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可編程控制器（三菱）綜合實訓室

設(shè)備名：可編程控制器綜合實訓系統(tǒng)

一、總體要求

1.可編程控制器綜合實訓系統(tǒng)能完成《可編程控制器技術(shù)》、《電氣及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應(yīng)用》、《變頻調(diào)速技術(shù)》等課程的實驗教學、實操技能培訓與實訓技能鑒定考核。

2.采用積木組合式結(jié)構(gòu)，所有模塊全部按照工業(yè)標準信號進行實訓，由簡單的PLC基本指令開始，如更深層次的高速計數(shù)器、PID運算、步進脈沖定位、變頻器等，組成一套完整的PLC學習系統(tǒng)。

3.基本器件采用模塊化結(jié)構(gòu)，使裝置不會隨新技術(shù)、新課題的發(fā)展而淘汰，只需増加核心新部件即可擴展完成新課題的實訓，并能實現(xiàn)強-弱電之間、交叉課程之間的互聯(lián)，實現(xiàn)仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò)實訓教學。

4.利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中模擬對象、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制實訓，完成學生認知、設(shè)計、安裝、調(diào)試、檢修等多種技能實訓。實訓對象要求實物教學，接近工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，提高學生的學習樂趣，使學生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場的工作。

二、裝置特點

1、采用積木組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸彩屏、總線通信模塊等，配套組態(tài)監(jiān)控軟件、仿真實訓軟件，實現(xiàn)仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò)實訓教學，體現(xiàn)實訓教學的網(wǎng)絡(luò)性和系統(tǒng)性。

2、項目實訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中模擬對象，實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制實訓，完成學生認知、設(shè)計、安裝、調(diào)試、檢修等多種技能實訓。PLC實訓對象形像逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，通過本實驗裝置的訓練，學生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場的工作。

3．采用三菱FX5U系列可編程控制器，功能強大，性能優(yōu)越，采用模塊化設(shè)計，組合靈活。

4．采變頻器，功能廣泛，動態(tài)響應(yīng)高，驅(qū)動性能高。

5. 采用工業(yè)及10寸觸摸屏，兼容性強，畫面編輯功能強，圖庫豐富，滿足日常教學需求和工業(yè)控制要求。

6、多種通信方式：通過以太網(wǎng)總線，將實訓裝置（從站）PLC和主站PLC進行以太網(wǎng)主從通信。PLC與觸摸屏實現(xiàn)1：N通信，觸摸屏畫面可實時監(jiān)控PLC系統(tǒng)運行狀態(tài)和控制PLC系統(tǒng)。

三、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℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔<400m

3、裝置容量：＜0.5KVA

4、重量：＜110Kg

5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm

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、實訓裝置的基本配置及功能

實訓裝置由控制屏、實訓桌、主機實訓組件、實訓模塊（含豐富的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備模擬實訓對象）、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、交直流電機、總線單元、等組成。

（一）控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）

1、交流電源控制單元

三相四線380V交流電源經(jīng)空氣開關(guān)后給裝置供電，電網(wǎng)電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，設(shè)有帶燈保險絲保護，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，同時具有漏電告警指示及告警復位。

提供三相四線380V、單相220V電源各一組，由啟停開關(guān)控制輸出，并設(shè)有保險絲保護。

（二）基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)

1、特點

當智能控制系統(tǒng)檢測到有漏電或觸電情景出現(xiàn)時，智能控制系統(tǒng)在0.1秒斷開連接，保證人身和財產(chǎn)安全；智能控制系統(tǒng)本身有故障指示燈，用戶可根據(jù)智能控制系統(tǒng)故障指示燈顯示判斷出當前故障狀態(tài)，便于處理；智能控制系統(tǒng)有掛鎖功能，需要檢修時，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全�？梢圆杉F(xiàn)場輸出型裝置數(shù)據(jù)，通過多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端，實現(xiàn)本地設(shè)備的遠程監(jiān)控。

2、功能

基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)，可進行用電數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、存儲、分析、查詢等。運用前端數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將實時的用電數(shù)據(jù)展示在平臺上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢功能；運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)實時監(jiān)測用電設(shè)備和線路運行狀況，對異常狀況及時告警，從而預防電氣火災(zāi)；運用用電系統(tǒng)故障定位技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)并精準定位用電故障點，自動生成故障報告，協(xié)助用戶第一時間修復用電系統(tǒng)故障；運用電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)實時分析和評估電能質(zhì)量問題，并提供定制化的治理方案，協(xié)助用戶獲得優(yōu)質(zhì)電能；運用大數(shù)據(jù)技術(shù)和行業(yè)數(shù)學模型統(tǒng)計、分析并挖掘基礎(chǔ)的用電數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)發(fā)掘節(jié)能潛力，從而提供能效優(yōu)化方案。滿足用電管理系統(tǒng)可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的智慧用電模塊需求。

3、基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機組成，技術(shù)參數(shù)分別為：

（1）執(zhí)行裝置技術(shù)參數(shù)

（1）極數(shù)：3P+N

（2）脫扣特性：C（5-10）In D（10-14）In

（3）額定電流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A

（4）額定電壓：Ue AC 230V/400V

（5）額定頻率f：50Hz

（6）額定短路分斷能力：Icu10kA

（7）殼架等級額定電流：Inm63A

（8）缺相保護：設(shè)備防燒毀保護模式

（9）漏電保護：元器件損壞保護模式

（10）過載保護：電流過大防燒毀模式

（11）短路保護：碰線防燒毀模式

（12）掛鎖保護：便于維修安全

（13）過溫保護：可監(jiān)測線路溫度

（14）過欠壓保護：防止造成人身事故和機械設(shè)備損壞

（15）漏電或觸電時0.1秒斷開

（16）故障指示燈，便于查看工作狀態(tài)

★（17）掛鎖功能，檢修更方便

（2）網(wǎng)機技術(shù)參數(shù)

（1）內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片

（2）外置8M無源晶振

（3）采用SP3485作為485通信芯片

（4）485防浪涌保護

（5）標準RS485接口，可直接串口設(shè)備

（6）智能型數(shù)據(jù)終端，便捷實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能

★（7）提供強大的中心管理軟件，方便設(shè)備管理

★（8）提供便捷的軟件升級和固件更新服務(wù)

★（9）提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份，方便查看歷史數(shù)據(jù)

（10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm

（11）重量：70g

（12）電源：AC220V

（13）功耗：1.5W

（14）工作溫度：-25℃ - +70℃

（15）工作濕度：95%

（16）WiFi版最大下行傳輸速率：64kbps

（17）WiFi版最大上行傳輸速率：32kbps

提供有效、權(quán)威的證明文件，證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進性。

4、主機實訓組件

配置三菱FX5U-32MT系列 PLC主機，集成數(shù)字量I/O（16DI/16DO）

5.變頻器組件

配置三菱FR-A840 0.75KW變頻器，響應(yīng)速度快，性能優(yōu)越。

6.觸摸屏實訓組件

三菱觸摸屏（GS2110-WTBD-N），10寸彩色觸摸屏，內(nèi)置以太網(wǎng)通信口和RS232通信口，分辨率：800*480

（二）實訓掛箱

序號	編號	控制對象實訓模塊	實訓教學目標
1	SX1	搶答器/音樂噴泉	通過對搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時序的監(jiān)視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對音樂噴泉控制系統(tǒng)中“水流”及音樂的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫方法。
2	SX2	裝配流水線/十字路口交通燈	通過對“生產(chǎn)流水線”順序加工過程及十字路口交通燈路況信號控制，掌握順序控制指令的編寫方法。
3	SX3	水塔水位/天塔之光	通過對“水塔水位”和“儲水池水位”變化過程的判斷，了解簡單邏輯控制指令的編寫方法。通過對天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。
4	SX4	自動送料裝車/四節(jié)傳送帶	通過對傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對貨物在自動送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復雜邏輯控制指令的編寫方法。
5	SX5	多種液體混合裝置	通過對“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時攪拌時間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時器指令的編寫方法。
6	SX6	自動售貨機	通過用用戶投幣數(shù)目的識別和自動售貨機中各種“貨物”的進出控制，掌握各種計數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。
7	SX7	自控軋鋼機/郵件分揀機	通過對自控軋鋼機和郵件分揀機材料（“鋼錠“郵件”）來料數(shù)量、來料類別識別及對各種執(zhí)行器（例如“電機”）啟停時序的控制，掌握數(shù)值運算指令及中斷指令的編寫方法。
8	SX8	機械手控制/自控成型機	通過對機械手停留“位置“及自控成型機各方向“液缸位置”的控制，掌握一個完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。
9	SX9	加工中心	通過對加工中心中各方向“電機”運行方向及“刀庫”進出刀、換刀過程的控制，掌握一個完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較復雜邏輯控制的編寫能力。
10	SX10	四層電梯	通過對一個完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統(tǒng)的分析、I/O分配、設(shè)計I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識。
11	SX11	步進電機/直線運動：（實物）步進電機系統(tǒng)由驅(qū)動電路、步進電機、刻度盤、指針等組成；直線運動系統(tǒng)由電機、同步帶、光電傳感器、導軌、移動塊等組成。	通過利用PLC對步進電機及直線運動實物模塊的控制，初步了解步進電機方向、拍數(shù)的控制及直線運動檢測、定位控制。
12	SX12	自動洗衣機/電鍍生產(chǎn)線	通過對洗衣機進出水時間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不同溶液的時間、方式、先后順序的控制，掌握多點PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力。
13	BP1	變頻器實訓組件：配置三菱FR-4740變頻器	初步具有綜合應(yīng)用變頻器的能力，了解變頻調(diào)速在實際中的應(yīng)用，掌握變頻器調(diào)速技術(shù)及PLC綜合控制技術(shù)。
14	CM1	觸摸屏實訓組件：三菱觸摸屏（GS2110-WTBD-N）	了解工業(yè)觸摸屏的功能及使用方法、掌握與PLC之間的通信知識，并掌握復位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動態(tài)畫面跟蹤在觸摸屏中的實現(xiàn)方法。
15	WK2	網(wǎng)孔板	學會電氣控制系統(tǒng)中各元器件的布局規(guī)劃、安裝、調(diào)試過程知識。

（三）．低壓電氣實驗?zāi)K

典型電動機控制實操單元：配有交流接觸器3只；熱繼電器1只；時間繼電器1只；4個按鈕；配有三相異步電機，可以開展電機正反轉(zhuǎn)和星三角降壓啟動等相關(guān)實驗。

（四）、材料分揀實物教學模型

（1）材料分揀裝置由底板、氣動部分、物料傳送機構(gòu)、料槽及電氣控制等四部分組成。氣動部分由電磁閥和氣缸組成；物料傳送部分由電機和同步傳送帶組成。

（2）電氣控制單相交流電機及減速器、電磁閥、氣缸、旋轉(zhuǎn)編碼盤、開關(guān)電源、光電傳感器、接近開關(guān)、電容傳感器等器件組成。

（3）通過傳感器信號采集，PLC編程，對交流電機、電磁閥進行較復雜的開關(guān)量控制、位置控制、時序邏輯控制，實現(xiàn)對傳送帶上的物料進行定位，辨識、分類的功能。

（4）能完成PLC主機工控網(wǎng)絡(luò)及MCGS工控組態(tài)棒圖動態(tài)跟蹤實驗教學。

（5）靜音氣泵采用無油空壓機。

（6）配置氣動元件。

（五）、十字路口交通燈教學模型

"十字路口交通燈實驗?zāi)Ｐ?span lang="EN-US">"由道路模型、交通燈指示模型、電源輸入（DC+24V）、模擬輸入、控制輸出、PLC主機（用戶自配）及相應(yīng)的控制軟件組成。

該實訓模型的道路設(shè)置為四個方向雙向六車道，不同車道分別用虛線及路面箭頭方向進行區(qū)別；另外，在道路模型周邊還標注有開發(fā)區(qū)以及草坪等模擬場景，使整個模型更加形象逼真；交通燈指示模型采用立體式雙色LED箭頭指示牌，指示牌的柱子采用了高強度鋁柱，久經(jīng)耐用，不易氧化，符合真實的交通燈運行模式；四個方向分別都設(shè)有一個LED指示牌，對來往的車輛進行指揮。控制輸出分別對東西南北四個方向的左轉(zhuǎn)、直行和右轉(zhuǎn)進行實時控制，實訓者根據(jù)LED指示牌顯示的黃、綠、紅三種不同的信號指示狀態(tài)掌握交通燈工作的整個流程，使實訓者能將理論和實際操作完美的結(jié)合起來。

（六）.小車直線運動控制系統(tǒng)教學模型(伺服電機)

采用臺達伺服驅(qū)動器ASD-B2-0421-B（額定輸出頻率0.4KW,輸入電壓AC220V）,和伺服電機 ECMA-C20604RS，17位增量式編碼器，額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)，額定輸出功率0.4KW，帶滑鍵帶報閘，防護等級IP65。配套伺服編碼器及動力線。通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)運動距離測量、傳動控制、定向控制、定位控制等，通過脈沖個數(shù)定位，運動小車采用傳動軸滾珠絲桿傳動,傳動平穩(wěn),行程400mm。

（七）. 立體三維運動控制實物模型(步進電機)

采用三維運動控制，每軸均采用傳動軸滾珠絲桿傳動,傳動平穩(wěn),行程250mm,配備3個定位行程限位開關(guān)和3個光電開關(guān), 可支持單維到三維運動，采用驅(qū)動器3CM880和步進電機3S57Q-04056進行驅(qū)動。做成模塊化結(jié)構(gòu),聯(lián)入裝置內(nèi),可以靈活放置和取出,另外帶有硬件保護的極端限位保護模塊,防止編程錯誤時,滑塊運行到最左或者最右端時,電機沒有停止運行或者改變方向運行,從而損壞電機或者絲桿。定位行程開關(guān)用于位置檢測，可用于路徑規(guī)劃、定位等，具備過載、過壓、急停保護等保護功能。

（八）.實訓桌、椅

實訓桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設(shè)有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計，造型美觀大方。

（九）.每套系統(tǒng)配有一臺三相鼠籠式異步電動機（380V），電機功率90W。

五、實訓項目

（一）PLC基本技能實訓

1.PLC認知實訓（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令練習、接線、編程下載等）

3.PLC仿真實訓

（二）PLC模擬控制應(yīng)用實訓

4.數(shù)碼顯示控制

5.搶答器控制（優(yōu)先級、數(shù)值運算，具有聲效功能）

6.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）

7.音樂噴泉控制（具有聲效功能）

8.十字路口交通燈控制

9.水塔水位控制

10.自動送料裝車系統(tǒng)控制

11.機械手控制12.裝配流水線控制

13.多種液體混合裝置控制

14.自控成型機控制

15全自動洗衣機控制（具有聲效功能）

16.電鍍生產(chǎn)線控制

17.自控軋鋼機控制

18.郵件分揀機控制

19.自動售貨機控制

（三）PLC實物控制實訓

1.直線運動

2.步進電機運動控制

3.四層電梯控制（實物）

5.加工中心控制（實物）

（四）PLC高級技能實訓（設(shè)計、安裝、調(diào)試及檢修）

1.三相電機點動控制

2.三相電機連續(xù)控制

3.三相電機星三角控制

4.三相電機正反轉(zhuǎn)控制

（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實訓

1.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作

2.變頻器面板操作與運行

3.變頻器無級調(diào)速

4.外部端子點動控制

5.變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)

6.多段速度選擇變頻調(diào)速

7.外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速

8.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)

9.PLC數(shù)字量控制方式的多段速

10.PLC數(shù)字量控制方式的電機降壓啟動

11.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制

12. 基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速

13. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習

14. 觸摸屏畫面等級設(shè)置及操作

15. 觸摸屏畫面切換操作

16. 基于觸摸屏控制方式的LED控制

17. 基于觸摸屏控制方式的電機運行時間控制

18. 基于觸摸屏控制方式的搶答器控制

19. 基于觸摸屏控制方式的四節(jié)傳送帶控制

20. 基于觸摸屏控制方式的運料小車控制

21. 基于觸摸屏控制方式的自動供水控制

22. 基于觸摸屏控制方式的多段速控制

六、配置：

名稱	型號	數(shù)量	單位
實驗屏		1	臺
電源控制屏		1	臺
實驗桌		1	張
學生凳		2	張
PLC主機	FX5U-32MT	1	套
通訊電纜	網(wǎng)線	2	條
實驗掛箱	搶答器/音樂噴泉	1	塊
	裝配流水線/十字路口交通燈	1	塊
	水塔水位/天塔之光	1	塊
	自動送料裝車/四節(jié)傳送帶	1	塊
	多種液體混合裝置	1	塊
	自動售貨機	1	塊
	自控軋鋼機/郵件分揀機	1	塊
	機械手控制/自控成型機	1	塊
	加工中心	1	塊
	四層電梯	1	塊
	步進電機/直線運動	1	塊
	自動洗衣機/電鍍生產(chǎn)線	1	塊
	變頻器實訓掛箱（FR-A840）0.75KW	1	塊
	觸摸屏實驗箱	1	塊
三相異步電機
軟件	演示板原程序及三菱編程軟件	1	套
軟件	觸摸屏編程軟件	1	套
說明書	實驗指導	1	冊
連接線	實驗連接線50cm自鎖線	50	條
連接線	15cm自鎖線	10	條
低壓電氣實驗?zāi)K		1	套
網(wǎng)孔板		1	套
十字路口交通燈教學模型		1	套
小車直線運動控制系統(tǒng)教學模型		1	套
立體三維運動控制實物模型		1	套
教學資源包	見附件	1	套