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2022年11月18日

自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置,自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)平臺

SBGYW-02型自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置

一、產(chǎn)品概述

自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)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(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級開展培訓(xùn)及技能鑒定。

參考圖（以實(shí)物圖為準(zhǔn)）

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(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)設(shè)備要不斷升級，而教學(xué)還需要從基礎(chǔ)學(xué)起，同時(shí)滿足需要實(shí)驗(yàn)室建設(shè)重復(fù)會導(dǎo)致浪費(fèi)資金和實(shí)驗(yàn)室空間。

3. 一個(gè)產(chǎn)品需要多種加工工藝，導(dǎo)致工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備錯(cuò)縱復(fù)雜，一個(gè)主機(jī)不能完成所有工作，需要多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行相互配合完成。

4. 不同層次的考核需要不同設(shè)備，不能有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，有些實(shí)訓(xùn)完成后無法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。

三、裝置特色

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口都可通過擴(kuò)展口引出，可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練；還設(shè)有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。

2. 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)。

3. 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)完成對工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等的控制。

4. 仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測試等功能。

5. 模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由西門子主機(jī)S7-1200、觸摸屏、伺服電機(jī)構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應(yīng)用歷程構(gòu)建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)通訊涉及PROFINET通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò)通訊。

四、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＜4000m

3. 裝置容量：＜0.5kVA

4. 重量：100kg

5. 外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm

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)

五、基本配置及功能

1. S7-1200單元

S7-1200單元主要由主機(jī)1215C和信號轉(zhuǎn)接板組成。

主機(jī)1214C,125 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和；板載 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；信號板擴(kuò)展板載 I/O；多達(dá) 3 個(gè)用于串行通信的通信模塊；多達(dá) 8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號模塊；0.04 ms/1000 條指令；2 個(gè) PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信，配置一個(gè)模擬量模塊SB1232(1路模擬量輸出）

2. 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1200主機(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。

3. 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 。

4. 變頻調(diào)速單元

變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列G120C變頻器，三相380V供電，輸出功率0.55KW。集成PROFINET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12路數(shù)字量輸入，8路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)，短路保護(hù)等。

5. 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。

電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓(xùn)掛箱和電機(jī)實(shí)訓(xùn)單元提供動(dòng)力源；設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護(hù)。

6. 伺服控制單元

伺服電機(jī)主要采用西門子V90伺服，輸入電壓220V，功率200W，內(nèi)置PN口，伺服電機(jī)功率200W ，內(nèi)置增量編碼器，不帶剎車功能，用于小車運(yùn)動(dòng)控制，

7. 小車運(yùn)動(dòng)控制

小車運(yùn)動(dòng)控制主要由伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、傳送帶、滑塊、導(dǎo)軌，模組、等組成，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(dòng)電路,同時(shí)具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(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伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。

8. 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)。

10.邏輯編程控制對象

1套信號模擬，包含的模擬器件提供真實(shí)的模擬量信號和開關(guān)量信號，能夠模擬工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。包括：

1）個(gè) 電壓表，測量AQ輸出電壓。

2）個(gè) 直滑電阻，提供0~12V 直流電壓信號。

3）8路開關(guān)和8路LED顯示。

配套教學(xué)使用的對象卡，包括：交通燈、自控成型、洗衣機(jī)、天塔之光、機(jī)械手、自控售貨機(jī)、裝配流水線、搶答器、音樂噴泉、自控軋鋼機(jī)、郵件分揀機(jī)、四節(jié)傳送帶、物料分揀、多種液體混合、加工中心、電鍍生產(chǎn)線、電機(jī)控制、運(yùn)料小車控制、攪拌器控制、汽車燈光控制、采用配方形式進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，可以任意擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，采用通用底盒加卡片式設(shè)計(jì)，內(nèi)置三基色LED燈、開關(guān)、安全接插柱，所有I/O口均開放出來。

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40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。

★12.工業(yè)自動(dòng)化數(shù)字孿生仿真軟件（實(shí)驗(yàn)室共配1套）

采用單片機(jī)技術(shù)，具備多路數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出，有通訊接口與電腦相連，通過內(nèi)置協(xié)議與上位機(jī)中虛擬仿真教學(xué)軟件實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和對外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路開關(guān)量輸入接口及指示、24路開關(guān)量輸出接口及指示、4路模擬量輸入接口、4路模擬量輸出接口、系統(tǒng)協(xié)同傳感器模塊將動(dòng)作信號反饋給上位機(jī)仿真軟件中的虛擬對象模型，虛擬對象模型給出反饋信號，PLC等智能控制器根據(jù)信號執(zhí)行相應(yīng)的輸出操作，以此反應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行動(dòng)作過程。能在具有物理屬性的3D環(huán)境中進(jìn)行虛擬設(shè)備的仿真調(diào)試。具有高度的人機(jī)交互性，通過虛擬對象進(jìn)行各種與實(shí)際環(huán)境中相同的操作。軟件通過自動(dòng)、手動(dòng)和PLC控制三種模式再現(xiàn)以下虛擬工業(yè)場景，3D場景的PLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和36個(gè)PLC虛實(shí)結(jié)合控制實(shí)訓(xùn)模塊一致，3D場景的PLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

序號	品名	規(guī)格（mm）	技術(shù)參數(shù)	數(shù)量	單位
1	實(shí)訓(xùn)臺			1	臺
2	實(shí)訓(xùn)電源			1	套
3	電腦桌			1	臺
4	1214 CPU	6ES7214-1AG40-0XB0		1	個(gè)
5	V90 Profinet通訊	200W，單相220V		1	套
6	G120C	0.37KW		1	臺
7	BOP-2	6SL3255-0AA00-4CA1		1	個(gè)
8	觸摸屏	KTP700 BAISIC PN		1	個(gè)
9	步進(jìn)電機(jī)	57步進(jìn)電機(jī)		1	個(gè)
10	三相異步電機(jī)	380V/220V 180W		1	臺
11	傳感器	接近開關(guān)		1	套
12	交換機(jī)			1	批
13	模組			1	套
14	邏輯控制對象			1	套
15	學(xué)生凳			2	張
16	教學(xué)軟件			10	點(diǎn)