SB-PLC01A型工業(yè)自動化控制實訓平臺
一、 產(chǎn)品概述
工業(yè)自動化控制實訓平臺,工業(yè)自動化控制實訓裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設計師的四、三、二級開展培訓及技能鑒定。
二、 研發(fā)背景
1. 該裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。
2. 工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高，教學需要與時俱進設備要不斷升級，而教學還需要從基礎學起，同時滿足需要實驗室建設重復會導致浪費資金和實驗室空間。
3. 一個產(chǎn)品需要多種加工工藝，導致工業(yè)現(xiàn)場設備錯縱復雜，一個主機不能完成所有工作，需要多個站點進行相互配合完成。
5. 不同層次的考核需要不同設備，不能有機的進行結(jié)合，有些實訓完成后無法進行考量檢查學生的接受程度。
三、 裝置特色
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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，含開關量、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，實現(xiàn)仿真化、信息化實訓教學。
5. 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(chǎn)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. 仿真實訓教學：通過虛擬環(huán)境實時顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進行編程訓練、程序編寫測試等功能。
6. 模塊化網(wǎng)絡系統(tǒng)：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)主要由西門子主機S7-1500、S7-1200、S7-200SMART構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應用歷程構(gòu)建了一個工業(yè)網(wǎng)絡，網(wǎng)絡通訊涉及RS485通訊、DP主從站通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡通訊。
四、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
5. 重 量：100kg
5. 外形尺寸：800mm×800mm×1820mm
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
實訓裝置由電源控制單元、電氣控制單元、S7-1500單元、S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調(diào)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(wǎng)交換機、交流電機等組成。
5.1電源控制單元裝置
（1）輸入電壓：AC380V±10% 50HZ；
（2）工作電壓：AC220V、DC12V、DC24V；
（3）過載保護：裝置帶漏電保護、通道過載保護，帶熔斷器；
（4）支持搭載實訓實操及工藝類實訓項目；
（5）支持設備端子固定引出，支持金屬線槽線路敷設
（6）裝置外形尺寸：≥850mm×700mm×2000mm
5.2 電氣控制裝置
（1）要求用于安裝不少于2組手自動開關、啟動、停止，2組運行、停止及故障指示；1組LCD電壓、電流表安裝；
（2）要求端子引出，線纜標識清晰合理；
5.3 電源保護裝置
（1）用于安裝電源開關、熔斷保護，電源鎖、啟動停止按鈕，具備急停功能，具備多功能電力儀表檢測，設備嵌入式安裝；
（2）選用高靈敏漏電保護斷路器：工作電流：6-25A，分斷能力：5.5KA，漏電動作電流：10mA
（3）漏電保護：漏電開關、具有短路、過載、漏電保護功能
5.4 多功能數(shù)顯電流電壓表
（1）測量三相電流、三相電壓、有功、無功、計量功能、有功電能、無功電能、正反向電能、頻率、功率因數(shù)、帶485通訊接口、兩路脈沖輸出。
（2）面板尺寸：≥80mm×80mm
（3）液晶顯示功能
5.5 PLC控制器
（3）板載數(shù)字：I/O：不少于14點輸入、10點輸出（固態(tài)－MOSFET）
（4）板載模擬 I/O：不少于2點輸入、2點輸出
（5）高速計數(shù)器：共6個，單相：3個100 kHz以及3個30kHz 的時鐘頻率；正交相位：3個80kHz以及3個20kHz 的時鐘頻率
（6）脈沖輸出：至少可以組態(tài)4 個脈沖發(fā)生器
（7）脈沖捕捉輸入：至少14個
（9）類型：使用PROFINET（以太網(wǎng)）實現(xiàn)控制
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(shù)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(shù)據(jù)通信。
配置光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機I/O信號插座轉(zhuǎn)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(xiàn)設備的通用性。
5.6 模擬量輸入輸出模塊
（1）輸入路數(shù)：不少于4
（2）輸出路數(shù)：不少于2
5.7 觸摸屏
（1）顯示屏：TFT真彩液晶屏，64K色
（2）尺寸：7英寸
（3）分辯率：至少800×400
（4）用戶內(nèi)存：≥10MB
（5）接口：PROFINET（以太網(wǎng)）
（6）可用組態(tài)軟件：Wincc Basic V13 SP1或更高版本
用于PLC主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
5.8 變頻控制單元
（1）數(shù)字量輸入通道：不少于6個
（2）數(shù)字量輸出通道：不少于3個
（3）模擬量輸入通道：不少于2個；
（4）模擬量輸出通道：不少于2個；
（5）故障安全數(shù)字量輸入：不少于1個
（6）與PLC可以使用PROFINET（以太網(wǎng)）實現(xiàn)控制
5.9 伺服驅(qū)動器及伺服電機
（1）最大電機功率：1-2KW
（2）額定輸入電流：3-6A
（3）最大輸出電流：10-20A
（4）電源電壓：200V-240VAC（-15%-+10%）
（5）電源頻率：50Hz/60Hz（±10%）
（1）伺服電機軸高：40
（2）伺服電機額定功率：0.75KW
5.10 運動控制對象
主要由運動小車（直流電機驅(qū)動）、同步帶輪傳動機構(gòu)、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(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，能實現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
5.11二維絲桿控制對象
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動組成。
伺服驅(qū)動用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（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(qū)動用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅(qū)動，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等功能。
5.12 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(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實訓。
5.13 三相交流電機
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E級。
5.14 管理工作站
（1）CPU：Intel I5-9500處理器（主頻≥3.0GHz，6C）
（2）主板：Intel 300系列以上芯片組
（3）內(nèi)存：8G；
（4）顯卡：2GB
（5）聲卡：集成HD Audio，支持5.1聲道（提供前1后2共3個音頻接口）
（6）硬盤：1T硬盤；
（7）網(wǎng)卡：集成10/100/1000M以太網(wǎng)卡；
（8）光驅(qū)：DVD刻錄
（9）21.5寸LED背光顯示器
（10）分辨率1920x1080（16：9）
5.15 安裝耗材及工具
配置裝置安裝所需的鐵質(zhì)
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。
1. PLC認知實訓（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
2.PLC實物控制應用實訓
直線運動位置檢測、定位控制
步進電機定位控制
步進電機的速度控制
步進電機的正反轉(zhuǎn)控制
伺服電機定位控制
伺服電機的速度控制
伺服電機的正反轉(zhuǎn)控制
伺服電機和步進電機的綜合控制
典型電動機控制實操實訓
三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)PLC控制
三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實訓
變頻器功能參數(shù)設置與操作
外部端子點動控制
變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
多段速度選擇變頻調(diào)速
變頻器無級調(diào)速
外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)控制
基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡通訊綜合實訓
PLC與變頻器RS485通訊實訓
PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
PLC主機之間PROFIBUS -DP通訊實訓
PLC主機之間PROFINET通訊實訓
PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應用實訓
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