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2024年5月30日西門子S7-1200高性能高級維修電工實訓考核平臺

SBWXG-01C高性能高級維修電工實訓考核平臺

一、概述

高性能高級維修電工實訓考核平臺以機電類專業(yè)必備的電氣設備安裝、操作、維護與應用崗位能力為重點，以PLC、觸摸屏、變頻器技術能力、以中、高級電工、技師、高級技師培訓考核為目標，集教學、培訓、社會服務和學生創(chuàng)新活動于一體的高水平綜合性實踐教學。

高性能高級維修電工技能培訓考核裝置、高級維修電工實訓室設備是工業(yè)生產(chǎn)的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是結合全國“考公考級”，綜合作用所學專業(yè)知識，練習實際操作能力，提高連接和維修電氣設備的基本技能，掌握基本操作技巧。

高級維修電工實訓考核平臺適用于機電設備安裝與維修、機電技術應用、電氣運行與控制、電氣技術應用、電子電器應用與維修等專業(yè)和《電機及其控制》、《電機與拖動》《電機與變壓器》《可編程控制器技術》等課程和非機電類專業(yè)的必修課程單元或選修課程單元《電機控制電路》、《機床電路維修》的教學與實訓。

二、特點

1、電氣控制線路或電子線路實驗元器件都裝在作為掛板的安裝板上，操作方便、更換便捷，可擴展功能或開發(fā)新實驗；操作內(nèi)容的選擇具有典型性、實用性；

2、操作臺只需三相四線的交流電源即可投入使用，占地面積小，節(jié)約用房、減少基建投資；

3、技能培訓用的控制線路和配套的小電機經(jīng)特殊設計,可模擬工廠各類電機的電力拖動系統(tǒng), 并可滿足維修電工的安裝、調(diào)試、故障分析及排除故障等技能訓練要求；

4、設有電壓型漏電保護器和電流型漏電保護器，確保操作者的安全；各電源輸出均有監(jiān)示及短路保護等功能，各測量儀表均有可靠的保護功能，使用安全可靠；控制屏還設有定時器兼報警記錄儀（服務管理器），為學生實驗技能的考核提供了一個統(tǒng)一的標準。

三、技術性能

1.輸入電壓：三相四線制380V±10% 50Hz

2.工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5～＋40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3.裝置容量：＜1.5KVA

4.外形尺寸：2010×70×150cm3

四、實驗項目

（一）電氣控制及電機拖動實訓

1.三相異步電動機直接啟動控制

2.三相異步電動機接觸器點動控制線路

3.三相異步電動機接觸器自鎖控制線路

4.三相異步電動機定子串電阻減壓啟動手動控制線路

5.三相異步電動機定子串電阻減壓啟動自動控制線路

6.Y-△啟動自動控制線路

7.用倒順開關的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制

8.接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路

9.按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機接觸器正反轉(zhuǎn)控制線路

10.雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路

11.單向減壓啟動及反接制動控制線路

12.能耗制動的控制線路

13.三相異步電動機的順序控制

14.三相異步電動機的多地控制

15.工作臺自動往返控制線路

16.三相異步電動機手動控制線路

17.三相異步電動機自動起動控制線路

18.C620型車床的接線、故障與維修

19.Z3040搖臂鉆床電氣控制線路

20．電動葫蘆控制線路

21.接觸器控制雙速電動機的控制線路

22.時間繼電器控制雙速電機的控制線路

23.按定子電流原則加入勵磁的起動控制線路

24.電動機的能耗制動控制線路

25.直流電機啟動調(diào)速

26.并勵直流電動機電樞回路串電阻起動與調(diào)速

27.帶有能耗制動的反轉(zhuǎn)控制線路

28.勵磁反接制動的控制線路

（二）電工、電子

1.日光燈接線

2.單相整流裝置電路的組裝

3.并聯(lián)型硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的組裝

4.串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的組裝

5.JS20單結晶體管時間繼電器

6.JSJ型晶體管時間繼電器7.接近開關

8.微音放大電路的測試

9.智力競賽搶答器

10.依靠漏電流觸發(fā)的簡易交流開關電路

11.家用調(diào)光臺燈電路技術綜合實訓

（三）PLC、變頻器綜合實訓

（1）PLC基本技能實訓

1.PLC認知實訓（軟硬件結構、系統(tǒng)組成、基本指令練習、接線、編程下載等）

2.典型電動機控制實操實訓（點動、自鎖、正反轉(zhuǎn)、星三角換接啟動等）

3.PLC仿真實訓

（2）PLC模擬控制應用實訓

4.數(shù)碼顯示控制

5.搶答器控制（優(yōu)先級、數(shù)值運算，具有聲效功能）

6.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）

7.音樂噴泉控制（具有聲效功能）

8.十字路口交通燈控制

9.水塔水位控制

10.自動送料裝車系統(tǒng)控制

11.四節(jié)傳送帶控制

12.裝配流水線控制

13.多種液體混合裝置控制

14.自控成型機控制

15全自動洗衣機控制（具有聲效功能）

16.電鍍生產(chǎn)線控制

17.自控軋鋼機控制

18.郵件分揀機控制

19.自動售貨機控制

20.機械手控制

21.四層電梯控制

22.加工中心控制

（3）PLC實物控制實訓

1.步進電機運動控制

2.直流電機控制3.溫度PID控制

（4）PLC高級技能實訓（設計、安裝、調(diào)試及檢修）

1.PLC控制的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制

2.PLC控制的三相異步電動機Y/△啟動控制

3.PLC控制的三相異步電動機降壓啟動控制

4.PLC控制的三相異步電動機能耗制動控制

5.C620車床電氣控制線路

6.C6130車床電氣控制線路

7.電動葫蘆電氣控制線路

（5）PLC、變頻器綜合應用技能實訓

1.變頻器功能參數(shù)設置與操作

2.變頻器報警與保護功能

3.外部端子點動控制

4.變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)

5.多段速度選擇變頻調(diào)速

6.變頻器無級調(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.瞬時停電啟動控制9.PID變頻調(diào)速控制

10.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)

11.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制

12.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速

13.基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速

14.基于PLC通信方式的速度閉環(huán)控制

15.變頻器恒壓供水系統(tǒng)的模擬

五、裝置的配備

(一) DW01電源、儀器控制屏控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質(zhì)面板。為實驗提供交流電源、高壓直流電源、低壓直流電源及各種測試儀表等。具體功能如下：

1、主控功能板

(1) 三相四線電源輸入，經(jīng)漏電保護器后，經(jīng)過總開關,由接觸器通過起、停按鈕進行操作；

(2) 設有450V指針式交流電壓表三只，指示電源輸入的三相電壓；集成無線實驗臺電源管理系統(tǒng)，通過10寸彩色中文觸控屏的手持無線系統(tǒng)管理器查詢學生實驗臺的電源開關狀態(tài)；單獨開啟關閉學生實驗臺電源；全部開啟或全部關閉實驗臺電源功能；定時開啟關閉電源功能；控制范圍>50m；控制能力>96臺。

(3) 定時器兼報警記錄儀（服務管理器），平時作為時鐘使用，具有設定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警總次數(shù), 為學生實訓技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。

2、交、直流電源

(1) 勵磁電源：直流220V/0.5A，具有短路保護。

(2) 電樞電源：直流0～220V/2A連續(xù)可調(diào)電源一路，具有短路保護。

(3) 直流穩(wěn)壓電源：±12V/0.5A兩路，＋5V/0.5A一路，具有短路軟截止自動恢復保護功能。

(4) 交流電源：

①、設有變壓器一組，變壓器原邊根據(jù)不同的接線可加220V，也可以加380V交流電源，合上開關后，變壓器副邊即可輸出36V、110V、20V、20V、12V、6.3V的交流電壓；

②、設有單相調(diào)壓器一組，可得到交流0～250V可調(diào)電壓；

③、控制屏設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座。

3、交、直流儀表

(1) 交流電壓表：0～500V帶鏡面交流電壓表一只，精度1.0級。

(2) 交流電壓表：0～5A帶鏡面交流電流表一只，精度1.0級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。

(3) 功率、功率因數(shù)表：由微電腦、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構成。通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，在硬、軟件上均分八檔區(qū)域，自動判斷、自動換檔。功率測量精度1.0級，電壓、電流量程分別為450V、5A，測量功率因數(shù)時還能自動判斷負載性質(zhì)（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），可儲存15組數(shù)據(jù)，供隨時查閱。

(4)直流電壓表：直流數(shù)字電壓表1只，測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級。

(5) 直流電流表：直流數(shù)字電流表1只，測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。

4、整流二極管：IN5408四只

（二）實驗桌實驗桌為1.5mm鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、而磨高密度板、結構堅固，造型美觀大方。桌子左右各設有兩個抽屜（帶鎖），下部設有鐵質(zhì)全封閉式儲藏柜。

（三）實驗組件

1、電工實驗組件

序號	名稱型號	數(shù)量	單位	備注	圖例
1	DW-01維修電工實訓組件（一）	塊	1	裝有熱繼電器、交流接觸器380V、按鈕指示燈（6.3V），接線端子等，（為了保證機械強度和使用壽命模塊必須采用鋁板噴塑烤漆而成）。
2	DW-02維修電工實訓組件（二）	塊	1	裝有螺旋式熔斷器、直插式熔斷器、低壓斷路器、時間繼電器、交流接觸器、接線端子等，（為了保證機械強度和使用壽命模塊必須采用鋁板噴塑烤漆而成）。
3	DW-03維修電工實訓組件（三）	塊	1	裝有螺旋式熔斷器、轉(zhuǎn)換開關、電磁閥、十字開關、行程開關等，（為了保證機械強度和使用壽命模塊必須采用鋁板噴塑烤漆而成）。
4	DW-04維修電工實訓組件（五）	塊	1	裝有交流過電流繼電器、直流過電流繼電器、整流器、日光燈管、接線端子排等，（為了保證機械強度和使用壽命模塊必須采用鋁板噴塑烤漆而成）。
5	DW-05電工技能實訓組件（四）	塊	1	兩組90Ω×2/1.3A磁盤電阻；一組900Ω×2/0.41A磁盤電阻，（為了保證機械強度和使用壽命模塊必須采用鋁板噴塑烤漆而成）。
7	PLC主機掛箱	塊	1	西門子S7-1214C主機，集成數(shù)字量I/O（14路數(shù)字量輸入，10路數(shù)字量輸出），通訊編程電纜及轉(zhuǎn)接輸入輸出口、開關等。隨機配置編程教學軟件。

2.PLC實訓演示模塊

序號	編號	控制對象實訓模塊	實訓教學目標
1	SX1	搶答器/音樂噴泉	通過對搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時序的監(jiān)視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對音樂噴泉控制系統(tǒng)中“水流”及音樂的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫方法。
2	SX2	裝配流水線/十字路口交通燈	通過對“生產(chǎn)流水線”順序加工過程及十字路口交通燈路況信號控制，掌握順序控制指令的編寫方法。
3	SX3	水塔水位/天塔之光	通過對“水塔水位”和“儲水池水位”變化過程的判斷，了解簡單邏輯控制指令的編寫方法。通過對天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。
4	SX4	自動送料裝車/四節(jié)傳送帶	通過對傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對貨物在自動送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復雜邏輯控制指令的編寫方法。
5	SX5	多種液體混合裝置	通過對“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時攪拌時間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時器指令的編寫方法。
6	SX6	自動售貨機	通過對用戶投幣數(shù)目的識別和自動售貨機中各種“貨物”的進出控制，掌握各種計數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。
7	SX7	自控軋鋼機/郵件分揀機	通過對自控軋鋼機和郵件分揀機材料（“鋼錠“郵件”）來料數(shù)量、來料類別識別及對各種執(zhí)行器（例如“電機”）啟停時序的控制，掌握數(shù)值運算指令及中斷指令的編寫方法。
8	SX8	機械手控制/自控成型機	通過對機械手停留“位置”及自控成型機各方向“液缸位置”的控制，掌握一個完整工業(yè)應用系統(tǒng)中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。
9	SX9	加工中心	通過對加工中心中各方向“電機”運行方向及“刀庫”進出刀、換刀過程的控制，掌握一個完整工業(yè)應用系統(tǒng)中的較復雜邏輯控制的編寫能力。
10	SX10	四層電梯	通過對一個完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統(tǒng)的分析、I/O分配、設計I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識。

3．變頻器實訓掛箱配置三菱FR-D720 0.4KW變頻器，帶有RS485通訊接口及BOP操作面板。

4．電機導軌及光碼盤測速系統(tǒng)含光碼盤測速系統(tǒng)（配有進口光電編碼器）一套，導軌1幅，道軌平整度好，無應力變形，同心度好。

5．工控組態(tài)軟件一套：打開軟件編程環(huán)境，任何實訓都可以編輯出形象直觀動感強、數(shù)字效果好的組態(tài)棒圖，并進行實訓動態(tài)跟蹤教學。

6．PLC仿真實訓軟件一套：

（1）通過PLASH虛擬環(huán)境實時顯示PLC的運行狀態(tài)

（2）可以實現(xiàn)PLC虛擬接線，并對接線進行錯誤檢查

（3）PLC編程訓練、PLC程序編寫測試等功能

（4）實現(xiàn)PLC運行模擬，對錯誤程序進行檢查

8．直流并勵電動機DC220V

9．三相鼠籠電動機AC380V（Y/△）帶離心開關

10．三相鼠籠電動機AC380V（Y/△）

11．雙速異步電動機AC380V（△/YY）

12.鋁型材電腦桌：桌體由歐標4040型材構成上部帶有防傾倒圍欄下部有電腦托盤。

六、配置清單

序號	名稱	單位	數(shù)量	備注
1	維修電工實訓考核臺架	臺	1	材料：鋼木結構；符合國家相關環(huán)保要求；實驗屏：用于掛置實訓單元掛板
2	實訓桌	張	1
3	電腦桌	張	1	鋁型材結構
4	電氣控制實訓單元掛箱及電機	塊	1	DW-01	維修電工實訓組件（一）
		塊	1	DW-02	維修電工實訓組件（二）
		塊	1	DW-03	維修電工實訓組件（三）
		塊	1	DW-04	維修電工實訓組件（四）
		塊	1	DW-05	電工技能實訓組件（五）
		臺	1	SBDJ01	直流并勵電動機DC220V 50W
				SBDJ02	三相鼠籠電動機AC380V（Y/△）帶離心開關
				SBDJ03	三相鼠籠電動機AC380V（Y/△）
				SBDJ04	雙速異步電動機AC380V（△/YY）
5	變頻器實訓掛箱	套	1	三菱FR-D720 0.4KW變頻器，帶有RS485通訊接口及BOP操作面板。
6	PLC主機掛箱	套	1	配西門子S7-1214C主機，集成數(shù)字量I/O（14路數(shù)字量輸入，10路數(shù)字量輸出），帶通訊編程電纜。隨機配置仿真教學軟件及工控組態(tài)軟件。
7	PLC實訓掛箱	塊	1	搶答器/音樂噴泉/裝配流水線/交通信號燈/自動供水/天塔之光
				自動送料裝車/四節(jié)傳送帶/多種液體混合裝置/自動售貨機/自控軋鋼機/郵件分揀機
				機械手控制/自控成型機/加工中心
				四層電梯/基礎實驗/中間繼電器
8	電機導軌及光碼盤測速系統(tǒng)	套		含光碼盤測速系統(tǒng)（配有進口光電編碼器）一套，導軌1幅，道軌平整度好，無應力變形，同心度好
9	SC-09通訊編程電纜	根	1
10	電工連線	套	1	32根：長1000mm 黃10條、綠10條、紅10條、黑2條； 10根：長600mm 黃2條、綠2條、紅2條、藍2條、黑2條。網(wǎng)線：3米/臺
11	常用工具	套	1	一字螺絲刀1把；十字螺絲刀1把；剝線鉗1把；指針式萬用表1個；斜口鉗1把。
12	實驗說明書	套	1	指導學生實訓

七、維修電工虛擬仿真
一、界面介紹：本軟件總共有三個界面，分別為登錄、模擬接線和模擬仿真界面，用戶需要在登錄界面填入正確的賬號和密碼才能正常使用本軟件。.
1：登錄界面
2：模擬接線界面：模擬接線界面包含有：實訓項目、模型、工具、得分顯示、錯誤提示、原理圖等。
3：模擬仿真界面
二、功能介紹：實訓項目：本軟件總共包含了24個實訓項目，分別是：
1.單極開關控制
2.觸摸開關控制
3.感應開關控制
4.聲控開關控制
5.單極開關串聯(lián)控制
6.單極開關并聯(lián)控制
7.單極開關混聯(lián)控制
8.白熾燈并聯(lián)控制
9.白熾燈混聯(lián)控制
10.日光燈控制
11.單相電度表直接安裝控制
12.單相電度表間接安裝控制
13.異步電動機手動單向運轉(zhuǎn)控制
14.異步電動機點動控制
15.異步電動機自鎖控制
16.具有過載保護自鎖控制
17.異步電動機單向點動啟動控制
18.異步電動機兩地控制
19.異步電動機聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
20.正反轉(zhuǎn)點動、啟動控制
21.雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
22.自動往返控制
23.電機延時啟動控制
24自動順序啟動控制。用戶根據(jù)不同實訓項目的原理圖選擇相對于的模型和正確的接線方式。
1.模型選擇：模型選擇區(qū)共計包含有：單相電源、單極開關、觸摸開關、感應開關、聲控開關、白熾燈、日光燈、啟輝器、鎮(zhèn)流器、保險絲、三相電源、啟動按鈕、停止按鈕、中間繼電器、熱繼電器、限位開關、時間繼電器、電流互感器、三相電機、電度表等二十多種器件，用戶根據(jù)不同的實訓項目需要選擇模型，如果選錯或者多選得分扣一分，如果已經(jīng)選擇模型還沒放到面板上，可以按ESC鍵取消該模型并重新選擇模型。
2.線材工具選擇：放完模型后用戶可以根據(jù)原理圖進行接線，線材工具區(qū)包含有黃、綠、紅、藍、黑5種顏色導線，可以避免在線路復雜時分不清線材導通電路。用戶需要嚴格按照原理圖進行接線，如果接錯扣一分并刪除該導線。用戶可以在選出線材后或者接好一頭時按ESC鍵取消該導線。
3.得分：得分默認為100，模型或?qū)Ь€選擇錯誤時會扣1，用戶進行實驗中切換到另一個實訓項目時得分會恢復到100并清空之前實驗的模型和線材。
4.模擬仿真：在模擬仿真界面中每一個實訓項目對應一個仿真功能，用戶可以在模擬仿真中進行仿真，能讓用戶更直觀的觀察實驗現(xiàn)象。
八、配套PLC仿真軟件：
前言：近年來，伴隨著我國職業(yè)教育的大力發(fā)展，越來越多的學子有機會進入高等院校進行深造。然而伴隨著學生人數(shù)的增多，學校的許多教學資源面臨嚴峻的考驗，特別是在師資以及實驗設備上表現(xiàn)得尤為突出。這明顯違背了職業(yè)教育強調(diào)"做與學一體化"培養(yǎng)技能型人才的目標。與此同時，實驗設備因?qū)嶒烆l率的提高必然導致?lián)p耗的加劇，增加了教學成本，這也是各學校面臨的主要困難。為彌補PLC課程教學設備的不足，設計了一種基于不同品牌PLC的虛擬化仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以直觀、動態(tài)地模擬PLC在各種場景下的運行狀態(tài)，還可通過該系統(tǒng)直觀地顯示PLC以及其他傳感器的動作狀態(tài)。虛擬化系統(tǒng)的引入有效地解決了原先僅使用PLC仿真而造成的教學枯燥無味、程序抽象難懂的問題，實現(xiàn)了PLC運行過程所見即所得的動態(tài)演示效果，進而達到較好的教學訓練效果。
一、仿真功能：PLC仿真實訓能和西門子、三菱、信捷、臺達等PLC實物進行通信，用戶使用網(wǎng)線、串口通信線將電腦和PLC連接到一起。也可以與虛擬PLC進行通信，用戶這樣就能讓學生在實驗室實物PLC數(shù)量不足的情況下每人都能用電腦進行PLC編程仿真。一體化數(shù)字孿生系統(tǒng)采集到PLC的I/O輸入輸出，可以通過鈕子開關、輕觸開關、撥碼開關來改變PLC輸入的值，然后根據(jù)PLC輸出的值來控制相對應的LED燈亮滅、數(shù)碼管顯示、電機旋轉(zhuǎn)。
二、模塊功能：PLC仿真實訓包含了：搶答器、音樂噴泉、裝配流水線、交通燈等20多種典型常用工程應用模塊。用戶可以用鼠標旋轉(zhuǎn)、縮放、移動各個模塊從不同角度更方便地查看模型。界面中還有詳細的I/O分配表、I/O狀態(tài)監(jiān)控，能讓用戶每時每刻監(jiān)控PLC輸入輸出狀態(tài)。打開PLC綜合仿真系統(tǒng)后系統(tǒng)會進入主界面，在主界面中用戶可以點擊開始仿真按鈕進入模塊選擇界面。
PLC仿真實訓在模塊選擇界面中共計有20多種模塊選項，用戶可以選擇所需要的模塊，用戶可以點擊下拉菜單查看更多模塊。選擇好模塊后用戶可以點擊左側(cè)的大圖標按鈕進入該模塊的模擬仿真。PLC仿真實訓提供有：搶答器、音樂噴泉、裝配流水線等20多種模塊。
進入模塊仿真后用戶可以看到該模塊的三維模型，用戶可以用鼠標對該模型進行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)操作，每個模塊上面都配有開關、LED燈等元器件，用戶可以點擊鈕子開關、輕觸開關、撥碼開關來切換開關狀態(tài)。用戶可以點擊實物PLC、虛擬PLC按鈕進入對應的仿真，用戶可以點擊顯示狀態(tài)監(jiān)控按鈕監(jiān)控當前IO狀態(tài)，點擊打開IO分配圖顯示IO分配狀態(tài)。

2024年5月30日 西門子S7-1200高性能高級維修電工實訓考核平臺

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