流≤30mA。每個工位電源面板設(shè)有急停按鈕。
三、產(chǎn)品組成：實訓(xùn)平臺由實訓(xùn)桌、實訓(xùn)屏、電腦桌、電氣元器件等組成。
四、參考實訓(xùn)項目
（一）電工部分
1）三相異步電動機(jī)直接啟動控制
2）三相異步電動機(jī)接觸器點動控制線路
3）三相異步電動機(jī)接觸器自鎖控制線路
4）三相異步電動機(jī)Y/△自動控制線路
5）接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路
6）按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路
7）雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路
8）三相異步電動機(jī)多地控制
9）工作臺自動往返控制線路
10）三相異步電動機(jī)串電阻降壓啟動控制線路
11）三相異步電動機(jī)能耗制動控制線路
12）按鈕切換的雙速電動機(jī)控制電路連接實訓(xùn)；
13）時間繼電器切換的雙速電動機(jī)控制電路連接實訓(xùn)；
（二）PLC部分
1）PLC控制三相異步電動機(jī)Y/△控制線路
2）PLC控制三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路
3）PLC控制三相異步電動機(jī)串電阻降壓啟動控制線路
4）PLC控制三相異步電動機(jī)能耗制動控制線路
（三）伺服、步進(jìn)、變頻器部分
1）變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
2）變頻器報警與保護(hù)功能
3）外部端子點動控制
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）伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)置
7）伺服電機(jī)脈沖控制
8）伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制
11）伺服電機(jī)速度控制
12）步進(jìn)電機(jī)參數(shù)設(shè)置
13）步進(jìn)電機(jī)脈沖控制
14）步進(jìn)電機(jī)速度控制
（四）智能考核部分（利用答題器自行接線）
1）三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制回路考核
2）三相異步電動機(jī)星三角控制回路考核
3）雙速電機(jī)控制回路考核
4）三速電機(jī)控制回路考核
........
五、具體參數(shù)如下：
|
序號 |
部件名稱 |
功能及技術(shù)參數(shù) |
數(shù)量 |
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1 |
實訓(xùn)桌 |
1.桌子臺面板采用E1級三聚氰胺復(fù)面合成板，臺面厚度約25mm。 2.采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺面高度約750mm，桌面板下設(shè)有用于存放網(wǎng)孔板的空格。 3.立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。立柱往上延伸用于固定實訓(xùn)屏和網(wǎng)孔板掛架型材。 4.C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對稱件，外形約160×166×70mm，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂，表面藍(lán)色靜電噴涂工藝。 5.后立柱往上延伸，用于固定實訓(xùn)屏和工具掛板，工具掛板設(shè)有網(wǎng)孔板掛鉤，可以使網(wǎng)孔板傾斜放置在臺面上，方便電器元件的安裝固定。 |
1套 |
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2 |
實訓(xùn)屏 |
鋼制結(jié)構(gòu)，表面氧化噴塑處理，電源輸出包含固定交流輸出：三相五線380V 接插式2組、220V插座式2組，均通過組合開關(guān)進(jìn)行關(guān)斷；可調(diào)直流輸出： 0～24V/2A連續(xù)可調(diào)2組（帶有指針電壓、指針電流表實時監(jiān)控電源變化）；固定DC24V/2A電源2組；提供降壓啟動電阻6個，能耗制動電阻2只，提供整流二極管1N5408四個，用于能耗制動電路。另提供單相220V單元插座用于給電腦的供電。 |
1套 |
|
3 |
電腦桌 |
鋼鋁結(jié)構(gòu)，裝有4只萬向輪，裝有電腦顯示屏翻轉(zhuǎn)支架1套，適用于24吋以下顯示屏的安裝；底部設(shè)有電腦主機(jī)托板一個。 |
1套 |
|
4 |
網(wǎng)孔板 |
600*700mm 不銹鋼網(wǎng)孔板屏，安裝把手，加厚設(shè)計。實訓(xùn)網(wǎng)孔板用于電氣元件的安裝和固定。 |
2塊 |
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5 |
PLC |
CPU1214C 100 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，DQ10 x 24VDC 和 AI2；板載 6 個高速計數(shù)器和 4 路脈沖輸出；信號板擴(kuò)展板載 I/O；多達(dá) 3 個用于串行通信的通信模塊；多達(dá) 8 個用于 I/O 擴(kuò)展的信號模塊；0.04ms/1000 條指令；PROFINET 接口，用于編程、HMI 以及 PLC 間數(shù)據(jù)通信，SM1223數(shù)字量輸入/輸出模塊 DI8 x 24VDC 漏型/源型及 DQ8 x 24VDC；可組態(tài)輸入延時；插入式端子塊，SM1241帶有 RS422/RS485 接口的通信模塊；9 針 D-sub 插座。 |
1套 |
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6 |
變頻器 |
G120C 0.55KW工業(yè)變頻器，集成6路數(shù)字量輸入，1路模擬量輸入，支持PROFINET通訊，配套操作面板。 |
1套 |
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7 |
觸摸屏 |
KTP700Basic PN 7'' TFT 顯示屏，800 x 480 像素，64K 色；按鍵和觸摸操作，8 個功能鍵；1 x PROFINET，1 x USB |
1臺 |
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8 |
步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動組件 |
驅(qū)動電壓：20-50VDV 適配電流：<3A 保護(hù)功能：具有過流、過壓、欠壓等保護(hù) 步進(jìn)電機(jī)： 額定電壓：≥3V 額定電流：≥2A 步角距：≥1.8° 電機(jī)長度：≥49mm 保持轉(zhuǎn)矩：≥0.48N.m 電機(jī)線數(shù)：≥4線 步距精度：≥5% 絕緣電阻：≥100MΩ Min 500VDC 徑向跳動：最大0.02mm(450g負(fù)載） 軸向跳動：最大0.08mm(450g負(fù)載） |
1套 |
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9 |
伺服電機(jī)及驅(qū)動組件 |
SD300 額定功率≥0.4KW，額定扭矩≥1.27 N.m 額定轉(zhuǎn)速≥3000r/min配套伺服電機(jī)驅(qū)動器，AC220V 400W。 |
1套 |
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10 |
智能電氣遙控柜
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1、控制柜集成60路交流接觸器控制。每一路控制模式分為手動、自動兩種模式； 手動模式：使用機(jī)柜表面的旋鈕進(jìn)行控制； 自動模式：使用遙控器和觸摸屏進(jìn)行控制； 2、遙控器采用15鍵射頻遙控器，實現(xiàn)單路獨立控制，電源全開、電源全關(guān)、兩組自定義控制 3、集成10.4寸觸摸屏 a單路獨立控制，電源全開、電源全關(guān)、兩組自定義控制 b執(zhí)行動作前語音播放，可啟用可關(guān)閉 c可以設(shè)置按鍵聲音開關(guān)、延時控制時間、自定義控制組合 4、具有語音播報功能，音量可以調(diào)節(jié)，可以外接音響； 5、可以通過通訊口擴(kuò)展電量采集模塊，實時顯示實訓(xùn)室用電狀態(tài)； |
1套 |
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11 |
智能考核答題器 |
采用新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。 控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅(qū)動模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動盒)分離， 避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。 驅(qū)動模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和 RS232 串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。 手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對 話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備。 手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備無線組網(wǎng)時，手持 移動控制終端可無線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。 可通過 PC 控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，教師與 學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與 學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致) 可自由設(shè)定任意一處有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置�？筛鶕�(jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置。可根據(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點的數(shù)量和故障設(shè)置類型。 所有配備驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)， 實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。 用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機(jī)控制每一臺實訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動、信息反饋、考核評分等功能。 |
1個 |
|
12 |
斷路器 |
額定電流:16A;極數(shù): 3P |
2個 |
|
13 |
控制變壓器 |
BK50 |
2個 |
|
14 |
熔斷器 |
RT28-32X 1P |
10個 |
|
15 |
熔斷器保險芯 |
5A 10*38 |
10個 |
|
16 |
交流接觸器 |
工作電壓AC24V，工作電流 9A，絕緣電壓690V，觸點：2常開2常閉，安裝方式導(dǎo)軌和螺釘安裝， |
8個 |
|
17 |
熱過載繼電器 |
NR4-63 1.6-2.5A |
4個 |
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18 |
四孔按鈕盒 |
按鈕盒4位 |
2個 |
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19 |
按鈕紅色 |
紅色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
20 |
按鈕綠色 |
綠色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
20 |
按鈕白色 |
白色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
21 |
按鈕黑色 |
黑色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
22 |
行程開關(guān) |
單輪式、自動復(fù)位，一常開一常閉 雙輪自鎖各4個 |
8個 |
|
23 |
編程電纜 |
3米 |
2條 |
|
24 |
終端固定件 |
終端固定件 |
2套 |
|
25 |
灰色端子 |
帶保險 |
60位 |
|
26 |
2.5mm²灰色端子 |
UK2.5B 灰色；額定橫截面：2.5mm²，寬2.2mm，長48.5mm，端板寬度2.2mm， |
58位 |
|
27 |
2.5mm²黃綠色端子 |
2.5mm²黃綠色端子 |
2位 |
|
28 |
快速標(biāo)記條 |
打印字符1-30 |
2條 |
|
29 |
耗材 |
線槽、導(dǎo)軌、安裝螺絲等 |
1批 |
六、工業(yè)自動化數(shù)字孿生仿真軟件（正版）
采用單片機(jī)技術(shù)，具備多路數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出，有通訊接口與電腦相連，通過內(nèi)置協(xié)議與上位機(jī)中虛擬仿真教學(xué)軟件實時通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和對外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路開關(guān)量輸入接口及指示、24路開關(guān)量輸出接口及指示、4路模擬量輸入接口、4路模擬量輸出接口、系統(tǒng)協(xié)同傳感器模塊將動作信號反饋給上位機(jī)仿真軟件中的虛擬對象模型，虛擬對象模型給出反饋信號，PLC等智能控制器根據(jù)信號執(zhí)行相應(yīng)的輸出操作，以此反應(yīng)整個系統(tǒng)執(zhí)行動作過程。能在具有物理屬性的3D環(huán)境中進(jìn)行虛擬設(shè)備的仿真調(diào)試。具有高度的人機(jī)交互性，通過虛擬對象進(jìn)行各種與實際環(huán)境中相同的操作。與各PLC主機(jī)兼容。軟件通過自動、手動和PLC控制三種模式再現(xiàn)了以下虛擬工業(yè)場景，3D場景的PLC實驗項目：
1）三層電梯控制
2）自動售貨機(jī)
3）機(jī)械手
4）自動門
5）天塔之光
6）全自動洗衣機(jī)
7）自動成型機(jī)
8）紅綠燈
9）裝配流水線
10）四路搶答器
11）音樂噴泉
12）軋鋼機(jī)
13）郵件分揀
14）物料分揀
15）多級傳輸
16）八段碼顯示
17）多種液體混合
18）雙面銑床
19）電鍍槽
20）交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
21）小車運動
22）攪拌站
23）汽車燈光控制
24）汽車火花塞點火控制
25）加工中心控制
26）隧道監(jiān)控
27）自動扶梯
28）CA6140普通車床PLC改造控制
29）X62W萬能銑床PLC改造控制
30）T68臥式鏜床PLC改造控制
31）M7120平面磨床PLC改造控制
32）Z3050搖臂鉆床PLC改造控制
33）電動葫蘆PLC改造控制
34）Z35搖臂鉆床PLC改造控制
35）M1432A萬能外圓磨床PLC改造控制
