SB-PLC01A型工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
一、 產(chǎn)品概述
工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái),工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)人力資源和社會(huì)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(guó)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(duì)可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級(jí)開(kāi)展培訓(xùn)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(huì)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(guó)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(jí),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(huì)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(chǎng)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。
5. 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(wú)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(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(kāi)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(kāi)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)。
5. 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. 仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué):通過(guò)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(chǎng)控制,可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測(cè)試等功能。
6. 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)S7-1500、S7-1200、S7-200SMART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RS485通訊、DP主從站通訊、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(duì)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(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(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。
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(guò)載保護(hù):裝置帶漏電保護(hù)、通道過(guò)載保護(hù),帶熔斷器;
(4)支持搭載實(shí)訓(xùn)實(shí)操及工藝類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
(5)支持設(shè)備端子固定引出,支持金屬線槽線路敷設(shè)
(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(dòng)開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)、停止,2組運(yùn)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(biāo)識(shí)清晰合理;
5.3 電源保護(hù)裝置
(1)用于安裝電源開(kāi)關(guān)、熔斷保護(hù),電源鎖、啟動(dòng)停止按鈕,具備急停功能,具備多功能電力儀表檢測(cè),設(shè)備嵌入式安裝;
(2)選用高靈敏漏電保護(hù)斷路器:工作電流:6-25A,分?jǐn)嗄芰Γ?span lang="EN-US">5.5KA,漏電動(dòng)作電流:10mA
(3)漏電保護(hù):漏電開(kāi)關(guān)、具有短路、過(guò)載、漏電保護(hù)功能
5.4 多功能數(shù)顯電流電壓表
(1)測(cè)量三相電流、三相電壓、有功、無(wú)功、計(jì)量功能、有功電能、無(wú)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(diǎn)輸入、10點(diǎn)輸出(固態(tài)-MOSFET)
(4)板載模擬 I/O:不少于2點(diǎn)輸入、2點(diǎn)輸出
(5)高速計(jì)數(shù)器:共6個(gè),單相:3個(gè)100 kHz以及3個(gè)30kHz 的時(shí)鐘頻率;正交相位:3個(gè)80kHz以及3個(gè)20kHz 的時(shí)鐘頻率
(6)脈沖輸出:至少可以組態(tài)4 個(gè)脈沖發(fā)生器
(7)脈沖捕捉輸入:至少14個(gè)
(9)類型:使用PROFINET(以太網(wǎng))實(shí)現(xiàn)控制
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。
配置光電隔離轉(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。
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(jī)以太網(wǎng)通訊,控制和顯示各單元的運(yùn)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(gè)
(2)數(shù)字量輸出通道:不少于3個(gè)
(3)模擬量輸入通道:不少于2個(gè);
(4)模擬量輸出通道:不少于2個(gè);
(5)故障安全數(shù)字量輸入:不少于1個(gè)
(6)與PLC可以使用PROFINET(以太網(wǎng))實(shí)現(xiàn)控制
5.9 伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)
(1)最大電機(jī)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(jī)軸高:40
(2)伺服電機(jī)額定功率:0.75KW
5.10 運(yùn)動(dòng)控制對(duì)象
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(kāi)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。
5.11二維絲桿控制對(duì)象
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。
5.12 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)。
5.13 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)。
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(gè)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(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)。
1. PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)(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(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
直線運(yùn)動(dòng)位置檢測(cè)、定位控制
步進(jìn)電機(jī)定位控制
步進(jìn)電機(jī)的速度控制
步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
伺服電機(jī)定位控制
伺服電機(jī)的速度控制
伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制
典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制
三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
多段速度選擇變頻調(diào)速
變頻器無(wú)級(jí)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(jī)正反轉(zhuǎn)控制
基于PLC模擬量方式變頻開(kāi)環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
基于PLC通信方式的變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速
基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
PLC主機(jī)之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓(xùn)
PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)