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數(shù)字化工業(yè)實訓裝置,數(shù)字化工業(yè)控制實訓平臺

2024-10-18 07:05
數(shù)字化工業(yè)控制實訓平臺
 
一、 產(chǎn)品概述
數(shù)字化工業(yè)控制實訓裝置結合當前我國工業(yè)自動化應用技術及器件技術的發(fā)展,充分考慮實用性、先進性。裝置采用模塊式結構,實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、實訓網(wǎng)孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。實訓內容包括PLC的基礎實訓、PLC綜合實訓,變頻器的認識、操作、參數(shù)設定及通訊實訓,觸摸屏的認識、操作、應用實訓,單片機接口擴展、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤控制、定時器、打印機接口實訓等,實訓項目豐富、綜合性強、緊跟工業(yè)自動化發(fā)展潮流。
數(shù)字化工業(yè)控制實訓平臺
參考圖
二、產(chǎn)品特點
1、模塊式結構,掛箱更換方便,便于組織各種實訓項目及擴展新的實訓功能。
2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓練,適合高級工技能培訓考核。
3、能進行小型工程項目設計、設備選型、安裝調試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用,實訓資源豐富、綜合性強,有效節(jié)約實訓用房。
5、安全性高,除配備電壓型和電流型漏電保護器外,裝置設有單片機全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護功能,確保設備和人身安全。
三、數(shù)字化工業(yè)控制實訓設備特點
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. 采用模塊組合式結構,含開關量、模擬量、變頻調速、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。
4. 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.了解PLC的以太網(wǎng)通訊的結構和特點,了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結構和特點;
6.了解PLC的數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊的使用方法;
7.掌握PLC的基本編程方法以及熟練使用基本的編程語言;
8.掌握觸摸屏的組態(tài)編程方法;
9.掌握PLC與變頻器、觸摸屏的通訊;
10.熟練使用PLC及各種電氣配件組成PLC控制系統(tǒng);
11.熟練使用PLC及模擬實物控制對象組成各種復雜的控制系統(tǒng);
12.熟練完成PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊測試實驗;
13.熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調試控制實驗;
14.掌握PLC實訓教學課程APP軟件的使用;
四、數(shù)字化工業(yè)控制實訓臺技術性能
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
4. 重    量:100kg
5. 外形尺寸:1400mm×70mm×1850mm
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S7-1500單元、S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調速單元、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。
1. S7-1500單元
S7-1500單元主要由主機1511C-1PN、DP通訊模塊CP1542-5和信號轉接板組成。
主機1511C-1PN,CPU自帶顯示屏;工作存儲器可存儲 175 KB 代碼和 1 MB 數(shù)據(jù);位指令執(zhí)行時間 60 ns;4 級防護機制,工藝功能,運動控制,閉環(huán)控制,計數(shù)與測量;跟蹤功能;PROFINET IO 控制器,支持 RT/IRT,性能升級 PROFINET V2.3,支持 MRP、MRPD,傳輸協(xié)議 TCP/IP,安全開放式用戶通信,S7 通信,Web 服務器,DNS 客戶端,OPC UA 服務器數(shù)據(jù)訪問;自帶 DI16/DQ16,AI5/AQ2,數(shù)字量輸入模塊 DI 16xDC24V,16 個一組;數(shù)字量輸出模塊 DQ 16xDC24V/0.5A,16 個一組;模擬量輸入模塊 AI 4xU/I、AI 1xRTD,16 位,5 個一組;模擬量輸出模塊 AQ 2xU/I,16 位,2 個一組;6 個通道用于計數(shù)與測量,帶增量式編碼器 24 V(最高 100 kHz);4 個通道用于 PTO;脈寬調制;頻率輸出(最高 100 kHz)。
CP 1542-5 通信模塊,用于將 S7-1500 連接到 PROFIBUS DP,支持DP主站或 DP 從站,S7 和 PG/OP 通信,時鐘同步,自帶診斷功能。
光電隔離轉接模塊,將主機I/O信號插座轉接,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。
2. S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機1215C和信號轉接板組成。
主機1215C,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。
光電隔離轉接模塊,將主機I/O信號插座轉接,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。
3. S7-200SMART單元
S7-200SMART單元主要由主機CPU ST30、通訊模塊DP01和信號轉接板組成。
主機CPU ST30, 工作電源24VDC,工作存儲器64 KB,集成數(shù)字量I/O(18路數(shù)字量輸入/12路數(shù)字量輸出)、集成3路高速脈沖輸出,4路高速計數(shù);支持RS-485和以太網(wǎng)通信。
通訊模塊DP01,用于將 S7-200SMART 連接到 PROFIBUS DP,工作電壓DC24V,支持DP從站,時鐘同步,自帶診斷功能。
光電隔離轉接模塊,將主機I/O信號插座轉接,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。
4. 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1500主機以太網(wǎng)通訊,控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
5. 以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機,自帶5個雙絞線端口,RJ45 接口;用于構建小型星形和總線形拓撲結構;自帶LED診斷顯示,供電電源DC 24V 。
6. 變頻調速單元
變頻調速單元采用西門子SINAMICS 系列V20變頻器,單相220V供電,輸出功率0.37KW。集成RS-485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、可編程多點設定V/F控制,磁通電流控制、直流轉矩控制;集成4路數(shù)字量輸入,2路模擬量輸入;具備過電壓、欠電壓保護,變頻器、電機過熱保護,短路保護等。
7. 小車運動控制單元
主要由運動小車(直流電機驅動)、同步帶輪傳動機構、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。
8. 實訓組件
實訓組件主要由電源掛箱虛實結合掛箱,掛箱區(qū)域采用開放式結構可根據(jù)需求增加不同掛箱。
電源掛箱:
(1)提供線電壓380V交流電源、相電壓220V交流電源。交流電源輸出設有電源保護系統(tǒng),相間、線間過電流及直接短路均能自動保護。提供三相漏電保護器作為整個實驗平臺的電源總開關。三相輸出通過停止和啟動按鈕控制。(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7大保護功能;電源具有一鍵鎖定功能,處理故障時,防止漏電保護器合閘,造成觸電危險;電源具有故障鎖定功能,發(fā)生故障導致跳閘時,不能人為上電,只能通過遠程清除故障后,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)絡的情況下,教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。
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);設備時間管理包含年月日時間的顯示;用戶通過刷卡方式請求開啟設備,PC端進行授權之后,設備可啟動使用,PC端可分時預約設備的啟動和停止。
實訓結合掛箱:包含模擬量信號和開關量信號,能夠模擬工業(yè)現(xiàn)場的設備運行狀態(tài)。提供三層電梯、自動售貨機、機械手、自動門、天塔之光、全自動洗衣機、自動成型機、紅綠燈、裝配流水線、四路搶答器、音樂噴泉、軋鋼機、郵件分揀、物料分揀、多級傳輸帶、汽車電路控制、機床PLC改造控制、隧道監(jiān)控等模擬控制實訓(不少于36實訓模塊),指示燈采用貼片雙色LED,面板采用3D立體彩色搭配設計,使模擬對象更直觀立體,開關采用自復位兼自鎖一體設計使實訓能靈活實用,為適用各類PLC模塊具有輸入信號高低電平切換功能。
9. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅動和步進驅動組成。
伺服驅動用于控制Y軸絲桿,采用交流伺服驅動,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) 內部集成了驅動電路,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。
步進驅動用于控制X軸絲桿,采用直流伺服驅動,工作電壓DC24V,輸出功率35W;內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。
10. 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、星三角轉換、啟停自鎖等實訓。
11. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法,轉速1400轉/min,功率180W,頻率50HZ,絕緣等級E級。
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(軟硬件結構、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等)
PLC虛擬控制應用實訓
2.三層電梯控制
3.自動售貨機
4.機械手
5.自動門
6.天塔之光
7.全自動洗衣機
8.自動成型機
9.郵件分揀
10.物料分揀
11.多級傳輸
12.八段碼顯示
13.多種液體混合
14.雙面銑床
15.電鍍槽
16.交流電機正反轉控制
17.小車運動
18.交通燈的控制
19.汽車燈光控制
20.汽車火花塞點火控制
21.加工中心控制
22.隧道監(jiān)控
23.自動扶梯
24.CA6140普通車床PLC改造控制
25.X62W萬能銑床PLC改造控制
26.T68臥式鏜床PLC改造控制
27.M7120平面磨床PLC改造控制
28.Z3050搖臂鉆床PLC改造控制
29.電動葫蘆PLC改造控制
30.Z35搖臂鉆床PLC改造控制
典型電動機控制實操實訓
31. 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
32. 三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉PLC控制
33. 三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉PLC控制
34. 三相鼠籠式異步電動機Y/△轉換起動PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實訓
35. 變頻器功能參數(shù)設置與操作
36. 外部端子點動控制
37. 變頻器控制電機正反轉
38. 多段速度選擇變頻調速
39. 變頻器無級調速
40. 外部模擬量方式的變頻調速控制
41. 基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉控制
42. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調速控制
43. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調速
44. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
45. 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
46. PLC與變頻器RS485通訊實訓
47. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
48. PLC主機之間PROFIBUS -DP通訊實訓
49. PLC主機之間PROFINET通訊實訓
50. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應用實訓

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