PLC综合实训台、PLC综合实验室设备-上海硕博公司

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SBGYW-02 PLC综合实训平台

一、产品概述

PLC综合实训台、PLC综合实验室设备基于《可编程控制器原理及其应用》课程，PLC综合实训装置面向自动化、电气自动化以及机械电子等专业的学生开放，除了开设与课程直接相关的实验以外，也开展学生课外科技活动，也用于教师和研究生的科研项目。系列设计性的实验实训，提供了一个由理论学习向生产实际所需的综合知识学习的转化，由知识积累向能力素质转化的平台。

西门子PLC实验室设备是电类学科重要的专业实验室之一。拥有西门子s7-200PLC及配套的变频器综合实验装置。该实验室主要服务于自动化、电气工程、机器人工程、智能电网等专业，可开设《电气控制与PLC技术》、《交流调速与变频器应用》、《组态软件技术》等课程的实验实训教学，还可开展相关课程设计、综合实训和毕业设计。主要培养学生在PLC工控领域的实战能力。该实验室也为PLC相关学科竞赛提供实验平台，同时也承担一些合作企业员工的PLC基础培训任务。

PLC综合实训台综是根据人力资源和社会保障部制定的"可编程序控制系统设计师"培训及国家职业标准考核大纲内容，适当增加新技术，按照职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学要求而研制的。适合职业院校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所对可编程序控制系统设计师的四、三、二级开展培训及技能鉴定。

参考图

二、研发背景

1. PLC综合实训台是根据人力资源和社会保障部制定的"可编程序控制系统设计师"培训及国家职业标准考核大纲内容，适当增加新技术，按照职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学要求而研制的。

2. 工业迅速发展处理器要求不断提高，教学需要与时俱进设备要不断升级，而教学还需要从基础学起，同时满足需要实验室建设重复会导致浪费资金和实验室空间。

3. 一个产品需要多种加工工艺，导致工业现场设备错纵复杂，一个主机不能完成所有工作，需要多个站点进行相互配合完成。

4. 不同层次的考核需要不同设备，不能有机的进行结合，有些实训完成后无法进行考量检查学生的接受程度。

三、装置特色

1. 实训建设理念为一次性建设，本设备采用通用型宽展口，所有主机的I/O口都可通过扩展口引出，可以用于插接式训练，也可进行线接式实操训练；还设有两块可拆卸的网孔板可对不同层次的学生进行考核。

2. 在主机选中型S7-1200系列CPU1214C，西门子常用PLC类型，主机可以通过并口连接到实训区进行实训，可从基础小型PLC开始学起，由简到繁的学习理念让学生容易接受，学习起来更加得心应手。

3. 采用模块组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等，配套工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学。

4. 项目实训模块：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中典型案例的模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制。

5. 仿真实训教学：通过虚拟环境实时显示PLC运行状态，模拟工业现场控制，可以进行编程训练、程序编写测试等功能。

6. 模块化网络系统：网络结构主要由、变频器、PLC、触摸屏、伺服等构成，根据工业中西门子PLC应用历程构建了一个工业网络，网络通讯涉及PROFINET通讯、以太网通等多层网络通讯。

四、技术性能

1. 输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz

2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3. 装置容量：＜0.5kVA

4. 重量：100kg

5. 外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm

6. 安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准

五、基本配置及功能：实训装置由PLC单元、变频单元、步进单元、变频调速单元、小车运动控制单元、、实训组件、电工基础实训单元二维丝杆控制单元、触摸屏单元、以太网交换机、交流电机、直流电机等组成。

1. S7-1200单元：S7-1200单元主要由主机1214C和信号转接板组成。主机1214C,工作存储器125 KB；工作电源24VDC，自带DI14/DQ10，AI2/AQ2板载 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板载 DQ10 x 24VDC 及 AI2 ；板载 6 个高速计数器和 4 个脉冲输出；支持3 个用于串行通信的通信模块，8 个用于 I/O 扩展的信号模块；运行速度0.04 ms/1000 条指令；具有1个PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。配置RS485模块，数字量输入输出模块。

2. 触摸屏单元：触摸屏单元采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏，用于PLC主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。

3. 以太网交换机：以太网交换机采用非网管型工业以太网 10/100MBIT/S交换机，自带5个双绞线端口，RJ45 接口；用于构建小型星形和总线形拓扑结构；自带LED诊断显示，供电电源DC 24V 。

4. 变频调速单元：变频调速单元采用西门子SINAMICS 系列G120C变频器，三相380V供电，输出功率0.55KW。集成PROFINET通讯接口，提供BOP操作面板；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制；集成4路数字量输入，2路模拟量输入；具备过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护等。

5. 小车运动控制单元：主要由运动小车（直流电机驱动）、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、报警运行控制、点动控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻。

6. 实训组件：实训组件主要由电源挂箱虚实结合挂箱，挂箱区域采用开放式结构可根据需求增加不同挂箱。电源挂箱提供AC380V、AC220V、DC24V电源，为实训挂箱和电机实训单元提供动力源；设有启动停止按钮，各相电源工作指示，具有过流、过压、短路等保护。

7. 二维丝杆控制单元：二维丝杆控制单元主要由伺服驱动和步进驱动组成。伺服驱动用于控制Y轴丝杆，采用交流伺服驱动，工作电压AC220V，输出功率200W。采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，智能功率模块（IPM）内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力；支持位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制。步进驱动用于控制X轴丝杆，采用交流伺服驱动，工作电压DC24V，输出功率35W；内部集成控制电路和功率电路，具有自检线圈和短路保护等功能。

8. 电工基础实训单元：电工基础实训单元主要由交流接触器、中间继电器、时间继电器、按钮等组成，用于电机正反转、星三角转换、启停自锁等实训。

9.传感器单元：传感器单元主要有各种常用传感器：温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光电传感器、电感传感器、电容传感器、磁性传感器、光照传感器等。

10. 三相交流电机：交流额定电压380V/△接法，转速1400转/min，功率40W，频率50HZ，绝缘等级E级。

11.气动机械手：气动机械手由单杆气缸、双杆气缸、旋转气缸、夹紧气缸、加工件、钣金件、底座、电磁阀、磁性开关等组成、能够独立完成物料取料送料完整动作过程。

12.网关：云组态开发远程监控界面，手机APP控制，PLC远程下载调试，报警信息微信/短信/电话推送，企业数字化大屏展示，智能维保，摄像头远程监控现场，流量卡管理，用户权限分级管理，大数据分析系统，设备催款且防拆，大数据统计报表及分析，私有云平台定制部署等等。支持西门子PLC，三菱PLC, 施耐德PLC, AB,倍福PLC, 松下PLC,台达PLC,信捷PLC,欧姆龙PLC,安川PLC、汇川,海为PLC,利川IPLC, LG PLC等.支持网口和串口RS232/RS485通信，支持威纶触摸屏，支持西门子触摸屏，支持昆仑通态触摸屏等.远程监控，通过速控云免费提供的云组态软件，可一次，电脑端和手机端便同时拥有相同的界面。通过设置故障报警，并可以通过微信、短信、平台、邮件等方式推送，以便能及时收到故障情况。

六、实训项目

PLC基本技能实训：MCGS组态棒图实验教学,利用已编辑好组态棒图,对以下任何实验进行动态跟踪教学实验针对实验项目的具体要求，学生自行编辑组态棒图进行实验。

1. PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等）

lPLC虚拟控制应用实训

1. 数码显示控制

2. 抢答器控制

3. 天塔之光控制

4. 音乐喷泉控制

5. 十字路口交通灯控制

6. 水塔水位控制

7. 自动送料装车系统控制

8. 四节传送带控制

9. 装配流水线控制

10. 多种液体混合装置控制

11. 自控成型机控制

12. 自动洗衣机控制

13. 电镀生产线控制

14. 自控轧钢机控制

15. 邮件分拣机控制

16. 自动售货机控制

17. 机械手控制控制

18. 四层电梯控制

PLC实物控制应用实训

19. 直线运动位置检测、定位控制

20. 步进电机定位控制

21. 步进电机的速度控制

22. 步进电机的正反转控制

23. 伺服电机定位控制

24. 伺服电机的速度控制

25. 伺服电机的正反转控制

26. 伺服电机和步进电机的综合控制

l典型电动机控制实操实训

27. 三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制

28. 三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制

29. 三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制

30. 三相鼠笼式异步电动机Y/△转换起动PLC控制

lPLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

31. 变频器功能参数设置与操作

32. 外部端子点动控制

33. 变频器控制电机正反转

34. 多段速度选择变频调速

35. 变频器无级调速

36. 外部模拟量方式的变频调速控制

37. 基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制

38. 基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制

39. 基于PLC通信方式的变频开环调速

40. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习

41. 基于触摸屏控制方式的数码显示控制

l网络通讯综合实训

42. PLC与变频器RS485通讯实训

43. PLC、触摸屏与变频器通信控制

44.PLC主机之间PROFINET通讯实训

45.PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训

46. PLC与传感器通讯实训

47.PLC与仪表通讯实训

48.工业物联网实训

l传感器实训

49.温度传感器实训

50.湿度传感器实训

51.压力传感器实训

52.磁性开关实训

53.电感传感器实训

54.电容传感器实训

55.光电开关实训

七、工业自动化数字孪生仿真软件：采用单片机技术，具备多路数字量输入输出、模拟量输入输出，有通讯接口与电脑相连，通过内置协议与上位机中虚拟仿真教学软件实时通讯，实现数据采集和对外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路开关量输入接口及指示、24路开关量输出接口及指示、4路模拟量输入接口、4路模拟量输出接口、系统协同传感器模块将动作信号反馈给上位机仿真软件中的虚拟对象模型，虚拟对象模型给出反馈信号，PLC等智能控制器根据信号执行相应的输出操作，以此反应整个系统执行动作过程。能在具有物理属性的3D环境中进行虚拟设备的仿真调试。具有高度的人机交互性，通过虚拟对象进行各种与实际环境中相同的操作。与各PLC主机兼容。软件通过自动、手动和PLC控制三种模式再现了以下虚拟工业场景，3D场景的PLC实验项目（3D场景的PLC实训项目和本实训台PLC虚实结合控制实训模块实训项目一致）：