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數(shù)字化工業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置，數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
2024-10-18 07:05數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
一、 產(chǎn)品概述
數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)裝置結(jié)合當(dāng)前我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)及器件技術(shù)的發(fā)展，充分考慮實(shí)用性、先進(jìn)性。裝置采用模塊式結(jié)構(gòu)，實(shí)訓(xùn)掛箱包含PLC主機(jī)掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負(fù)載掛箱、實(shí)訓(xùn)網(wǎng)孔板掛箱及豐富的驗(yàn)證演示裝置。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括PLC的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、PLC綜合實(shí)訓(xùn)，變頻器的認(rèn)識(shí)、操作、參數(shù)設(shè)定及通訊實(shí)訓(xùn)，觸摸屏的認(rèn)識(shí)、操作、應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，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、打印機(jī)接口實(shí)訓(xùn)等，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目豐富、綜合性強(qiáng)、緊跟工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展潮流。
參考圖
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
1、模塊式結(jié)構(gòu)，掛箱更換方便，便于組織各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及擴(kuò)展新的實(shí)訓(xùn)功能。
2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓(xùn)練，適合高級(jí)工技能培訓(xùn)考核。
3、能進(jìn)行小型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實(shí)訓(xùn)資源豐富、綜合性強(qiáng)，有效節(jié)約實(shí)訓(xùn)用房。
5、安全性高，除配備電壓型和電流型漏電保護(hù)器外，裝置設(shè)有單片機(jī)全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護(hù)功能，確保設(shè)備和人身安全。
三、數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備特點(diǎn)
1. 實(shí)訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護(hù)主機(jī)元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練。
2. 在主機(jī)選型方面由小型S7-200 SMART系列PLC到中型S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機(jī)可以通過并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)小型PLC開始學(xué)起，再到中型PIC,最后到大型PLC，由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來更加得心應(yīng)手。
3. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
4. 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等的控制。
5.了解PLC的以太網(wǎng)通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；
6.了解PLC的數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊的使用方法；
7.掌握PLC的基本編程方法以及熟練使用基本的編程語(yǔ)言；
8.掌握觸摸屏的組態(tài)編程方法；
9.掌握PLC與變頻器、觸摸屏的通訊；
10.熟練使用PLC及各種電氣配件組成PLC控制系統(tǒng)；
11.熟練使用PLC及模擬實(shí)物控制對(duì)象組成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)；
12.熟練完成PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
13.熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調(diào)試控制實(shí)驗(yàn)；
14.掌握PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程APP軟件的使用；
四、數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)臺(tái)技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜0.5kVA
4. 重 量：100kg
5. 外形尺寸：1400mm×70mm×1850mm
6. 安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
五、 基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調(diào)速單元、小車運(yùn)動(dòng)控制單元、、實(shí)訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、交流電機(jī)等組成。
1. S7-1500單元
S7-1500單元主要由主機(jī)1511C-1PN、DP通訊模塊CP1542-5和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)1511C-1PN，CPU自帶顯示屏；工作存儲(chǔ)器可存儲(chǔ) 175 KB 代碼和 1 MB 數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時(shí)間 60 ns；4 級(jí)防護(hù)機(jī)制，工藝功能，運(yùn)動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計(jì)數(shù)與測(cè)量；跟蹤功能；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級(jí) PROFINET V2.3，支持 MRP、MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，安全開放式用戶通信，S7 通信，Web 服務(wù)器，DNS 客戶端，OPC UA 服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問；自帶 DI16/DQ16，AI5/AQ2，數(shù)字量輸入模塊 DI 16xDC24V，16 個(gè)一組；數(shù)字量輸出模塊 DQ 16xDC24V/0.5A，16 個(gè)一組；模擬量輸入模塊 AI 4xU/I、AI 1xRTD，16 位，5 個(gè)一組；模擬量輸出模塊 AQ 2xU/I，16 位，2 個(gè)一組；6 個(gè)通道用于計(jì)數(shù)與測(cè)量，帶增量式編碼器 24 V（最高 100 kHz）；4 個(gè)通道用于 PTO；脈寬調(diào)制；頻率輸出（最高 100 kHz）。
CP 1542-5 通信模塊，用于將 S7-1500 連接到 PROFIBUS DP，支持DP主站或 DP 從站，S7 和 PG/OP 通信，時(shí)鐘同步，自帶診斷功能。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
2. S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機(jī)1215C和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)1215C,工作存儲(chǔ)器125 KB；工作電源24VDC，自帶DI14/DQ10，AI2/AQ2板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；支持3 個(gè)用于串行通信的通信模塊，8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號(hào)模塊；運(yùn)行速度0.04 ms/1000 條指令；具有2 個(gè) PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
3. S7-200SMART單元
S7-200SMART單元主要由主機(jī)CPU ST30、通訊模塊DP01和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)CPU ST30, 工作電源24VDC，工作存儲(chǔ)器64 KB,集成數(shù)字量I/O（18路數(shù)字量輸入/12路數(shù)字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計(jì)數(shù)；支持RS-485和以太網(wǎng)通信。
通訊模塊DP01，用于將 S7-200SMART 連接到 PROFIBUS DP，工作電壓DC24V,支持DP從站，時(shí)鐘同步，自帶診斷功能。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
4. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用西門子KTP700 Basic 7寸彩色觸摸屏，用于1500主機(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。
5. 以太網(wǎng)交換機(jī)
以太網(wǎng)交換機(jī)采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機(jī)，自帶5個(gè)雙絞線端口，RJ45 接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
6. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列V20變頻器，單相220V供電，輸出功率0.37KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；集成4路數(shù)字量輸入，2路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)，短路保護(hù)等。
7. 小車運(yùn)動(dòng)控制單元
主要由運(yùn)動(dòng)小車（直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
8. 實(shí)訓(xùn)組件
實(shí)訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實(shí)結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求增加不同掛箱。
電源掛箱:
（1）提供線電壓380V交流電源、相電壓220V交流電源。交流電源輸出設(shè)有電源保護(hù)系統(tǒng)，相間、線間過電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)。提供三相漏電保護(hù)器作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電源總開關(guān)。三相輸出通過停止和啟動(dòng)按鈕控制。（2）實(shí)驗(yàn)室智慧用電安全控制系統(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(wú)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(yǔ)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。
實(shí)訓(xùn)結(jié)合掛箱: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、汽車電路控制、機(jī)床PLC改造控制、隧道監(jiān)控等模擬控制實(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。
9. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)組成。
伺服驅(qū)動(dòng)用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護(hù)等功能。
10. 電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元
電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。
11. 三相交流電機(jī)
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級(jí)E級(jí)。
六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
PLC基本技能實(shí)訓(xùn)
MCGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對(duì)以下任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1. PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
PLC虛擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
2.三層電梯控制
3.自動(dòng)售貨機(jī)
4.機(jī)械手
5.自動(dòng)門
6.天塔之光
7.全自動(dòng)洗衣機(jī)
8.自動(dòng)成型機(jī)
9.郵件分揀
10.物料分揀
11.多級(jí)傳輸
12.八段碼顯示
13.多種液體混合
14.雙面銑床
15.電鍍槽
16.交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
17.小車運(yùn)動(dòng)
18.交通燈的控制
19.汽車燈光控制
20.汽車火花塞點(diǎn)火控制
21.加工中心控制
22.隧道監(jiān)控
23.自動(dòng)扶梯
24.CA6140普通車床PLC改造控制
25.X62W萬(wàn)能銑床PLC改造控制
26.T68臥式鏜床PLC改造控制
27.M7120平面磨床PLC改造控制
28.Z3050搖臂鉆床PLC改造控制
29.電動(dòng)葫蘆PLC改造控制
30.Z35搖臂鉆床PLC改造控制
典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
31. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
32. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制
33. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
34. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
35. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
36. 外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
37. 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
38. 多段速度選擇變頻調(diào)速
39. 變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速
40. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
41. 基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
42. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
43. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
44. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
45. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
46. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
47. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
48. PLC主機(jī)之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓(xùn)
49. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
50. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
一、 產(chǎn)品概述
數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)裝置結(jié)合當(dāng)前我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)及器件技術(shù)的發(fā)展，充分考慮實(shí)用性、先進(jìn)性。裝置采用模塊式結(jié)構(gòu)，實(shí)訓(xùn)掛箱包含PLC主機(jī)掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負(fù)載掛箱、實(shí)訓(xùn)網(wǎng)孔板掛箱及豐富的驗(yàn)證演示裝置。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括PLC的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、PLC綜合實(shí)訓(xùn)，變頻器的認(rèn)識(shí)、操作、參數(shù)設(shè)定及通訊實(shí)訓(xùn)，觸摸屏的認(rèn)識(shí)、操作、應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，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、打印機(jī)接口實(shí)訓(xùn)等，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目豐富、綜合性強(qiáng)、緊跟工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展潮流。
參考圖
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
1、模塊式結(jié)構(gòu)，掛箱更換方便，便于組織各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及擴(kuò)展新的實(shí)訓(xùn)功能。
2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓(xùn)練，適合高級(jí)工技能培訓(xùn)考核。
3、能進(jìn)行小型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實(shí)訓(xùn)資源豐富、綜合性強(qiáng)，有效節(jié)約實(shí)訓(xùn)用房。
5、安全性高，除配備電壓型和電流型漏電保護(hù)器外，裝置設(shè)有單片機(jī)全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護(hù)功能，確保設(shè)備和人身安全。
三、數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備特點(diǎn)
1. 實(shí)訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護(hù)主機(jī)元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練。
2. 在主機(jī)選型方面由小型S7-200 SMART系列PLC到中型S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機(jī)可以通過并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)小型PLC開始學(xué)起，再到中型PIC,最后到大型PLC，由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來更加得心應(yīng)手。
3. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
4. 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等的控制。
5.了解PLC的以太網(wǎng)通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；
6.了解PLC的數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊的使用方法；
7.掌握PLC的基本編程方法以及熟練使用基本的編程語(yǔ)言；
8.掌握觸摸屏的組態(tài)編程方法；
9.掌握PLC與變頻器、觸摸屏的通訊；
10.熟練使用PLC及各種電氣配件組成PLC控制系統(tǒng)；
11.熟練使用PLC及模擬實(shí)物控制對(duì)象組成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)；
12.熟練完成PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
13.熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調(diào)試控制實(shí)驗(yàn)；
14.掌握PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程APP軟件的使用；
四、數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)臺(tái)技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜0.5kVA
4. 重 量：100kg
5. 外形尺寸：1400mm×70mm×1850mm
6. 安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
五、 基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調(diào)速單元、小車運(yùn)動(dòng)控制單元、、實(shí)訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、交流電機(jī)等組成。
1. S7-1500單元
S7-1500單元主要由主機(jī)1511C-1PN、DP通訊模塊CP1542-5和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)1511C-1PN，CPU自帶顯示屏；工作存儲(chǔ)器可存儲(chǔ) 175 KB 代碼和 1 MB 數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時(shí)間 60 ns；4 級(jí)防護(hù)機(jī)制，工藝功能，運(yùn)動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計(jì)數(shù)與測(cè)量；跟蹤功能；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級(jí) PROFINET V2.3，支持 MRP、MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，安全開放式用戶通信，S7 通信，Web 服務(wù)器，DNS 客戶端，OPC UA 服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問；自帶 DI16/DQ16，AI5/AQ2，數(shù)字量輸入模塊 DI 16xDC24V，16 個(gè)一組；數(shù)字量輸出模塊 DQ 16xDC24V/0.5A，16 個(gè)一組；模擬量輸入模塊 AI 4xU/I、AI 1xRTD，16 位，5 個(gè)一組；模擬量輸出模塊 AQ 2xU/I，16 位，2 個(gè)一組；6 個(gè)通道用于計(jì)數(shù)與測(cè)量，帶增量式編碼器 24 V（最高 100 kHz）；4 個(gè)通道用于 PTO；脈寬調(diào)制；頻率輸出（最高 100 kHz）。
CP 1542-5 通信模塊，用于將 S7-1500 連接到 PROFIBUS DP，支持DP主站或 DP 從站，S7 和 PG/OP 通信，時(shí)鐘同步，自帶診斷功能。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
2. S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機(jī)1215C和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)1215C,工作存儲(chǔ)器125 KB；工作電源24VDC，自帶DI14/DQ10，AI2/AQ2板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；支持3 個(gè)用于串行通信的通信模塊，8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號(hào)模塊；運(yùn)行速度0.04 ms/1000 條指令；具有2 個(gè) PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
3. S7-200SMART單元
S7-200SMART單元主要由主機(jī)CPU ST30、通訊模塊DP01和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)CPU ST30, 工作電源24VDC，工作存儲(chǔ)器64 KB,集成數(shù)字量I/O（18路數(shù)字量輸入/12路數(shù)字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計(jì)數(shù)；支持RS-485和以太網(wǎng)通信。
通訊模塊DP01，用于將 S7-200SMART 連接到 PROFIBUS DP，工作電壓DC24V,支持DP從站，時(shí)鐘同步，自帶診斷功能。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
4. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用西門子KTP700 Basic 7寸彩色觸摸屏，用于1500主機(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。
5. 以太網(wǎng)交換機(jī)
以太網(wǎng)交換機(jī)采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機(jī)，自帶5個(gè)雙絞線端口，RJ45 接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
6. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列V20變頻器，單相220V供電，輸出功率0.37KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；集成4路數(shù)字量輸入，2路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)，短路保護(hù)等。
7. 小車運(yùn)動(dòng)控制單元
主要由運(yùn)動(dòng)小車（直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
8. 實(shí)訓(xùn)組件
實(shí)訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實(shí)結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求增加不同掛箱。
電源掛箱:
（1）提供線電壓380V交流電源、相電壓220V交流電源。交流電源輸出設(shè)有電源保護(hù)系統(tǒng)，相間、線間過電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)。提供三相漏電保護(hù)器作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電源總開關(guān)。三相輸出通過停止和啟動(dòng)按鈕控制。（2）實(shí)驗(yàn)室智慧用電安全控制系統(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(wú)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(yǔ)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。
實(shí)訓(xùn)結(jié)合掛箱: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、汽車電路控制、機(jī)床PLC改造控制、隧道監(jiān)控等模擬控制實(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。
9. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)組成。
伺服驅(qū)動(dòng)用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護(hù)等功能。
10. 電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元
電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。
11. 三相交流電機(jī)
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級(jí)E級(jí)。
六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
PLC基本技能實(shí)訓(xùn)
MCGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對(duì)以下任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1. PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
PLC虛擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
2.三層電梯控制
3.自動(dòng)售貨機(jī)
4.機(jī)械手
5.自動(dòng)門
6.天塔之光
7.全自動(dòng)洗衣機(jī)
8.自動(dòng)成型機(jī)
9.郵件分揀
10.物料分揀
11.多級(jí)傳輸
12.八段碼顯示
13.多種液體混合
14.雙面銑床
15.電鍍槽
16.交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
17.小車運(yùn)動(dòng)
18.交通燈的控制
19.汽車燈光控制
20.汽車火花塞點(diǎn)火控制
21.加工中心控制
22.隧道監(jiān)控
23.自動(dòng)扶梯
24.CA6140普通車床PLC改造控制
25.X62W萬(wàn)能銑床PLC改造控制
26.T68臥式鏜床PLC改造控制
27.M7120平面磨床PLC改造控制
28.Z3050搖臂鉆床PLC改造控制
29.電動(dòng)葫蘆PLC改造控制
30.Z35搖臂鉆床PLC改造控制
典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
31. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
32. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制
33. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
34. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
35. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
36. 外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
37. 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
38. 多段速度選擇變頻調(diào)速
39. 變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速
40. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
41. 基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
42. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
43. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
44. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
45. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
46. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
47. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
48. PLC主機(jī)之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓(xùn)
49. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
50. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)