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工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)臺(tái)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置
2023-04-13 14:58
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置
一、產(chǎn)品概述
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置，工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對(duì)可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級(jí)開(kāi)展培訓(xùn)及技能鑒定。
參考圖（以實(shí)物為準(zhǔn)）
二、研發(fā)背景
1. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。
2.工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高，教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)設(shè)備要不斷升級(jí)，而教學(xué)還需要從基礎(chǔ)學(xué)起，同時(shí)滿足需要實(shí)驗(yàn)室建設(shè)重復(fù)會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)資金和實(shí)驗(yàn)室空間。
3.不同層次的考核需要不同設(shè)備，不能有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，有些實(shí)訓(xùn)完成后無(wú)法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。
三、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置特點(diǎn)
1.實(shí)訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過(guò)光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護(hù)主機(jī)元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練。
2.在主機(jī)選型方面S7-1200系列PLC，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機(jī)可以通過(guò)并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)指令學(xué)起，再到復(fù)雜邏輯編程，由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來(lái)更加得心應(yīng)手。
3.采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開(kāi)關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
4.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)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過(guò)程、運(yùn)動(dòng)等的控制。
5.仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過(guò)虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測(cè)試等功能。
6.模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由西門子主機(jī)S7-1200構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應(yīng)用歷程構(gòu)建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò)通訊。
四、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)實(shí)訓(xùn)裝置技術(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＜4000m；
3.裝置容量：＜0.5kVA；
4.重 量：100kg；
5.外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm；
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)。
五、基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由S7-1200單元、變頻調(diào)速單元、小車運(yùn)動(dòng)控制單元、實(shí)訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、交流電機(jī)等組成。
1.S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機(jī)1215C組成。
主機(jī)1215C,工作存儲(chǔ)器125 KB；工作電源24VDC，自帶DI14/DQ10，AI2/AQ2板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；支持3個(gè)用于串行通信的通信模塊，8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號(hào)模塊；運(yùn)行速度0.04 ms/1000 條指令；具有2 個(gè) PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信。
2.ET200單元
ET200主要由IM155-6PN、SM131/SM132/SM134/SM135
具有 PROFINET 接口 V2.3 (RT/IRT) 的接口模塊，最小循環(huán)時(shí)間 250 ?s，可通過(guò) BusAdapter 選擇 PN 連接方式，32 個(gè) I/O 模塊（包括 F 模塊）；介質(zhì)冗余 (MRP)；通過(guò) PLC 進(jìn)行組態(tài)控制；可以在運(yùn)行期間更換模塊；設(shè)置參數(shù)與實(shí)際參數(shù)不一致的情況下允許啟動(dòng)；支持 PROFIenergy；支持共享設(shè)備，可連接 2 個(gè) PROFINET 控制器；支持 MSI/MSO；通過(guò) ET-Connection 擴(kuò)展站；每個(gè) I/O 模塊最多 256 個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)；支持模塊分配；固件版本 V4.1
2.觸摸屏單元
觸摸屏單元采用西門子KP1200 Basic 12寸彩色觸摸屏，用于1200主機(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。
3.以太網(wǎng)交換機(jī)
以太網(wǎng)交換機(jī)采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機(jī)，自帶5個(gè)雙絞線端口，RJ45 接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
4.變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列G120C變頻器，三相380V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(diǎn)設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；集成6路數(shù)字量輸入，2路模擬量輸入；具備過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)，短路保護(hù)等。
5.小車運(yùn)動(dòng)控制單元
主要由運(yùn)動(dòng)小車（直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開(kāi)關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
7.實(shí)訓(xùn)組件
實(shí)訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實(shí)結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求增加不同掛箱。
電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓(xùn)掛箱和電機(jī)實(shí)訓(xùn)單元提供動(dòng)力源；設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕，各相電源工作指示，具有過(guò)流、過(guò)壓、短路等保護(hù)。
8.二維絲桿控制單元二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)組成。
伺服驅(qū)動(dòng)用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護(hù)等功能。
9.電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元
電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。
10.三相交流電機(jī)
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級(jí)E級(jí)。
六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
PLC基本技能實(shí)訓(xùn)
MCGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對(duì)以下任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
PLC虛擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
1.數(shù)碼顯示控制
2.搶答器控制
3.天塔之光控制
4.音樂(lè)噴泉控制
5.十字路口交通燈控制
6.水塔水位控制
7.自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
8.四節(jié)傳送帶控制
9.裝配流水線控制
10.多種液體混合裝置控制
11.自控成型機(jī)控制
12.自動(dòng)洗衣機(jī)控制
13.電鍍生產(chǎn)線控制
14.自控軋鋼機(jī)控制
15.郵件分揀機(jī)控制
16.自動(dòng)售貨機(jī)控制
17.機(jī)械手控制控制
18.四層電梯控制
PLC實(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
19.直線運(yùn)動(dòng)位置檢測(cè)、定位控制
20.步進(jìn)電機(jī)定位控制
21.步進(jìn)電機(jī)的速度控制
22.步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
23.伺服電機(jī)定位控制
24.伺服電機(jī)的速度控制
25.伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
26.伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制
典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
27.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
28.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制
29.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
30.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
31.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
32.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
33.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
34.多段速度選擇變頻調(diào)速
35.變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速
36.外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
37.基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
38.基于PLC模擬量方式變頻開(kāi)環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
39.基于PLC通信方式的變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速
40.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
41.基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
42.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
43.PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
44.PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
45.PLC、ET200之間通訊