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2024年7月30日數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái),數(shù)字化工業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置

SBK-PLCW型數(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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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。

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。

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(guò)電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)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(guò)遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過(guò)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(guò)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(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)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)。

2024年7月30日 數(shù)字化工業(yè)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái),數(shù)字化工業(yè)實(shí)訓(xùn)裝置

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