PLC自動化實訓操作臺，自動化控制實訓裝置
2024-08-19 06:55一、產(chǎn)品描述
PLC自動化實訓操作臺，工業(yè)自動化實訓平臺主要面向自動化、軌道交通信號與控制、電力系統(tǒng)及其自動化、能源與動力工程等專業(yè)《電氣控制技術》、《可編程控制器原理及應用》、《PLC原理及應用》、 《電器控制技術 》、《電氣與PLC技術 》、《電氣控制與PLC》等相關課程的教學實驗任務，并為課程設計、畢業(yè)設計、相關競賽提供了場地和實驗平臺。自動化專業(yè)實訓室主要儀器設備有：自動化實訓操作臺，工業(yè)自動化實訓平臺、可編程控制器綜合實訓裝置。自動化專業(yè)實驗室設備主要實驗有包括PLC認知、PLC模擬控制應用、PLC控制電氣線路綜合實驗實訓等。
參考圖
二、實訓屏
1、外形尺寸： 1200 mm×700 mm×1900mm (長×寬×高) （誤差±3%）。
2、網(wǎng)孔板材質：由厚度為1.5mm以上的加厚鐵板沖壓而成，經(jīng)除銹、磷化、靜電噴塑、高溫固化等工藝處理。
3、框架采用鋼壁厚度為2mm以上的加厚彩鋼方管，經(jīng)除銹、磷化、靜電噴塑、高溫固化等工藝處理。
4、腳輪：采用四只橡膠帶鎖萬向輪，前面兩只帶剎車。
三、設備配備要求
系統(tǒng)容量設計為1.5-2kVA，三相五線相AC380V供電。
1．PLC主機相關設備：
PLC均能與其他相關設備兼容,且采用以太網(wǎng)通信方式。其主體設備參數(shù)要求如下:
（1）CPU主機模塊1（S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC）
采用DC24V供電，晶體管輸出形式。
晶體管輸出，14輸入/10輸出（配備中間繼電器輸出組件，所有端子全部引至組件表面，以插孔的形式實現(xiàn)互聯(lián)），DC/DC/DC數(shù)字量輸入14*24V DC，數(shù)字量輸出10*24V DC,2 路模擬量輸入，1 個以太網(wǎng)口，最多 8 個信號模塊,產(chǎn)品尺寸和重量：<=110 x 100 x 75mm，<=415g。
（2）CPU主機模塊2：西門子S7-1500 CPU 1511C-1 PN
西門子S7-1500 CPU 1511C-1 PN，175 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；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口引出至接線端子，做成一體化掛箱掛放與實訓平臺上，外形尺寸約：440mm×150mm×584mm。
（3）工業(yè)以太網(wǎng)交換機
接口數(shù)目: 5個；傳輸速度: 100Mbps；支持三路電源同時輸入，電源冗余供電；支持9.6V-60VDC寬電壓輸入。
2. 觸摸屏（KTP1000 Basic PN）：（改成KTP 700 Basic PN）
按鍵+觸摸操作，10.4寸 TFT 真彩液晶屏，64K 色，集成Profinet接口，背光平均無故障時間：20000小時。；用戶可用內存：10MB以上，配方內存：256KB，帶報警緩沖區(qū)；帶有PROFINET接口，可與PLC、變頻器進行以太網(wǎng)通信；配置觸摸屏安裝支架1付。
3．變頻器（G120C 0.37KW）
配置西門子G120C 0.37KW變頻器,變頻器為一體式變頻器，集成PROFIBUS以太網(wǎng)接口，它將整流、逆變單元合在一起了。帶矢量軸，實現(xiàn)矢量控制，帶BOP面板。
4、步進控制器
（1）步進驅動器DM542，DSP數(shù)字式驅動器，微步細分為14種，最高步數(shù)為51200步/轉；電流范圍1.0A-4.2A，具有半流，過壓、過流等保護電路。本驅動器為直流供電，工作范圍為 直流DC24V-50V。
（2）步進電機57BYG兩相混合步進馬達
5、伺服控制器
（1）西門子伺服電機：1FL6022-2AF-1AA1 1臺
高動態(tài)性能伺服電機額定功率0.1KW, 額定扭矩0.32Nm,額定速度3000rpm,最大扭矩0.96Nm,最高轉速5000r/min,額定電流1.2A,最大電流3.6A，軸高20mm帶滑鍵帶抱閘，防護等級IP65, 增量編碼器 TTL 2500 pp。
（2）西門子伺服驅動器：6SL3210-5FB10-1UF1 1臺
伺服驅動器電源及功率：1AC 200 V - 240 V (-15% / +10%),0.1 kW ，3AC 200 V … 240 V (-15% / +10%),0.1 kW。額定輸出電流1.2A。通過 PROFINET 使用 PROFI drive 協(xié)議進行速度控制。帶Mini USB接口，4個輸入 NPN/PNP，2 個輸出NPN/PNP。PROFINET RT/IRT 接口，帶 2 個端口 (RJ45 插口)。伺服電纜：原裝動力電源電纜；原裝電源伺服編碼器電纜；原裝伺服抱閘電纜。
6、物料傳送系統(tǒng)
（1）氣動機械手部件單出雙桿氣缸1只，薄型導桿氣缸1只，氣手爪1只，旋轉氣缸1只，磁性開關6只，單控電磁閥4只；
（2）皮帶輸送機部件三相減速電機（380 V，輸出轉速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條，編碼器1只，光纖傳感器2只，接近傳感器1只；
（3）物料臺1個，光電開關1只；
（4）廢料桶1只
（5）鋁型材框架1套
7、直線運動控制系統(tǒng)
（1）系統(tǒng)組成：1個絲杠、1個底座、3個光電傳感器、1條定位尺、1個指針、纜等組成。
（2）系統(tǒng)功能：通過傳感器檢測、PLC編程、定向控制、定位控制、速度控制、點動控制、位置顯示控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。
（3）主要技術指標：
①工作電源：單相AC220V；
②滑軌有效行程：300mm；
③導距：5mm；
④絲杠直徑：16mm。
8、數(shù)顯三相電力儀表1只
(1)輸入：三相三線（3P3L）、三相四線（3P4L）
(2)額定值：AC220V/AC380V
(3)測量：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、有功電能、無功電能
(4)計量：正反向有功電能，感性容性無功電能
(5)顯示：液晶顯示，可視度高
(6)通訊：RS485通訊，MODBUS-RTU協(xié)議
9、繼電器-接觸器控制部分
（1）電源開關，DZ47LE-32，D10單相兩極漏保，數(shù)量1個；
（2）CJX2-0910，9A，線圈AC220V，3對常開主觸點，2對輔助常開，2對輔助常閉，數(shù)量3個
（3）MY2N-GS中間繼電器，線圈DC24V，4常開4常閉，數(shù)量3個；
（4）熱繼電器，NR2-25，電流范圍：0.25A-0.4A（與負載電機匹配），數(shù)量3個；
（5）平頭按鈕， 1常開1常閉紅、黑、綠、藍φ22mm，數(shù)量4個；急停按鈕，，紅色5A,AC380V,2常開2常閉φ22mm蘑菇頭，數(shù)量1個；選擇開關φ22mm 3檔 2個；指示燈紅、綠、藍φ22mm，數(shù)量6個；
（6）直通式接線端子UK3N 50位，C45導軌4條
（7）安裝支架1付
10、三相電機：180W/380V/Y/△ 1臺
11、電腦桌
4040鋁型材框架和鈑金結構，帶鍵盤托架和計算機主機托盤，用于放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。
三、實訓項目
1、氣動系統(tǒng)的安裝與調試項目：
1.1氣動方向控制回路的安裝；
1.2氣動速度控制回路的安裝；
1.3擺動控制回路的安裝；
1.4氣動順序控制回路的安裝；
1.5氣動機械手裝置的安裝；
1.6氣動系統(tǒng)安裝與調試；
2、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項目：
2.1電動機正反轉控制電路的連接與控制程序編寫；
2.2電動機星三角降壓啟動控制電路的連接與控制程序編寫；
2.3電動機變頻調速控制電路的連接與控制程序編寫；
3、機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：
3.1 傳動裝置同軸度的調整；
3.2 皮帶輸送機的安裝與調整；
3.3 搬運機械手設備安裝與調試；
3.4 自動生產(chǎn)線設備安裝與調試。
3.5自動控制系統(tǒng)安裝與調試項目
3.6 多種傳感器的安裝與調試；
3.7 機械手的自動控制；
3.8 皮帶輸送機的自動控制；
4、觸摸屏實驗題目
4.1.指示燈對象實驗
4.2.開關對象實驗
4.3.數(shù)據(jù)顯示實驗
4.4.數(shù)據(jù)輸入實驗
4.5.棒圖對象實驗
4.6.對象實驗
4.7.移動元件對象實驗
4.8.異常報警對象實驗
4.9.靜態(tài)顯示實驗
5、變頻器綜合應用技能實訓
5.1.變頻器功能參數(shù)設置與操作
5.2.變頻器報警與保護功能
5.3.外部端子點動控制
5.4.變頻器控制電機正反轉
5.5.多段速度選擇變頻調速
5.6.變頻器無級調速
5.7.基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調速
6、網(wǎng)絡通訊實驗
6.1 基于PROFINET現(xiàn)場總線 S7-1200主機相互通訊
6.2 基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1200PLC通訊實驗
6.3 基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1200PLC變頻器通訊調速實驗
6.4 支持PROFINET現(xiàn)場總線中型PLC S7-1500主機相互通訊
6.5基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1500十字路口交通燈控制
6.6基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1500音樂噴泉控制
6.7基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1500PLC通訊實驗
6.8 基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1500PLC變頻器通訊調速實驗
6.9基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1500遠程模擬量讀取與輸出
6.10 基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1200與S7-1500通訊實驗
四、自動化實訓操作臺配置清單
PLC自動化實訓操作臺，工業(yè)自動化實訓平臺主要面向自動化、軌道交通信號與控制、電力系統(tǒng)及其自動化、能源與動力工程等專業(yè)《電氣控制技術》、《可編程控制器原理及應用》、《PLC原理及應用》、 《電器控制技術 》、《電氣與PLC技術 》、《電氣控制與PLC》等相關課程的教學實驗任務，并為課程設計、畢業(yè)設計、相關競賽提供了場地和實驗平臺。自動化專業(yè)實訓室主要儀器設備有：自動化實訓操作臺，工業(yè)自動化實訓平臺、可編程控制器綜合實訓裝置。自動化專業(yè)實驗室設備主要實驗有包括PLC認知、PLC模擬控制應用、PLC控制電氣線路綜合實驗實訓等。
參考圖
二、實訓屏
1、外形尺寸： 1200 mm×700 mm×1900mm (長×寬×高) （誤差±3%）。
2、網(wǎng)孔板材質：由厚度為1.5mm以上的加厚鐵板沖壓而成，經(jīng)除銹、磷化、靜電噴塑、高溫固化等工藝處理。
3、框架采用鋼壁厚度為2mm以上的加厚彩鋼方管，經(jīng)除銹、磷化、靜電噴塑、高溫固化等工藝處理。
4、腳輪：采用四只橡膠帶鎖萬向輪，前面兩只帶剎車。
三、設備配備要求
系統(tǒng)容量設計為1.5-2kVA，三相五線相AC380V供電。
1．PLC主機相關設備：
PLC均能與其他相關設備兼容,且采用以太網(wǎng)通信方式。其主體設備參數(shù)要求如下:
（1）CPU主機模塊1（S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC）
采用DC24V供電，晶體管輸出形式。
晶體管輸出，14輸入/10輸出（配備中間繼電器輸出組件，所有端子全部引至組件表面，以插孔的形式實現(xiàn)互聯(lián)），DC/DC/DC數(shù)字量輸入14*24V DC，數(shù)字量輸出10*24V DC,2 路模擬量輸入，1 個以太網(wǎng)口，最多 8 個信號模塊,產(chǎn)品尺寸和重量：<=110 x 100 x 75mm，<=415g。
（2）CPU主機模塊2：西門子S7-1500 CPU 1511C-1 PN
西門子S7-1500 CPU 1511C-1 PN，175 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；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口引出至接線端子，做成一體化掛箱掛放與實訓平臺上，外形尺寸約：440mm×150mm×584mm。
（3）工業(yè)以太網(wǎng)交換機
接口數(shù)目: 5個；傳輸速度: 100Mbps；支持三路電源同時輸入，電源冗余供電；支持9.6V-60VDC寬電壓輸入。
2. 觸摸屏（KTP1000 Basic PN）：（改成KTP 700 Basic PN）
按鍵+觸摸操作，10.4寸 TFT 真彩液晶屏，64K 色，集成Profinet接口，背光平均無故障時間：20000小時。；用戶可用內存：10MB以上，配方內存：256KB，帶報警緩沖區(qū)；帶有PROFINET接口，可與PLC、變頻器進行以太網(wǎng)通信；配置觸摸屏安裝支架1付。
3．變頻器（G120C 0.37KW）
配置西門子G120C 0.37KW變頻器,變頻器為一體式變頻器，集成PROFIBUS以太網(wǎng)接口，它將整流、逆變單元合在一起了。帶矢量軸，實現(xiàn)矢量控制，帶BOP面板。
4、步進控制器
（1）步進驅動器DM542，DSP數(shù)字式驅動器，微步細分為14種，最高步數(shù)為51200步/轉；電流范圍1.0A-4.2A，具有半流，過壓、過流等保護電路。本驅動器為直流供電，工作范圍為 直流DC24V-50V。
（2）步進電機57BYG兩相混合步進馬達
5、伺服控制器
（1）西門子伺服電機：1FL6022-2AF-1AA1 1臺
高動態(tài)性能伺服電機額定功率0.1KW, 額定扭矩0.32Nm,額定速度3000rpm,最大扭矩0.96Nm,最高轉速5000r/min,額定電流1.2A,最大電流3.6A，軸高20mm帶滑鍵帶抱閘，防護等級IP65, 增量編碼器 TTL 2500 pp。
（2）西門子伺服驅動器：6SL3210-5FB10-1UF1 1臺
伺服驅動器電源及功率：1AC 200 V - 240 V (-15% / +10%),0.1 kW ，3AC 200 V … 240 V (-15% / +10%),0.1 kW。額定輸出電流1.2A。通過 PROFINET 使用 PROFI drive 協(xié)議進行速度控制。帶Mini USB接口，4個輸入 NPN/PNP，2 個輸出NPN/PNP。PROFINET RT/IRT 接口，帶 2 個端口 (RJ45 插口)。伺服電纜：原裝動力電源電纜；原裝電源伺服編碼器電纜；原裝伺服抱閘電纜。
6、物料傳送系統(tǒng)
（1）氣動機械手部件單出雙桿氣缸1只，薄型導桿氣缸1只，氣手爪1只，旋轉氣缸1只，磁性開關6只，單控電磁閥4只；
（2）皮帶輸送機部件三相減速電機（380 V，輸出轉速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條，編碼器1只，光纖傳感器2只，接近傳感器1只；
（3）物料臺1個，光電開關1只；
（4）廢料桶1只
（5）鋁型材框架1套
7、直線運動控制系統(tǒng)
（1）系統(tǒng)組成：1個絲杠、1個底座、3個光電傳感器、1條定位尺、1個指針、纜等組成。
（2）系統(tǒng)功能：通過傳感器檢測、PLC編程、定向控制、定位控制、速度控制、點動控制、位置顯示控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。
（3）主要技術指標：
①工作電源：單相AC220V；
②滑軌有效行程：300mm；
③導距：5mm；
④絲杠直徑：16mm。
8、數(shù)顯三相電力儀表1只
(1)輸入：三相三線（3P3L）、三相四線（3P4L）
(2)額定值：AC220V/AC380V
(3)測量：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率、有功電能、無功電能
(4)計量：正反向有功電能，感性容性無功電能
(5)顯示：液晶顯示，可視度高
(6)通訊：RS485通訊，MODBUS-RTU協(xié)議
9、繼電器-接觸器控制部分
（1）電源開關，DZ47LE-32，D10單相兩極漏保，數(shù)量1個；
（2）CJX2-0910，9A，線圈AC220V，3對常開主觸點，2對輔助常開，2對輔助常閉，數(shù)量3個
（3）MY2N-GS中間繼電器，線圈DC24V，4常開4常閉，數(shù)量3個；
（4）熱繼電器，NR2-25，電流范圍：0.25A-0.4A（與負載電機匹配），數(shù)量3個；
（5）平頭按鈕， 1常開1常閉紅、黑、綠、藍φ22mm，數(shù)量4個；急停按鈕，，紅色5A,AC380V,2常開2常閉φ22mm蘑菇頭，數(shù)量1個；選擇開關φ22mm 3檔 2個；指示燈紅、綠、藍φ22mm，數(shù)量6個；
（6）直通式接線端子UK3N 50位，C45導軌4條
（7）安裝支架1付
10、三相電機：180W/380V/Y/△ 1臺
11、電腦桌
4040鋁型材框架和鈑金結構，帶鍵盤托架和計算機主機托盤，用于放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。
三、實訓項目
1、氣動系統(tǒng)的安裝與調試項目：
1.1氣動方向控制回路的安裝；
1.2氣動速度控制回路的安裝；
1.3擺動控制回路的安裝；
1.4氣動順序控制回路的安裝；
1.5氣動機械手裝置的安裝；
1.6氣動系統(tǒng)安裝與調試；
2、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項目：
2.1電動機正反轉控制電路的連接與控制程序編寫；
2.2電動機星三角降壓啟動控制電路的連接與控制程序編寫；
2.3電動機變頻調速控制電路的連接與控制程序編寫；
3、機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：
3.1 傳動裝置同軸度的調整；
3.2 皮帶輸送機的安裝與調整；
3.3 搬運機械手設備安裝與調試；
3.4 自動生產(chǎn)線設備安裝與調試。
3.5自動控制系統(tǒng)安裝與調試項目
3.6 多種傳感器的安裝與調試；
3.7 機械手的自動控制；
3.8 皮帶輸送機的自動控制；
4、觸摸屏實驗題目
4.1.指示燈對象實驗
4.2.開關對象實驗
4.3.數(shù)據(jù)顯示實驗
4.4.數(shù)據(jù)輸入實驗
4.5.棒圖對象實驗
4.6.對象實驗
4.7.移動元件對象實驗
4.8.異常報警對象實驗
4.9.靜態(tài)顯示實驗
5、變頻器綜合應用技能實訓
5.1.變頻器功能參數(shù)設置與操作
5.2.變頻器報警與保護功能
5.3.外部端子點動控制
5.4.變頻器控制電機正反轉
5.5.多段速度選擇變頻調速
5.6.變頻器無級調速
5.7.基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調速
6、網(wǎng)絡通訊實驗
6.1 基于PROFINET現(xiàn)場總線 S7-1200主機相互通訊
6.2 基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1200PLC通訊實驗
6.3 基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1200PLC變頻器通訊調速實驗
6.4 支持PROFINET現(xiàn)場總線中型PLC S7-1500主機相互通訊
6.5基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1500十字路口交通燈控制
6.6基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1500音樂噴泉控制
6.7基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1500PLC通訊實驗
6.8 基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-1500PLC變頻器通訊調速實驗
6.9基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1500遠程模擬量讀取與輸出
6.10 基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-1200與S7-1500通訊實驗
四、自動化實訓操作臺配置清單
| 序號 | 名稱 | 型號 | 單位 | 數(shù)量 |
| 1 | 網(wǎng)孔實訓屏 |
（1）外形尺寸： 1000mm×500mm×1800mm (長×寬×高) （誤差±3%）。 （2）網(wǎng)孔板材質：由厚度為1.5mm以上的加厚鐵板沖壓而成，經(jīng)除銹、磷化、靜電噴塑、高溫固化等工藝處理。 |
臺 | 1 |
| 2 | PLC主機1 | CPU主機模塊（S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC） | 臺 | 1 |
| 3 | PLC主機2 | 西門子S7-1500 CPU 1511C-1 PN | 臺 | 1 |
| 4 | 直線運動控制系統(tǒng) | 套 | 1 | |
| 5 | 步進驅動器 | DM554 | 臺 | 1 |
| 6 | 步進電機 | 57BYG | 臺 | 1 |
| 7 | 伺服驅動器及電機 | 西門子V90 100W | 套 | 1 |
| 8 | 工業(yè)以太網(wǎng)交換機 | 5口 100M | 臺 | 1 |
| 9 | 觸摸屏 | KTP1000 Basic PN | 臺 | 1 |
| 10 | 變頻器 | G120C 0.37KW含BOP面板 | 臺 | 1 |
| 11 | 氣動機械手模型 | 單出雙桿氣缸1只，薄型導桿氣缸1只，氣手爪1只，旋轉氣缸1只，磁性開關6只，單控電磁閥4只 | 套 | 1 |
| 12 | 皮帶輸送機模型 | 三相減速電機（380 V，輸出轉速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條，編碼器1只，光纖傳感器2只，接近傳感器1只； | 套 | 1 |
| 13 | 數(shù)顯三相電力儀表 | 只 | 1 | |
| 14 | 繼電器-接觸器控制器件 |
（1）電源開關，DZ47LE-32，D10單相兩極漏保，數(shù)量1個； （2）CJX2-0910，9A，線圈AC220V，3對常開主觸點，2對輔助常開，2對輔助常閉，數(shù)量3個 （3）MY2N-GS中間繼電器，線圈DC24V，4常開4常閉，數(shù)量3個； （4）熱繼電器，NR2-25，電流范圍：0.25A-0.4A（與負載電機匹配），數(shù)量3個； （5）平頭按鈕， 1常開1常閉紅、黑、綠、藍φ22mm，數(shù)量4個；急停按鈕，，紅色5A,AC380V,2常開2常閉φ22mm蘑菇頭，數(shù)量1個；選擇開關φ22mm 3檔 2個；指示燈紅、綠、藍φ22mm，數(shù)量6個； （6）直通式接線端子UK3N 50位， C45導軌4條 （7）安裝支架1付 |
套 | 1 |
| 15 | 三相電機 | 180W/380V/Y/△ | 臺 | 1 |
| 16 | 工具 | 1把剝線鉗、1把冷壓針壓線鉗、1把冷壓叉壓線鉗、2把小型螺絲刀、2把中型螺絲刀，且所有工具均采用優(yōu)質品牌。 | 套 | 1 |
| 17 | 電腦桌 | 4040鋁型材框架和鈑金結構，帶鍵盤托架和計算機主機托盤，用于放置計算機，下方裝有萬向輪。尺寸：560mm×600mm×1020mm。 | 臺 | 1 |