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電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)裝置

一、裝置概述
LGP-S02型 電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)教科書：廖常初主編，《S7-200 PLC編程及應(yīng)用》（第2版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.1；參考書：[1] 郭艷萍主編，《電氣控制與PLC應(yīng)用》，北京：人民郵電出版社；[2] 張偉林主編，《電氣控制與PLC綜合應(yīng)用技術(shù)》，北京：人民郵電出版社，2009；[3] 李樹雄編，《可編程序控制器原理及應(yīng)用教程》，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003；了解機(jī)器人工程專業(yè)常用的電子電氣儀器設(shè)備、機(jī)器人感知、驅(qū)動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)裝置、機(jī)器人應(yīng)用軟硬件開發(fā)環(huán)境、機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和軟件工具等硬件和軟件資源，掌握其使用原理和方法，了解各類實(shí)驗(yàn)工具和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法的特點(diǎn)和局限性；
電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)驗(yàn)課程是《電氣控制與PLC》課堂教學(xué)的補(bǔ)充，是驗(yàn)證、鞏固和補(bǔ)充課堂講授的理論知識(shí)的必要環(huán)節(jié)，其任務(wù)和目的是：不僅要幫助學(xué)生鞏固和加深理解所學(xué)的理論知識(shí)，更重要的是訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，掌握本課程的基本實(shí)驗(yàn)方法，使其樹立工程觀點(diǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，初步具有運(yùn)用理論知識(shí)分析問題、解決問題的能力。要求學(xué)生通過(guò)此實(shí)驗(yàn)課程基本掌握西門子S7-200系列CPU224CN型（可選配S7-1200 CPU1214/1215、S7-200smart CPUSR40 ）PLC的使用，電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)裝置能夠理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手操作能力；要求學(xué)生能夠掌握PLC編程軟件的基本操作，要求學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際控制要求編寫設(shè)計(jì)PLC控制程序，不斷調(diào)試直至符合要求。

圖片供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)

二、裝置特點(diǎn)
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、總線通信模塊等，配套組態(tài)監(jiān)控軟件、仿真實(shí)訓(xùn)軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，體現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)性和系統(tǒng)性。
2、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中模擬對(duì)象，實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過(guò)程、運(yùn)動(dòng)等的控制實(shí)訓(xùn)，完成學(xué)生認(rèn)知、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、檢修等多種技能實(shí)訓(xùn)。
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(duì)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(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
四、配置及功能
  網(wǎng)絡(luò)型PLC實(shí)驗(yàn)裝置由控制屏、實(shí)訓(xùn)桌、主機(jī)實(shí)訓(xùn)組件、實(shí)訓(xùn)模塊、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、交直流電機(jī)、總線單元、通信模塊、電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速機(jī)構(gòu)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(xiǎn)絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，同時(shí)具有漏電告警指示及告警復(fù)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(xiǎn)絲保護(hù)。
2、定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀
定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，平時(shí)作時(shí)鐘使用，具有設(shè)定時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可自動(dòng)記錄由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警次數(shù)。
3、直流電源、直流電壓/電流表、邏輯輸出及指示等
直流電壓：0～10V可調(diào)輸出；直流電流：4～20mA可調(diào)輸出；直流數(shù)字電壓表/電流表；電壓表量程0～400V、輸入阻抗為10MΩ、精度0.5級(jí)；電流表量程0～200 mA、精度0.5級(jí)；同時(shí)設(shè)有邏輯電平輸出（點(diǎn)動(dòng)、自鎖）、邏輯電平指示、LED數(shù)碼管、方向指示器、八音盒、直流24V繼電器、信號(hào)轉(zhuǎn)換座若干。
4、主機(jī)實(shí)訓(xùn)組件
  西門子S7-200 CPU224CN（或選配S7-200smart CPUSR40 AC/DC/RLY數(shù)字量24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出），1 個(gè)以太網(wǎng)口/1 個(gè)串口（RS485），EM AM06模擬量 4路輸入2 路輸出。配套編程電纜。。
5、工業(yè)4.0仿真實(shí)訓(xùn)軟件:(投標(biāo)時(shí)提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書原件)
  軟件采用三維建?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)，可以進(jìn)行三維智能立體倉(cāng)庫(kù)控制、氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC可編程邏輯控制器應(yīng)用、機(jī)器視覺系統(tǒng)、環(huán)形輸送設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與編程、Rfid電子標(biāo)簽通信、工業(yè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)布置、控制系統(tǒng)軟件編程等多門學(xué)科的教學(xué)與培訓(xùn)。
（二）實(shí)訓(xùn)掛箱

序號(hào)	控制對(duì)象實(shí)訓(xùn)模塊	實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)
1	搶答器/音樂噴泉	通過(guò)對(duì)搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時(shí)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(guò)對(duì)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	裝配流水線/十字路口交通燈	通過(guò)對(duì)“生產(chǎn)流水線”順序加工過(guò)程及十字路口交通燈路況信號(hào)控制，掌握順序控制指令的編寫方法。
3	水塔水位/天塔之光	通過(guò)對(duì)“水塔水位”和“儲(chǔ)水池水位”變化過(guò)程的判斷，了解簡(jiǎn)單邏輯控制指令的編寫方法。通過(guò)對(duì)天塔之光閃亮過(guò)程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。
4	自動(dòng)送料裝車/四節(jié)傳送帶	通過(guò)對(duì)傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對(duì)貨物在自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復(fù)雜邏輯控制指令的編寫方法。
5	多種液體混合裝置	通過(guò)對(duì)“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時(shí)攪拌時(shí)間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時(shí)器指令的編寫方法。
6	自動(dòng)售貨機(jī)	通過(guò)用用戶投幣數(shù)目的識(shí)別和自動(dòng)售貨機(jī)中各種“貨物”的進(jìn)出控制，掌握各種計(jì)數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。
7	自控軋鋼機(jī)/郵件分揀機(jī)	通過(guò)對(duì)自控軋鋼機(jī)和郵件分揀機(jī)材料（“鋼錠“郵件”）來(lái)料數(shù)量、來(lái)料類別識(shí)別及對(duì)各種執(zhí)行器（例如“電機(jī)”）啟停時(shí)序的控制，掌握數(shù)值運(yùn)算指令及中斷指令的編寫方法。
8	機(jī)械手控制/自控成型機(jī)	通過(guò)對(duì)機(jī)械手停留“位置“及自控成型機(jī)各方向“液缸位置”的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較簡(jiǎn)單邏輯控制程序的編寫能力。
9	加工中心	通過(guò)對(duì)加工中心中各方向“電機(jī)”運(yùn)行方向及“刀庫(kù)”進(jìn)出刀、換刀過(guò)程的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較復(fù)雜邏輯控制的編寫能力。
10	四層電梯（實(shí)物）	通過(guò)對(duì)一個(gè)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(jì)I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過(guò)程的綜合知識(shí)。
11	步進(jìn)電機(jī)/直線運(yùn)動(dòng)（實(shí)物）	通過(guò)利用PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)及直線運(yùn)動(dòng)實(shí)物模塊的控制，初步了解步進(jìn)電機(jī)方向、拍數(shù)的控制及直線運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、定位控制。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、刻度盤、指針等組成；直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、同步帶、光電傳感器、導(dǎo)軌、移動(dòng)塊等組成。
12	自動(dòng)洗衣機(jī)/電鍍生產(chǎn)線	通過(guò)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)出水時(shí)間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不同溶液的時(shí)間、方式、先后順序的控制，掌握多點(diǎn)PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力。
13	直流電機(jī)控制/溫度控制（模擬量控制）	通過(guò)對(duì)直流電機(jī)系統(tǒng)中脈沖信號(hào)采集、轉(zhuǎn)速控制（電壓量）及溫度控制系統(tǒng)中的溫度參數(shù)的控制，掌握高速計(jì)數(shù)器指令、模擬量處理指令、PID指令的使用。
14	典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操單元	掌握一般強(qiáng)電系統(tǒng)的安裝和調(diào)試工作過(guò)程知識(shí)，實(shí)現(xiàn)PLC方式的電機(jī)典型運(yùn)行控制；掌握安裝和調(diào)試PLC電氣控制系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)。配置：施耐德交流接觸器3只；時(shí)間繼電器1只，3個(gè)按鈕，3只交流指示燈，2只熱繼電器，元器件配置專用底座。
15	網(wǎng)孔板	學(xué)會(huì)電氣控制系統(tǒng)中各元器件的布局規(guī)劃、安裝、調(diào)試過(guò)程知識(shí)。
16	變頻器實(shí)訓(xùn)組件：配置西門子V20變頻器，帶有RS485通信接口及BOP操作面板	初步具有綜合應(yīng)用變頻器的能力，了解變頻調(diào)速在實(shí)際中的應(yīng)用，掌握變頻器與PLC之間USS通信協(xié)議的建立連接方法。
17	7英寸觸摸屏	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(shí)，并掌握復(fù)位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動(dòng)態(tài)畫面跟蹤在觸摸屏中的實(shí)現(xiàn)方法。
18	電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	包含光碼盤測(cè)速系統(tǒng)（配有進(jìn)口光電編碼器）、數(shù)顯轉(zhuǎn)速表及固定電機(jī)的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無(wú)應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度好，互換性好，能保證電機(jī)與編碼盤之間連接的同心度不超過(guò)±5絲，電機(jī)運(yùn)行噪聲小，實(shí)訓(xùn)參數(shù)典型，能較好滿足實(shí)訓(xùn)要求。在導(dǎo)軌面板上設(shè)有五位數(shù)顯轉(zhuǎn)速表，顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速；具有電壓反饋信號(hào)；同時(shí)設(shè)有光電編碼信號(hào)輸出，包括A、B兩個(gè)通道；能夠完成各種速度開/閉環(huán)及定位實(shí)訓(xùn)。

（四）三相鼠籠異步電機(jī)：交流380V/△
（五）實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)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(gè)大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計(jì)，造型美觀大方。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（一）PLC技能考核裝置
1.PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令練習(xí)、接線、編程下載等）
2.典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)（點(diǎn)動(dòng)、自鎖、正反轉(zhuǎn)、星三角換接啟動(dòng)等）
3.PLC仿真實(shí)訓(xùn)
（二）PLC模擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
4.數(shù)碼顯示控制
5.搶答器控制
6.天塔之光控制
7.音樂噴泉控制
8.十字路口交通燈控制
9.水塔水位控制
10.自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
11.四節(jié)傳送帶控制
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(jī)控制
15全自動(dòng)洗衣機(jī)控制
16.電鍍生產(chǎn)線控制
17.自控軋鋼機(jī)控制
18.郵件分揀機(jī)控制
19.自動(dòng)售貨機(jī)控制
20.機(jī)械手控制
21.四層電梯控制（實(shí)物）
22.加工中心控制
23直線運(yùn)動(dòng)控制（實(shí)物）
（三）PLC實(shí)物控制實(shí)訓(xùn)
24.直線運(yùn)動(dòng)位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)軌跡控制、定位控制
25.步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
26.直流電機(jī)控制
27.溫度PID控制
（四）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
28.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
29.變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
30.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
31.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
32.多段速度選擇變頻調(diào)速
33.變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速
34.基于外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速
35.瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
36.PID變頻調(diào)速控制
37.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)
38.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間控制
39.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速
40.基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速
41.基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速
42. 基于MCGS的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
43.變頻器恒壓供水系統(tǒng)的模擬
44.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
45.基于觸摸屏控制方式的LED控制
46.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
47.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
六、配置清單

序號(hào)	名稱	型號(hào)	數(shù)量	單位	備注
1	PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)	西門子S7-200 CPU224CN（或選配S7-200smart CPUSR40 AC/DC/RLY數(shù)字量24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出）	1	套	已裝配到實(shí)訓(xùn)屏，集成數(shù)字量I/O（14路數(shù)字量輸入/10路數(shù)字量輸出）、RS-485通信口、6路高速計(jì)數(shù)器
2		實(shí)訓(xùn)屏	1	臺(tái)
3		實(shí)訓(xùn)桌	1	臺(tái)	帶鍵盤的桌子
4	實(shí)訓(xùn)模塊	實(shí)訓(xùn)模塊1	1	組	包含：音樂噴泉/搶答器/直線運(yùn)動(dòng)
5		實(shí)訓(xùn)模塊2	1	組	包含：裝配流水線/十字路口交通燈/水塔水位/天塔之光
6		實(shí)訓(xùn)模塊3	1	組	包含：自動(dòng)送料裝車/四節(jié)傳送帶/多種液體混合裝置/自動(dòng)售貨機(jī)
7		實(shí)訓(xùn)模塊4	1	組	包含：自控軋鋼機(jī)/郵件分揀機(jī)/機(jī)械手控制/自控成型機(jī)
8		實(shí)訓(xùn)模塊5	1	組	包含：加工中心/步進(jìn)電機(jī)
9		實(shí)訓(xùn)模塊6	1	組	四層電梯
10		實(shí)訓(xùn)模塊7	1	組	包含：邏輯電平輸入/邏輯電平輸出/LED數(shù)碼管/方向指示器
11		實(shí)訓(xùn)模塊8	1	組	包含：自動(dòng)洗衣機(jī)/電鍍生產(chǎn)線
12		實(shí)訓(xùn)模塊9	1	組	包含：溫度控制/直流調(diào)速
13	變頻器模塊	西門子V20	1	塊	帶BOP面板
14	觸摸屏	TPC7062Ti	1	塊
15	網(wǎng)孔板		1	塊
16	電機(jī)	三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)	1	臺(tái)
17	電機(jī)導(dǎo)軌	導(dǎo)軌+1024編碼器+轉(zhuǎn)速表	1	套
18	散件	交流接觸器	3	個(gè)
19		時(shí)間繼電器	1	個(gè)
20		按鈕	3	個(gè)
21		交流指示燈	3	個(gè)
22		熱繼電器	2	個(gè)
23		安裝塑料件	若干	個(gè)
24	軟件	演示板原程序及編程軟件	1	套
25	軟件	工業(yè)4.0仿真實(shí)訓(xùn)軟件	1	套
26	說(shuō)明書	實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)	1	冊(cè)
27	工具	尖嘴鉗、螺絲刀、剝線鉗、十字螺絲刀、一字螺絲刀各1把	1	套
28	連接線	自鎖實(shí)驗(yàn)疊插連接線100CM	30	條
29		自鎖實(shí)驗(yàn)疊插連接線30CM	10	條
30		手槍式實(shí)驗(yàn)疊插連接線	10	條
31	安裝配件	4X30自攻螺絲	10	個(gè)
32		魚眼墊	14	個(gè)
33		4X20自攻螺絲	4	個(gè)
34		三相插座	1	個(gè)
35		0.75平5芯電源線	2	米
36		黑膠帶	1	個(gè)
37		扎線扣	10	個(gè)

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電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)裝置