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可编程控制器PLC实训装置

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PLC系统实验装置

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该实训装置只要由电源控制台、实验桌、实训挂箱组成。适合高等院校、职业学校的电机设备安装与维护、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修、电气自动化、机电一体化、机械制造自动化等专业的《可编程控制技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》、《变频调速技术》、《现场总线控制技术》课程的教学与技能实训。

一、设备组成功能：

整个实验装置采用模块化设计思想，主要包含实训桌、实训屏、实训模块，能够实现多种模块的组合控制，学生可根据实验实训项目自由扩展及接线，采用工业典型网络集成控制系统，包括西门子大中众型可编程控制器1200PLC 、彩色工业触摸屏、变频器、异步电机、运动控制、模拟场景等自动化设备，系统采用 PROFINET 工业以太网现场总线构建三层网络架构；能够进行数字量基础编程和控制实验、模拟量输入输出控制实验、脉冲运动控制实验、步进电机控制、变频调速控制、电机基础电路控制、人机界面控制、每台之间的以太网、工业物联网通讯控制等工业所有常见架构网络和控制模式；数字孪生虚实仿真实验，低压安全作业仿真实验等实验。

二、技术指标参数

1.输入电源：三相四线(或三相五线) ～380V±10% 50Hz

2.装置容量：＜1.5kVA

3.尺寸约：≥1400mm×730m×1600m；

三、设备主要配置

1、设备主体为钣金加工业铝型材搭建而成，控制屏配有AC380V交流电源,输入电压监控仪表、启动、停止开关;提供24V/5A 3组、提供有4-20MA信号源及0-10V PLC控制信号源及PLC基本指令单元，装置配有四个万向轮，方便移动及固定。

2、PLC控制器：要求集成14输入/10输出,集成2AI；内置50KB工作存储器/1MB负载存储器/10KB保持性存储器、3个高速计数器（最大100KHz）、4轴高速脉冲输出（最大100KHZ），集成以太网接口，配有通信编程电缆，主机端子接到专用端子上。实训组件采用安全插座模式，方便学生进行快速实验和技能实训，要求PLC供电电源、每个输入和输出公共端都配有过流保险丝，

3、变频器：功率0.37kW，供电电压2AC～220V，输出频率0～50Hz，精度0.01Hz。集成6路数字量输入，1路继电器输出，1路晶体管输出，1路模拟量输入（±10V，0/4～20mA，±20mA），1路模拟量输出（0～10V,0～20mA）；MODBUS RTU 通讯、可扩展支持PROFINET，EtherNet/IP通讯；配有基本型BOP操作面板，具有矢量控制、V/F、V/F ECO控制和无传感器的矢量控制（SLVC）；具有PID控制器、电机抱闸控制、自由功能块和固定转速设定值等多种功能；具备欠电压、过电压、过载、接地故障、短路、堵转、电机抱闸保护、电机过温、变频器过温、参数互锁等保护功能。

4、触摸屏：TFT液晶显示屏（LCD），65536色，显示尺寸≥7英寸，支持分辨率≥800x480，触摸屏带2个RJ45接口交换机，支持PROFINET、TCP/IP和MODBUS TCP/IP通讯协议。触摸屏用户内存≥10M，支持配方内存≥256 KB，配套组态画面程序及编程软件。

5、运动控制模型：

步进驱动器：要求6路光耦数字信号输入, 其中三路支持宽压输入(5～24VDC) ，3路光耦数字信号输输出, 最大输出100mA ，支持双脉冲(CW/CCW)模式、脉冲方向(P/D)模式和增量式编码器(AB)模式控制；配套步进电机、丝杆对象、接近传感器、标尺、霍尔转速传感器。具体参数如下：

步进电机：步角度：1.8度，保持转矩:2N.M,转动惯量：480g.cm2，编码器线数：2000，电流：3A。驱动器：电压输入范围：DC : 20V~50V 、最大峰值电流：6A、细分范围：400~51200ppr、脉冲形式：脉冲+方向，CW/CCW。支持CANOpen和Modbus总线协议控制等功能。

6、数字量控制实训组件

包含有十字交通灯、四节传送带、LED数码管、机械手、等多种数字量模拟控制模块，采用模块化PCB结构，可方便磁吸在实训台挂箱位置。每个场景模块都配有触摸屏及PC端组态画面，可进行PLC、触摸屏、PC组态的连接实时控制实验。

7、电机及导轨单元

带转速表及编码器的电机导轨座，配有异步电机，进行变频调速和电机继电控制时可实时测量电机转速并可通过数字量脉冲方式反馈给PLC。

8、设备软件及工具

包含实验安全导线、编程电缆、通讯电缆、触摸屏编程软件、PLC编程软件、仿真软件等；

9、实训资料

设备电子版指导书，指导书内容需详细，包含试验台电源模块、挂件模块接线图纸，每个试验项目提供完整的接线图和规范程序，学生通过指导书开展自学并能够完成对应的实训任务。提供设备PLC实验程序、程序注释、触摸屏程序、组态程序等软件资料。

提供西门子S7-1200相关说明书和视频资料等学习资源，内容主要是讲解PLC的指令功能、编程规则以及经典案例标准程序讲解。

★10、SETDG-SZ1 数字孪生仿真系统

10.1、软件采用理实虚结合三维仿真软件能够进行虚拟对象加真实PLC编程结合控制实验，实现对象的虚拟化，编程的实际化模式，软件要求采用C++语言开发，基于AI深度开发，运行环境支持Windows10以上版本；通过鼠标的控制，实现场景模型的放大、缩小、旋转、移动；系统画面清晰，采用游戏引擎开发，能够进行模拟运行PLC实验，也可以进行虚实结合实验（与真实PLC数据连接）；系统内容丰富，包含常见的基础数字量模拟控制，也包含常见机电一体化的虚实仿真实训内容、自由度机械手、自动循环供料、机械自动冲压、物料输送分拣、码垛堆积控制、自动仓储控制等各种工业三维场景；包含维修电工实训内容主要包含常见电机控制及开关控制电路的原理学习，继电器、交流接触器、时间继电器、信号继电器、自复位按钮、自锁按钮、日光灯实验、机床线路实验等。其中软件具有仪器仪表结构展示、原理演示、接线操作、运行演示等3D功能，可直观了解各种典型仪器仪表的特点和外观。采用开放的资源导入设计方式，除了已经固化在软件中的实训内容，后期还可以根据学校需求添加仪器仪表库。系统使用3D虚拟仿真技术，通过鼠标可以实现在虚拟场景中的漫游和对仪器仪表模型的动态控制，从而达到360度无死角观察器件外观细节的效果。

10.2通用功能

1)信号指示区：集成设备控制的传感器信号，直观的反馈设备运行动作信号；

2)模型展示区：提供自动化模型，配合PLC控制，实现自动化运行；

3)操作区：提供多种规格按钮，实现对设备的控制；

启动、停止、复位：脱机仿真时，实现自动化设备的启停控制和复位出厂设置控制；联机仿真时，提供三个信号给PLC，由PLC根据程序自行确定控制流程。

4)脱机仿真：不用连接PLC，自动化设备按固定的流程模拟运行，可以根据任务要求或者模拟运行流程，自行编写PLC程序，实现PLC编程的在线仿真控制；

5)在线仿真：在网络区输入PLC的IP地址和端口号，连接成功后，显示“已连接”，通过PLC在线编程控制自动化模型动作，实现PLC编程的虚拟控制训练；

四、实训项目

(1) 装置简介及使用说明

(2) 西门子S7-1200介绍

(3) PLC 项目的新建介绍

(4) PLC 程序创建介绍