電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)虛實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)裝置,PLC實(shí)訓(xùn)設(shè)備
2024-01-14 09:11
電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)虛實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)裝置
參考圖
一、 產(chǎn)品概述參考圖
本裝置是根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師”培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容,適當(dāng)增加新技術(shù),按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對(duì)可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級(jí)開展培訓(xùn)及技能鑒定。
二、 研發(fā)背景
1. 本裝置是根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師”培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容,適當(dāng)增加新技術(shù),按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。
2. 工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高,教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)設(shè)備要不斷升級(jí),而教學(xué)還需要從基礎(chǔ)學(xué)起,同時(shí)滿足需要實(shí)驗(yàn)室建設(shè)重復(fù)會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)資金和實(shí)驗(yàn)室空間。
3. 一個(gè)產(chǎn)品需要多種加工工藝,導(dǎo)致工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備錯(cuò)縱復(fù)雜,一個(gè)主機(jī)不能完成所有工作,需要多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行相互配合完成。
4. 不同層次的考核需要不同設(shè)備,不能有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合,有些實(shí)訓(xùn)完成后無法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。
三、 產(chǎn)品特色
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口都可通過擴(kuò)展口引出,可以用于插接式訓(xùn)練,也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練;還設(shè)有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。
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. 仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué):通過虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài),模擬工業(yè)現(xiàn)場控制,可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測試等功能。
6. 模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由西門子主機(jī)S7-1200、S7-200SMART構(gòu)成,根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應(yīng)用歷程構(gòu)建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)通訊涉及RS485通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò)通訊。
四、 技術(shù)性能
1. 輸入電源:三相四線(或三相五線)AC380V±10% 50Hz
2. 裝置容量:<0.5kVA
3. 重 量:100kg
4. 外形尺寸:1310mm×700mm×1780mm
5. 安全保護(hù):具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置,安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
五、 基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、電源模塊、PLC模擬控制模塊、S7-1200單元、S7-200SAMRT單元、變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、二維控制單元、電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元、交流電機(jī)、型材電腦桌及實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線等組成。相關(guān)電氣部件接口采用多功能端子引出,具有插孔式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式,可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
1. 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
平臺(tái)采用立式網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu),由工業(yè)鋁型材搭建而成,左側(cè)網(wǎng)孔板為固定式結(jié)構(gòu);右側(cè)為兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板,底部設(shè)有帶剎車萬向輪,方便移動(dòng)布局,造型美觀大方。
2. 電源模塊
提供三相380V交流電源,同時(shí)可得到單相220V交流電源。交流電源輸出處設(shè)有智能設(shè)備管控及安全保護(hù)系統(tǒng),當(dāng)相間、線間過電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)。并提供直流24V/5A電源。
3. PLC模擬控制模塊
學(xué)生在標(biāo)準(zhǔn)的PLC的編程環(huán)境編寫好控制程序后,編譯下載到PLC進(jìn)行實(shí)訓(xùn),實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場景的實(shí)時(shí)控制。掛箱側(cè)重于學(xué)習(xí)PLC應(yīng)用模擬控制編程實(shí)訓(xùn),用手槍插式護(hù)套結(jié)構(gòu)實(shí)訓(xùn)連接線搭建實(shí)訓(xùn)線路。
可完成數(shù)碼顯示控制、搶答器控制、天塔之光控制、音樂噴泉控制、十字路口交通燈控制、水塔水位控制、自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制、四節(jié)傳送帶控制、裝配流水線控制、多種液體混合裝置控制、自控成型機(jī)控制、自控軋鋼機(jī)控制、郵件分揀機(jī)控制、自動(dòng)售貨機(jī)控制、機(jī)械手控制控制、三層電梯控制、加工中心控制、自動(dòng)洗衣機(jī)、電鍍生產(chǎn)線等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
4.S7-1200單元
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。
多功能端子,電氣接口采用多功能端子引出,具有插孔式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式,可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
5.S7-200SMART單元
主機(jī)CPU ST30,工作電源24VDC,工作存儲(chǔ)器64KB,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。STEP7
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。
多功能端子,電氣接口采用多功能端子引出,具有插孔式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式,可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
6.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PLC主機(jī)以太網(wǎng)通訊,控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。
7.變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子V20,功率0.37KW ,電壓220V,多功能端子,電氣接口采用多功能端子引出,具有插孔式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式,可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
8.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;采用雙電源供電接口,自帶LED診斷顯示,供電電源DC 24V。
9.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)、伺服電機(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、PLC編程,實(shí)現(xiàn)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。
10.二維控制單元
二維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)及電機(jī),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,采用步進(jìn)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。
多功能端子,電氣接口采用多功能端子引出,具有插孔式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和接線式工程訓(xùn)練兩種方式,可由學(xué)生自主搭建相關(guān)電氣控制線路。
11.虛擬仿真軟件:
基于海量元素模型,以拖拽方式快速搭建仿真工程。虛擬設(shè)備與真實(shí)設(shè)備具有相同特性,以實(shí)際的PLC程序、機(jī)器人程序、機(jī)床數(shù)控程序等驅(qū)動(dòng)虛擬設(shè)備運(yùn)行,在虛擬場景中完成整個(gè)工程的調(diào)試與驗(yàn)證。通過力學(xué)物理引擎、達(dá)到實(shí)際的運(yùn)行效果。該裝置主要滿足學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐需要。
12.電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元
序號(hào) | 名稱 | 型號(hào)及規(guī)格 | 數(shù)量 | |
1 | 低壓斷路器 | DZ108-20 10A | 1個(gè) | |
2 | 螺旋式保險(xiǎn)絲 | RL1-15/3A | 3個(gè) | |
3 | 直插式保險(xiǎn)絲 | RT14-20/2A | 2個(gè) | |
4 | 交流接觸器 | CJX2-0910,AC220V | 3個(gè) | |
5 | 輔助觸頭 | F4-22 | 2個(gè) | |
6 | 熱繼電器 | JRS1D-25/Z(0.63-1A) | 1個(gè) | |
7 | 熱繼電器座 | JRS1-25 | 1個(gè) | |
8 | 通電延時(shí)時(shí)間繼電器 | JSZ6-4/220V(0~60S) | 1個(gè) | |
9 | 時(shí)時(shí)間繼電器座 | JSZ6-4 | 1個(gè) | |
10 | 中間繼電器 | ARM2F-L/DC24V帶燈 | 3個(gè) | |
11 | 繼電器底座 | DYF-08A | 3個(gè) | |
12 | 接線端子排 | JF5-2.5/5 | 5個(gè) | |
13 | 行程開關(guān) | LX19-001 | 2個(gè) | |
14 | 按鈕開關(guān)盒 | 配裝黃、綠、紅三個(gè)按鈕開關(guān) | 1套 | |
15 | 按鈕開關(guān)盒 | 配裝綠、紅兩個(gè)按鈕開關(guān) | 1套 | |
16 |
交流額定電壓380V/△接法,轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min,功率40W,頻率50HZ,絕緣等級(jí)E級(jí)。
14.型材電腦桌
電腦桌采用鋁型材和鈑金結(jié)構(gòu),用于放置計(jì)算機(jī)。臺(tái)面為防火、防水、耐磨高密度板;立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材,鍵盤位為抽屜式結(jié)構(gòu)并用300mm導(dǎo)軌固定;電腦桌底部裝有帶剎車萬向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。
15.實(shí)驗(yàn)連接線
每套配有高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線,無氧銅抽絲而成,插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片,強(qiáng)弱電導(dǎo)線的插頭插座尺寸分開,不可混插,安全可靠。
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. 數(shù)碼顯示控制
3. 搶答器控制
4. 天塔之光控制
5. 音樂噴泉控制
6. 十字路口交通燈控制
7. 水塔水位控制
8. 自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
9. 四節(jié)傳送帶控制
10. 裝配流水線控制
11. 多種液體混合裝置控制
12. 自控成型機(jī)控制
13. 自動(dòng)洗衣機(jī)控制
14. 電鍍生產(chǎn)線控制
15. 自控軋鋼機(jī)控制
16. 郵件分揀機(jī)控制
17. 自動(dòng)售貨機(jī)控制
18. 機(jī)械手控制控制
19. 四層電梯控制
PLC實(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
20. 步進(jìn)電機(jī)定位控制
21. 步進(jìn)電機(jī)的速度控制
22. 步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
23. 伺服電機(jī)定位控制
24. 伺服電機(jī)的速度控制
25. 伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
26. 伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制
典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
27. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
28. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制
29. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
30. 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)
31. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
32. 外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
33. 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
34. 多段速度選擇變頻調(diào)速
35. 變頻器無級(jí)調(diào)速
36. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
37. 基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
38. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)調(diào)速控制
39. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
40. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
41. 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)
42. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
43. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
44. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
45. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)