電氣控制與PLC技術一體化實訓平臺

一、產品概述

電氣控制與PLC技術一體化實訓平臺是根據人力資源和社會保障部制定的"可編程序控制系統設計師"培訓及國家職業標準考核大綱內容，適當增加新技術，按照職業教育培訓、職業技能鑒定和實訓教學要求而研制的。適合職業院校、職業培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統設計師的四、三、二級開展培訓及技能鑒定。

二、電氣控制與PLC技術一體化實訓平臺特色

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口都可通過擴展口引出，可以用于插接式訓練，也可進行線接式實操訓練；還設有兩塊可拆卸的網孔板可對不同層次的學生進行考核。

2、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工控組態監控軟件，實現仿真化、信息化實訓教學。

3、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生產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。

4、模塊化網絡系統：網絡結構主要由西門子主機S7-1200構成，根據工業中西門子PLC應用歷程構建了一個工業網絡，網絡通訊涉及PROFINET通訊、以太網通等多層網絡通訊。

三、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、外形尺寸約：1500mm×730mm×1460mm

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

四、基本配置及功能

實訓裝置由S7-1200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、以太網交換機、交流電機等組成。

1.S7-1200單元

S7-1200單元主要由主機1214組成。

14點集成24V直流數字量輸入（漏電流/源電流（IEC1 型漏電流））

10點集成數字量輸出，24V直流

2點集成模擬量輸入，0至10V

2點脈沖輸出(PTO)，頻率高達100kHz

脈沖寬度調制輸出(PWM)，頻率高達100kHz

集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）

6個快速計數器（3個最大頻率為100kHz；3個最大頻率為30kHz），帶有可參數化的使能和復位輸入，可以同時用作帶有2點單獨輸入的加減計數器，或用于連接增量型編碼器

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主機以太網通訊，控制和顯示各單元的運行狀態。

3.以太網交換機

以太網交換機采用非網管型工業以太網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 。

4.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。

5.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，實現運動距離測量、傳動控制、鍵值優化比較行走控制、定向控制、報警運行控制、點動控制等，能實現小車的精確定位。該系統外觀精美，體積緊湊，重量輕。

6.實訓組件

實訓組件主要由電源掛箱，掛箱區域采用開放式結構可根據需求增加不同掛箱。

電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實訓掛箱和電機實訓單元提供動力源；設有啟動停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護。

7.二維絲桿控制單元

二維絲桿控制單元主要由西門子V90伺服驅動器與電機和DM542步進驅動器與電機組成。

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，采用交流伺服驅動，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。

8.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。

9.三相交流電機

交流額定電壓380V/△接法，轉速1400轉/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。

五、實訓項目

PLC實物控制應用實訓

1.直線運動位置檢測、定位控制

2.步進電機定位控制

3.步進電機的速度控制

4.步進電機的正反轉控制

5.伺服電機定位控制

6.伺服電機的速度控制

7.伺服電機的正反轉控制

8.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

9.三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制

10.三相鼠籠式異步電動機聯動正反轉PLC控制

11.三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉PLC控制

12.三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

13.變頻器功能參數設置與操作

14.外部端子點動控制

15.變頻器控制電機正反轉

16.多段速度選擇變頻調速

17.變頻器無級調速

18.外部模擬量方式的變頻調速控制

19.基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉控制

20.基于PLC模擬量方式變頻開環/閉環調速控制

21.基于PLC通信方式的變頻開環調速

22.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習

23.基于觸摸屏控制方式的數碼顯示控制

網絡通訊綜合實訓

24.PLC與變頻器RS485通訊實訓

25.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制

26.PLC主機之間PROFIBUS-DP通訊實訓

27.PLC主機之間PROFINET通訊實訓

28.PLC、變頻器、觸摸屏組網綜合應用實訓