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2024年7月30日數字化工業(yè)控制實訓平臺,數字化工業(yè)實訓裝置

SBK-PLCW型數字化工業(yè)控制實訓平臺

一、產品概述

數字化工業(yè)控制實訓裝置結合當前我國工業(yè)自動化應用技術及器件技術的發(fā)展，充分考慮實用性、先進性。裝置采用模塊式結構，實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、實訓網孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。實訓內容包括PLC的基礎實訓、PLC綜合實訓，變頻器的認識、操作、參數設定及通訊實訓，觸摸屏的認識、操作、應用實訓，單片機接口擴展、數據采集、數據顯示、鍵盤控制、定時器、打印機接口實訓等，實訓項目豐富、綜合性強、緊跟工業(yè)自動化發(fā)展潮流。

參考圖

二、產品特點

1、模塊式結構，掛箱更換方便，便于組織各種實訓項目及擴展新的實訓功能。

2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓練，適合高級工技能培訓考核。

3、能進行小型工程項目設計、設備選型、安裝調試、操作模擬。

4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實訓資源豐富、綜合性強，有效節(jié)約實訓用房。

5、安全性高，除配備電壓型和電流型漏電保護器外，裝置設有單片機全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護功能，確保設備和人身安全。

三、數字化工業(yè)控制實訓設備特點

1. 實訓建設理念為一次性建設，本設備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過光電隔離轉接模塊引出（保護主機元件），可以用于插接式訓練，也可進行線接式實操訓練。

2. 在主機選型方面由小型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，主機可以通過并口連接到實訓區(qū)進行實訓，可從基礎小型PLC開始學起，再到中型PIC,最后到大型PLC，由簡到繁的學習理念讓學生容易接受，學習起來更加得心應手。

3. 采用模塊組合式結構，含開關量、模擬量、變頻調速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實現仿真化、信息化實訓教學。

4. 項目實訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術完成對工業(yè)生產中典型案例的模擬對象、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制。

5.了解PLC的以太網通訊的結構和特點，了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結構和特點；

6.了解PLC的數字量輸入輸出模塊、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及模擬實物控制對象組成各種復雜的控制系統(tǒng)；

12.熟練完成PLC與PLC之間的以太網通訊測試實驗；

13.熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調試控制實驗；

14.掌握PLC實訓教學課程APP軟件的使用；

四、數字化工業(yè)控制實訓臺技術性能

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：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準

五、基本配置及功能

實訓裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調速單元、小車運動控制單元、、實訓組件、電工基礎實訓單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網交換機、交流電機等組成。

1. S7-1500單元

S7-1500單元主要由主機1511C-1PN、DP通訊模塊CP1542-5和信號轉接板組成。

主機1511C-1PN，CPU自帶顯示屏；工作存儲器可存儲 175 KB 代碼和 1 MB 數據；位指令執(zhí)行時間 60 ns；4 級防護機制，工藝功能，運動控制，閉環(huán)控制，計數與測量；跟蹤功能；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級 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 服務器，DNS 客戶端，OPC UA 服務器數據訪問；自帶 DI16/DQ16，AI5/AQ2，數字量輸入模塊 DI 16xDC24V，16 個一組；數字量輸出模塊 DQ 16xDC24V/0.5A，16 個一組；模擬量輸入模塊 AI 4xU/I、AI 1xRTD，16 位，5 個一組；模擬量輸出模塊 AQ 2xU/I，16 位，2 個一組；6 個通道用于計數與測量，帶增量式編碼器 24 V（最高 100 kHz）；4 個通道用于 PTO；脈寬調制；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，時鐘同步，自帶診斷功能。

光電隔離轉接模塊，將主機I/O信號插座轉接，保護主機元件，便于學生實訓接線；所有插座均可接插，實現設備的通用性。

2. S7-1200單元

S7-1200單元主要由主機1215C和信號轉接板組成。

主機1215C,工作存儲器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 個高速計數器和 4 個脈沖輸出；支持3 個用于串行通信的通信模塊，8 個用于 I/O 擴展的信號模塊；運行速度0.04 ms/1000 條指令；具有2 個 PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數據通信。

光電隔離轉接模塊，將主機I/O信號插座轉接，保護主機元件，便于學生實訓接線；所有插座均可接插，實現設備的通用性。

3. S7-200SMART單元

S7-200SMART單元主要由主機CPU ST30、通訊模塊DP01和信號轉接板組成。

主機CPU ST30, 工作電源24VDC，工作存儲器64 KB,集成數字量I/O（18路數字量輸入/12路數字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計數；支持RS-485和以太網通信。

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，時鐘同步，自帶診斷功能。

光電隔離轉接模塊，將主機I/O信號插座轉接，保護主機元件，便于學生實訓接線；所有插座均可接插，實現設備的通用性。

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主機以太網通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。

5. 以太網交換機

以太網交換機采用非網管型工業(yè)以太網 10/100MBIT/S交換機，自帶5個雙絞線端口，RJ45 接口；用于構建小型星形和總線形拓撲結構；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。

6. 變頻調速單元

變頻調速單元采用西門子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、可編程多點設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉矩控制；集成4路數字量輸入，2路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過熱保護，短路保護等。

7. 小車運動控制單元

主要由運動小車（直流電機驅動）、同步帶輪傳動機構、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現運動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報警運行控制、點動控制、位置顯示控制等，能實現小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。

8. 實訓組件

實訓組件主要由電源掛箱虛實結合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結構可根據需求增加不同掛箱。

電源掛箱:

（1）提供線電壓380V交流電源、相電壓220V交流電源。交流電源輸出設有電源保護系統(tǒng)，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護。提供三相漏電保護器作為整個實驗平臺的電源總開關。三相輸出通過停止和啟動按鈕控制。（2）實驗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大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網絡的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。

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交互界面，實時監(jiān)控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監(jiān)測數值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止。

實訓結合掛箱:包含模擬量信號和開關量信號，能夠模擬工業(yè)現場的設備運行狀態(tài)。提供三層電梯、自動售貨機、機械手、自動門、天塔之光、全自動洗衣機、自動成型機、紅綠燈、裝配流水線、四路搶答器、音樂噴泉、軋鋼機、郵件分揀、物料分揀、多級傳輸帶、汽車電路控制、機床PLC改造控制、隧道監(jiān)控等模擬控制實訓（不少于36實訓模塊），指示燈采用貼片雙色LED，面板采用3D立體彩色搭配設計，使模擬對象更直觀立體，開關采用自復位兼自鎖一體設計使實訓能靈活實用，為適用各類PLC模塊具有輸入信號高低電平切換功能。

9. 二維絲桿控制單元

二維絲桿控制單元主要由伺服驅動和步進驅動組成。

伺服驅動用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應能力和很強的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制。

步進驅動用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護等功能。

10. 電工基礎實訓單元

電工基礎實訓單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、按鈕等組成，用于電機正反轉、星三角轉換、啟停自鎖等實訓。

11. 三相交流電機

交流額定電壓380V/△接法，轉速1400轉/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級E級。

六、實訓項目

PLC基本技能實訓

MCGS組態(tài)棒圖實驗教學,利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以下任何實驗進行動態(tài)跟蹤教學實驗針對實驗項目的具體要求，學生自行編輯組態(tài)棒圖進行實驗。

2024年7月30日 數字化工業(yè)控制實訓平臺,數字化工業(yè)實訓裝置

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