PLC可编程控制器实验室建设方案

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配置方案

作者：管理员发布时间：2022-05-11 16:24:54

　　 PLC可编程控制器实验室建设方案是集PLC编程控制器、变频控制、工控组态软件、仿真教学软件、实验挂箱于一体，综合性强、功能齐全，做到一机多用、资源共享。可完成PLC编程控制器、变频调速技术课程的相关教学实训。

MY-29A 网络型PLC可编程控制器综合实训装置

一、概述：
该装置是根据《中华人民共和国教育行业标准——电工电子类实训基地仪器设备配备标准》，教育部“振兴21世纪职业教育课程改革和教材建设规划”要求，按照职业教育的教学和实训要求研发的产品。适合高职院校、职业学校的机电设备安装与维修、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等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《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。
实训装置也适合技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所各工种PLC实操、技能鉴定考核。
二、装置特点
1、采用积木组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸彩屏、总线通信模块等，配套组态监控软件、仿真实训软件，实现仿真化、信息化、网络实训教学，体现实训教学的网络性和系统性。
2、项目实训模块：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中模拟对象，实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制实训，完成学生认知、设计、安装、调试、检修等多种技能实训。PLC实训对象形像逼真，接近工业现场的实际应用，通过本实验装置的训练，学生很快就能适应现场的工作。
3、采用西门子S7-300系列可编程控制器，性能优越，采用模块化设计，组合灵活。
4、采用西门子MM440变频器，功能广泛，动态响应高，驱动性能高。
5、采用工业及7寸触摸屏，兼容性强，画面编辑功能强，图库丰富，满足日常教学需求和工业控制要求。
6、多种通信方式：通过Profibus DP总线，将实训装置（从站）PLC和主站PLC进行Profibus DP主从通信。PLC与触摸屏实现MPI通信，触摸屏画面可实时监控PLC系统运行状态和控制PLC系统。
三、技术性能
1、输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔<400m
3、装置容量：＜0.5KVA
4、重    量：＜110Kg
5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm
6、安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准
四、实训装置的基本配置及功能
    实训装置由控制屏、实训桌、主机实训组件、实训模块（含丰富的工业现场设备模拟实训对象）、变频器挂箱、触摸屏挂箱、交直流电机、总线单元、通信模块、电机导轨、测速机构等组成。
（一）控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
1、交流电源控制单元
三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制，同时具有漏电告警指示及告警复位。
提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。
2、定时器兼报警记录仪
    定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。
3、直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等
    直流电压：0～10V可调输出；直流电流：4～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表；电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级；电流表量程0～200 mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直流24V继电器、信号转换座若干。
4、主机实训组件
配置西门子S7-300（CPU314-2DP）系列 PLC主机，集成数字量I/O（24DI/16DO），集成模拟量I/O（4AI/2AO），配套PC-MPI通信编程电缆（也可选用其他品牌主机，价格另仪）。
5、变频器组件
配置西门子MM440变频器，响应速度快，性能优越。
6、触摸屏实训组件
昆仑通态TPC1063E触摸屏，界面操作简便，图库丰富，操作性强。
（二）实训挂箱

序号	编号	控制对象实训模块	实训教学目标
1	MY1	抢答器/音乐喷泉	通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。
2	MY2	装配流水线/十字路口交通灯	通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。
3	MY3	水塔水位/天塔之光	通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。
4	MY4	自动送料装车/四节传送带	通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5	MY5	多种液体混合装置	通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。
6	MY6	自动售货机	通过用用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。
7	MY7	自控轧钢机/邮件分拣机	通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8	MY8	机械手控制/自控成型机	通过对机械手停留“位置“及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。
9	MY9	加工中心	通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10	MY10	四层电梯	通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。
11	MY11	步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成；直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。	通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制，初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。
12	MY12	自动洗衣机/电镀生产线	通过对洗衣机进出水时间、洗涤流程及电镀生产线中物块侵入不同溶液的时间、方式、先后顺序的控制，掌握多点PLC控制系统的综合应用能力。
13	MY13	直流电机控制/温度控制（模拟量控制）	通过对直流电机系统中脉冲信号采集、转速控制（电压量）及温度控制系统中的温度参数的控制，掌握高速计数器指令、模拟量处理指令、PID指令的使用。
14	WK1	典型电动机控制实操单元：施耐德交流接触器3只；时间继电器1只，3个按钮，3只交流指示灯，2只热继电器，元器件配置专用底座。	掌握一般强电系统的安装和调试工作过程知识，实现PLC方式的电机典型运行控制；掌握安装和调试PLC电气控制系统的有关知识。
15	WK2	网孔板	学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。
16	BP1	变频器实训组件：配置西门子MM440变频器	初步具有综合应用变频器的能力，了解变频调速在实际中的应用，掌握变频器调速技术及PLC综合控制技术。
17	CM1	触摸屏实训组件：昆仑通态7英寸	了解工业触摸屏的功能及使用方法、掌握与PLC之间的通信知识，并掌握复位、置位、交替等功能键、图形（曲线）显示、动态画面跟踪在触摸屏中的实现方法。

（三）电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表

包含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）、数显转速表及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与编码盘之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪声小，实训参数典型，能较好满足实训要求。在导轨面板上设有五位数显转速表，显示当前转速；具有电压反馈信号；同时设有光电编码信号输出，包括A、B两个通道；能够完成各种速度开/闭环及定位实训。
（四）三相鼠笼异步电机：交流380V/△
（六）实训桌
实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；左右设有两个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料，电脑桌联体设计，造型美观大方。
五、实训项目
（一）PLC基本技能实训
1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）
2.典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）
3.PLC仿真实训
（二）PLC模拟控制应用实训

4.数码显示控制
5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）
6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）
7.音乐喷泉控制（具有声效功能）
8.十字路口交通灯控制
9.水塔水位控制
10.自动送料装车系统控制
11.四节传送带控制
12.装配流水线控制
13.多种液体混合装置控制

14.自控成型机控制
15全自动洗衣机控制（具有声效功能）
16.电镀生产线控制
17.自控轧钢机控制
18.邮件分拣机控制
19.自动售货机控制
20.机械手控制
21.三层电梯控制
22.四层电梯控制（实物）
23.加工中心控制（实物）

（三）PLC实物控制实训

24.直线运动位置识别、运动轨迹控制、定位控制
25.步进电机运动控制

26.直流电机控制
27.温度控制

（四）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）

28.C620车床的电气控制线路
29.卧式车床电气控制线路
30.机床两地控制线路
31.M7130平面磨床的电气控制线路

32.Z3040摇臂钻床的电气控制线路
33.液压滑台式自动攻螺纹机的电气控制线路
34.运行小车的电气控制线路

（五）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

35.变频器功能参数设置与操作
36.变频器面板操作与运行
37.变频器无级调速
38.外部端子点动控制
39.变频器控制电机正反转
40.多段速度选择变频调速
41.外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速
42.PLC控制变频器外部端子的电机正反转
43.PLC数字量控制方式的多段速
44.PLC数字量控制方式的电机降压启动
45.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制

46. 基于PLC模拟量控制变频开环调速
47. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
48. 触摸屏画面等级设置及操作
49. 触摸屏画面切换操作
50. 基于触摸屏控制方式的LED控制
51. 基于触摸屏控制方式的电机运行时间控制
52. 基于触摸屏控制方式的抢答器控制
53. 基于触摸屏控制方式的四节传送带控制
54. 基于触摸屏控制方式的运料小车控制
55. 基于触摸屏控制方式的自动供水控制
56. 基于触摸屏控制方式的多段速控制

六、配置清单：

名称	型号	数量	单位	备注
实验屏		1	台
电源控制屏		1	台	铝制喷塑
实验桌		1	张	铝木结构
学生凳		2	张
PLC主机	S7-300 CPU314C-2DP+MMC(8M)	1	台
模块	CP343-1	1	台
通讯电缆	PC/MPI+(西门子原装)	1	条
	触摸屏通讯线	1	条
	MM440Profibus DP模块	1	条
实验挂箱	抢答器/音乐喷泉	1	块
	装配流水线/十字路口交通灯	1	块
	水塔水位/天塔之光	1	块
	自动送料装车/四节传送带	1	块
	多种液体混合装置	1	块
	自动售货机	1	块
	自控轧钢机/邮件分拣机	1	块
	机械手控制/自控成型机	1	块
	加工中心	1	块
	四层电梯	1	块
	步进电机/直线运动	1	块
	自动洗衣机/电镀生产线	1	块
	直流电机控制/温度控制	1	块
	电动机控制实操单元	1	块	WK1
	网孔板	1	块	WK2
	变频器实训挂箱（MM440）	1	块
	触摸屏实验箱（TPC1063E）	1	块
三相电机	380V/180W	1	台
软件	演示板原程序及西门子编程软件	1	套
软件	触摸屏编程软件	1	套
说明书	实验指导	1	册
连接线	实验连接线50cm自锁线	50	条
	15cm自锁线	10	条
	系统排线	1	条
	4mm电机安全叠加线	30	条

MY-26A PLC可编程控制器实训台

一、PLC可编程控制器实训台是专为职业院校及中职学校开设的可编程控制器技术及其应用等课程实验配套设计的，集PLC编程控制器及单片机控制的实验挂箱于一体，综合性强、功能齐全。可完成单片机、PLC编程控制器技术课程的相关教学实训，是大中院校及中职理想的实验设备。
二、系统构成：
1、PLC可编程控制器实验台（演示屏与控制箱构成）
2、PLC可编程控制器实验演示装置
3、PLC可编程控制器操作桌
4、编程应用软件
5、仿真教学软件
6、PLC及转接通讯电缆
7、电脑或手持编程器（用户自备或代购）
三、实训台技术指标：
1、电源输入:工作电压220V±5%(50Hz)，输入时指示灯亮。
2、电源输出：有保险丝和漏电保护开关二级保护功能。
3、输出交流220V工作电压有高精度电流表与电压表指示
A组:直流电压+5V/3A输出，有高精度直流电压表指示电压输出，过流自动保护功能。
B组:直流电压24V/2A输出，有高精度直流电压表指示电压输出，过流自动保护功能。
C组:低压直流稳压电源，电压+12V/-12V输出，电流2A。
D组: 0-30V直流稳压电源，内置式继电器自动换档，多圈电位器连续调压，输出电流2A，具有预设式限流保护功能。E组:恒流源，提供0-20mA恒流源
F组:单相市电输出，供用户自备仪器使用。
4、外形尺寸：1600mm×750mm×1560mm
四、实训台功能及特点：
1、PLC主机：输入：24点输出16点
2、型号：S7-200 SMART SR40
3、输出电压：直流24V，电压表指示
4、利用应用软件编程
5、电源输入：交流220V，50Hz
1）功能包括：交流电源输入区，PLC主机及编程电缆，LED发光管、指示灯，输出负载指示，输入模拟开关（按钮和开关），LED数码管.蜂鸣器，直流稳压电源5V1A，24V2A，PLC输入、输出端口2）PLC主机的输入输出端口均已引到面板上。输入可以接模拟输入开关、行程开关或光电开关等。输出可以接面板上的指示灯、数码管和继电器、直流电机和蜂鸣器，还可以与演示装置相连接，可应用实际的工业控制。
3）PLC主机采用三菱FX1N-40mR（输入24点，输出16点）。
4）实验台本身带有24V2A的电源。可以直接用于输出负载或与演示装置接口或与其它对应装置相连。五、实验桌：
铝木结构，采用特制模具制作的优质铝合金做框架，铝合金表面经氧化处理，经久耐用，美观大方，符合现代审美观，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，桌子下部配置储存柜及电脑主机柜。
六、实验演示挂箱：
该装置是为了配合PLC可编程控制器实验台使用而设计的外接演示装置。它由LED发光二极管、大型LED数码管、直流电机、步进电机等执行机构用其他外围电路模拟实际工业控制过程中的状态，它形象生动的演示了PLC的整个执行过程。通过该装置，可以锻炼学生的动手能力，能够形象生动的执行机构验证自己编写程序的正确性，掌握PLC的实际应用，增强学生对PLC的学习兴趣。演示挂箱后盖由铝合金注塑而成，箱体结构合理，工艺先进，美观大方。该装置在演示屏上位置可任意移动、互换。
演示装置上对PLC的输入输出均采用24V电源，5V电源供执行机构中的外围使用，每套演示装置主要由十七块实验挂箱组成，它们的型号分别为：
1）PLC001 交通信号灯PLC自动控制
2）PLC002 搅拌器的PLC自动控制
3）PLC003  LED数码管显示PLC自动控制（实物）
4）PLC004 四层电梯的PLC自动控制（实物）
5）PLC005 加工中心刀具库选择控制（实物）
6）PLC006 艺术彩灯造型的PLC控制
7）PLC007 电机的自动控制（实物）
8）PLC008 步进电机的PLC控制（实物）
9）PLC009  模拟电视发射塔
10)PLC010  自动送料装车系统
11)PLC011  自动售货机
12)PLC012  自动成型系统
13)PLC013  水塔自动供水系统
14)PLC014  邮件自动分拣系统
15)PLC015  自动洗衣机系统
16)PLC016 电镀系统
17）PLC017 基础实验

七、实验项目：
1、与、或、非逻辑功能实验2、定时器、计数器功能实验
3、跳转、分支功能实验4、移位寄存器实验
5、数据处理功能实验6、微分、位操作实验
7、交通信号灯PLC自动控制实验
8、搅拌器的PLC自动控制实验
9、LED数码官显示PLC自动控制实验
10、四层电梯的PLC自动控制实验
11、加工中心刀具库选择控制实验
12、艺术彩灯造型的PLC控制实验
13、电机的自动控制实验
14、步进电机的PLC控制
15、模拟电视发射塔实验实验
16、自动送料装车系统控制实验
17、自动售货机实验
18、自动成型实验
19．水塔自动供水控制系统实验
20、邮件自动分拣实验
21、自动洗衣机控制系统模拟实验
22、电镀过程控制实验
23、挖土机控制编程训练
八、实训台配置清单：

名称	型号	数量	单位	备注
实验屏	1000mm×15mm×760mm	1	台	铝合金
电源控制箱	1000mm×30mm×30mm	1	台	钢质喷塑
实验桌	1600mm×750mm×800mm	1	张	铝木结构
PLC主机	三菱FX1N-40mR（输入24点，输出16点）	1	台
学生凳		2	张	塑钢结构
通讯模块		1	只
通讯电缆		1	条
实验挂箱	交通信号灯PLC自动控制	1	块
	搅拌器的PLC自动控制	1	块
	LED数码官显示PLC自动控制（实物）	1	块
	四层电梯的PLC自动控制（实物）	1	块
	加工中心刀具库选择控制（实物）	1	块
	艺术彩灯造型的PLC控制	1	块
	电机的自动控制（实物）	1	块
	步进电机的PLC控制（实物）	1	块
	模拟电视发射塔实验	1	块
	自动送料装车系统控制	1	块
	自动售货机	1	块
	自动成型	1	块
	水塔自动供水控制系统	1	块
	邮件自动分拣	1	块
	自动洗衣机控制系统模拟	1	块
	基础实验	1	块
	电镀过程控制	1	块
软件	编程软件及演示程序	1	套
	组态软件教育版	1	套
说明书	实验指导	1	册
专用导线	实验连接线50CM自锁线	30	条
	15CM自锁线	10	条
	系统排线	1	条