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2022年11月1日

工業(yè)自動化通訊網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)系統(tǒng)

SB-GYTX工業(yè)自動化通訊網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)系統(tǒng)

一、概述

工業(yè)自動化通訊網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)裝置是根據(jù)《中華人民共和國教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)--電工電子類實訓(xùn)基地儀器設(shè)備配備標(biāo)準(zhǔn)》，教育部"振興21世紀(jì)職業(yè)教育課程改革和教材建設(shè)規(guī)劃"要求，按照職業(yè)教育的教學(xué)和實訓(xùn)要求研發(fā)的產(chǎn)品。適合高職院校、職業(yè)學(xué)校的機電設(shè)備安裝與維修、機電技術(shù)應(yīng)用、電氣運行與控制、電氣技術(shù)應(yīng)用、電子電器應(yīng)用與維修等專業(yè)和非機電類專業(yè)的《可編程控制器技術(shù)》、《電氣及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應(yīng)用》、《變頻調(diào)速技術(shù)》、《現(xiàn)場總線控制技術(shù)》課程的教學(xué)與技能實訓(xùn)。

實訓(xùn)裝置也適合技工學(xué)校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所各工種PLC實操、技能鑒定考核。

參考圖

二、工業(yè)自動化通訊網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)裝置特點

1、采用積木組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸彩屏、總線通信模塊等，配套組態(tài)監(jiān)控軟件、仿真實訓(xùn)軟件，實現(xiàn)仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)教學(xué)，體現(xiàn)實訓(xùn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)性和系統(tǒng)性。

2、項目實訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中模擬對象，實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制實訓(xùn)，完成學(xué)生認(rèn)知、設(shè)計、安裝、調(diào)試、檢修等多種技能實訓(xùn)。PLC實訓(xùn)對象形像逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，通過本實驗裝置的訓(xùn)練，學(xué)生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場的工作。

3．采用西門子S7-1200系列可編程控制器，功能強大，性能優(yōu)越，采用模塊化設(shè)計，組合靈活。

4、多種通信方式：通過以太網(wǎng)總線，將實訓(xùn)裝置（從站）PLC和主站PLC進(jìn)行以太網(wǎng)主從通信。PLC與觸摸屏實現(xiàn)S7通信，觸摸屏畫面可實時監(jiān)控PLC系統(tǒng)運行狀態(tài)和控制PLC系統(tǒng)。

三、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℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔<400m

3、裝置容量：＜0.5KVA

4、重量：＜110Kg

5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm

6、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)

四、實訓(xùn)裝置的基本配置及功能

實訓(xùn)裝置由控制屏、實訓(xùn)桌、主機實訓(xùn)組件、實訓(xùn)模塊（含豐富的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備模擬實訓(xùn)對象）、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、交直流電機、總線單元、等組成。

（一）控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）

1、交流電源控制單元

三相四線380V交流電源經(jīng)空氣開關(guān)后給裝置供電，電網(wǎng)電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，設(shè)有帶燈保險絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，同時具有漏電告警指示及告警復(fù)位。

提供三相四線380V、單相220V電源各一組，由啟停開關(guān)控制輸出，并設(shè)有保險絲保護(hù)。

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；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護(hù)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(dǎo)致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。

1）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(shè)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(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時預(yù)約設(shè)備的啟動和停止！設(shè)備時間管理包含年月日時間的顯示�？稍O(shè)備相應(yīng)過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定等7大保護(hù)功能數(shù)值。

2）手機APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程在線報修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報修情況，后臺可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。

3）PC端軟件：每個設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶定位跟蹤與信息統(tǒng)計；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能�？梢绘I開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨控制每臺設(shè)備的開關(guān)！用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時間值等。

3、主機實訓(xùn)組件

配置西門子S7-1200（CPU1214c）系列 PLC主機，集成數(shù)字量I/O（14DI/10DO），

4.變頻器組件

配置西門子G120C變頻器，響應(yīng)速度快，性能優(yōu)越。

5.觸摸屏實訓(xùn)組件

昆侖通態(tài)7英寸觸摸屏，界面操作簡便，圖庫豐富，操作性強。

（二）實訓(xùn)掛箱

序號	編號	控制對象實訓(xùn)模塊	實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)
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(fù)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	通過用用戶投幣數(shù)目的識別和自動售貨機中各種“貨物”的進(jìn)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(yīng)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(jìn)出刀、換刀過程的控制，掌握一個完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較復(fù)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(shè)計I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識。
11	SX11	步進(jìn)電機/直線運動：（實物）步進(jìn)電機系統(tǒng)由驅(qū)動電路、步進(jìn)電機、刻度盤、指針等組成；直線運動系統(tǒng)由電機、同步帶、光電傳感器、導(dǎo)軌、移動塊等組成。	通過利用PLC對步進(jìn)電機及直線運動實物模塊的控制，初步了解步進(jìn)電機方向、拍數(shù)的控制及直線運動檢測、定位控制。
12	SX12	自動洗衣機/電鍍生產(chǎn)線	通過對洗衣機進(jìn)出水時間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不同溶液的時間、方式、先后順序的控制，掌握多點PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力。
13	BP1	變頻器實訓(xùn)組件：配置西門子G120C變頻器	初步具有綜合應(yīng)用變頻器的能力，了解變頻調(diào)速在實際中的應(yīng)用，掌握變頻器調(diào)速技術(shù)及PLC綜合控制技術(shù)。
14	CM1	觸摸屏實訓(xùn)組件：昆侖通態(tài)7英寸	了解工業(yè)觸摸屏的功能及使用方法、掌握與PLC之間的通信知識，并掌握復(fù)位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動態(tài)畫面跟蹤在觸摸屏中的實現(xiàn)方法。
15	WK1	典型電動機控制實操單元：交流接觸器3只；時間繼電器1只，3個按鈕，3只交流指示燈，2只熱繼電器，元器件配置專用底座。	掌握一般強電系統(tǒng)的安裝和調(diào)試工作過程知識，實現(xiàn)PLC方式的電機典型運行控制；掌握安裝和調(diào)試PLC電氣控制系統(tǒng)的有關(guān)知識。
16	WK2	網(wǎng)孔板	學(xué)會電氣控制系統(tǒng)中各元器件的布局規(guī)劃、安裝、調(diào)試過程知識。

（三）.步進(jìn)電機實訓(xùn)系統(tǒng)

步進(jìn)電機實訓(xùn)系統(tǒng)由運動小車、同步帶輪傳動機構(gòu)、步進(jìn)電機及驅(qū)動器、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、編程，實現(xiàn)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，通過脈沖個數(shù)定位，小車位置控制精確。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕，行程范圍：0.4米。實驗系統(tǒng)能滿足大中專院校可編程控制器技術(shù)的教學(xué)、課程設(shè) 計和畢業(yè)設(shè) 計。

（四）三相鼠籠異步電機：交流380V/△

（五）實訓(xùn)桌

實訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設(shè)有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計，造型美觀大方。

五、實訓(xùn)項目

（一）PLC基本技能實訓(xùn)

1.PLC認(rèn)知實訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令練習(xí)、接線、編程下載等）

3.PLC仿真實訓(xùn)

（二）PLC模擬控制應(yīng)用實訓(xùn)

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

21.三層電梯控制

22.四層電梯控制（實物）

23.加工中心控制（實物）

（三）PLC實物控制實訓(xùn)

24.溫度PID控制

25.步進(jìn)電機運動控制

26.直流電機控制

27.直線運動控制

28.運動小車控制

29.步進(jìn)電機位置控制

（四）PLC高級技能實訓(xùn)（設(shè)計、安裝、調(diào)試及檢修）

30.三相電機星三角控制

31.三相電機正反轉(zhuǎn)控制

32.機床電路控制

33.三相電機點動控制

34.三相電機連續(xù)控制

（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實訓(xùn)

35.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作

36.變頻器面板操作與運行

37.變頻器無級調(diào)速

38.外部端子點動控制

39.變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)

40.多段速度選擇變頻調(diào)速

41.外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速

42.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)

43.PLC數(shù)字量控制方式的多段速

44.PLC數(shù)字量控制方式的電機降壓啟動

45.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制

46. 基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速

47. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)

48. 觸摸屏畫面等級設(shè)置及操作

49. 觸摸屏畫面切換操作

50. 基于觸摸屏控制方式的LED控制

51. 基于觸摸屏控制方式的電機運行時間控制

52. 基于觸摸屏控制方式的搶答器控制

53. 基于觸摸屏控制方式的四節(jié)傳送帶控制

54. 基于觸摸屏控制方式的運料小車控制

55. 基于觸摸屏控制方式的自動供水控制

56. 基于觸摸屏控制方式的多段速控制

（六）氣動控制實驗

57.三相電機星三角控制

31.三相電機正反轉(zhuǎn)控制

32.機床電路控制

33.三相電機點動控制

34.三相電機連續(xù)控制

六、設(shè)備主要配置

名稱	型號	數(shù)量	單位
實驗屏		1	臺
電源控制屏		1	臺
實驗桌		1	張
學(xué)生凳		2	張
PLC主機	CPU1214C	1	臺
數(shù)字量模塊	Sm1223	1	臺
模擬量模塊	SB1232	1	臺
通訊電纜	網(wǎng)線	2	條
通訊電纜	觸摸屏通訊線	1	條
實驗掛箱	搶答器/音樂噴泉	1	塊
	裝配流水線/十字路口交通燈	1	塊
	水塔水位/天塔之光	1	塊
	自動送料裝車/四節(jié)傳送帶	1	塊
	多種液體混合裝置	1	塊
	自動售貨機	1	塊
	自控軋鋼機/郵件分揀機	1	塊
	機械手控制/自控成型機	1	塊
	加工中心	1	塊
	四層電梯	1	塊
	步進(jìn)電機/直線運動	1	塊
	自動洗衣機/電鍍生產(chǎn)線	1	塊
	變頻器實訓(xùn)掛箱（G120C）0.37KW	1	塊
	觸摸屏實驗箱 TPC7062TI （7寸工業(yè)級彩色）	1	塊
軟件	演示板原程序及西門子編程軟件	1	套
軟件	觸摸屏編程軟件	1	套
說明書	實驗指導(dǎo)	1	冊
網(wǎng)孔板		1	套
網(wǎng)孔板散件		1	套
小車運動模型		1	套
三相異步電機		1	套
連接線	實驗連接線50cm自鎖線	50	條

七、氣動實訓(xùn)模塊

本實訓(xùn)模塊由各種小型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)氣動元件、電氣控制部分、微型空氣壓縮機等組成，能開設(shè)氣動元件和電氣元件的識別、方向控制回路、速度控制回路、順序動作回路等實訓(xùn)項目，可以集成到工業(yè)自動化通訊網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)平臺，實訓(xùn)方便。

1）氣動元件主要配置清單

名稱	主要配置	數(shù)量
雙作用氣缸	（1）使用壓力范圍0.15-1MPa,耐壓15bar （2）行程≧50mm （3）活塞密封采用異型雙向密封結(jié)構(gòu)，尺寸緊湊（4）配裝磁性開關(guān) （5）配有安全導(dǎo)線接線接頭	1個
過濾減壓閥	調(diào)壓范圍0.5-9bar，集成壓力表	1個
二位五通手	（1）使用壓力范圍0-1MPa	1
動閥	（2）動作方式：手控直動式（3）保證耐壓力：1.5MPa	個
手旋閥	（1）外部控制直動式（2）有效截面積12.0mm2 （3）使用壓力范圍0-8bar （4）滑柱式結(jié)構(gòu)	1 只
單氣控二位三通閥常開式	（1）常開，外部氣控式（2）有效截面積16.0mm2 （3）使用壓力范圍：0.15-0.8MPa （4）動作頻率至5次/秒（5）滑柱式結(jié)構(gòu)，密封性好，流量至400L/min	1 個
單電控二位三通閥常開式	（1）常開式，有效截面積16.0mm2 （2）使用壓力范圍：0.15-0.8MPa （3）動作頻率至5次/秒（4）工作電源24VDC （5）滑柱式結(jié)構(gòu)，密封性好（6）配有安全導(dǎo)線接線接頭	1 個
安全閥	（1）外部控制直動式（2）有效截面積12.0mm2 （3）使用壓力范圍0-8bar （4）滑柱式結(jié)構(gòu)	1個
二位三通壓力順序閥	適用范圍：可以使用經(jīng)過潤滑的壓縮空氣	1個
先導(dǎo)式電磁換向閥	（1）常開式，有效截面積16.0mm2 （2）使用壓力范圍：0.15-0.8MPa （3）動作頻率至5次/秒（4）工作電源24VDC （5）滑柱式結(jié)構(gòu)，密封性好（6）配有安全導(dǎo)線接線接頭	1個
排氣節(jié)流閥	使用壓力范圍：0.0-1MPa	1個
雙壓閥（與閥）	工作壓力范圍0-9.9kgf/cm2,有效截面積14mm2	1個
梭閥（或閥）	工作壓力范圍0-10kgf/cm2,有效截面積7.5mm2	1個
可調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥	使用壓力范圍0.05-0.95MPa；額定流量450L/min	1個
氣管及輔材		1套
接近開關(guān)	電感式，配有安全導(dǎo)線接線接頭	2個
器件底座	所有氣動元件均裝有帶彈性插腳的底板，底板采用ABS工程塑料，一次壓制而成，實驗時可以隨意在通用鋁合金型材板上，組裝各種實驗回路，操作簡單、方便。	14個