电气控制与PLC技术一体化实训平台

一、产品概述

电气控制与PLC技术一体化实训平台是根据人力资源和社会保障部制定的"可编程序控制系统设计师"培训及国家职业标准考核大纲内容，适当增加新技术，按照职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学要求而研制的。适合职业院校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所对可编程序控制系统设计师的四、三、二级开展培训及技能鉴定。

二、电气控制与PLC技术一体化实训平台特色

1、实训建设理念为一次性建设，本设备采用通用型宽展口，所有主机的I/O口都可通过扩展口引出，可以用于插接式训练，也可进行线接式实操训练；还设有两块可拆卸的网孔板可对不同层次的学生进行考核。

2、采用模块组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等，配套MCGS工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学。

3、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典型案例的模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制。

4、模块化网络系统：网络结构主要由西门子主机S7-1200构成，根据工业中西门子PLC应用历程构建了一个工业网络，网络通讯涉及PROFINET通讯、以太网通等多层网络通讯。

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＜4000m

3、装置容量：＜0.5kVA

4、重量：100kg

5、外形尺寸约：1500mm×730mm×1460mm

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、基本配置及功能

实训装置由S7-1200单元、变频调速单元、小车运动控制单元、实训组件、电工基础实训单元二维丝杆控制单元、触摸屏单元、以太网交换机、交流电机等组成。

1.S7-1200单元

S7-1200单元主要由主机1214组成。

14点集成24V直流数字量输入（漏电流/源电流（IEC1 型漏电流））

10点集成数字量输出，24V直流

2点集成模拟量输入，0至10V

2点脉冲输出(PTO)，频率高达100kHz

脉冲宽度调制输出(PWM)，频率高达100kHz

集成以太网接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）

6个快速计数器（3个最大频率为100kHz；3个最大频率为30kHz），带有可参数化的使能和复位输入，可以同时用作带有2点单独输入的加减计数器，或用于连接增量型编码器

2.触摸屏单元

触摸屏单元采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏，用于1200主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。

3.以太网交换机

以太网交换机采用非网管型工业以太网10/100MBIT/S交换机，自带5个双绞线端口，RJ45接口；用于构建小型星形和总线形拓扑结构；自带LED诊断显示，供电电源DC 24V 。

4.变频调速单元

变频调速单元采用西门子SINAMICS系列V20变频器，单相220V供电，输出功率0.37KW。集成RS-485通讯接口，提供BOP操作面板；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制；集成4路数字量输入，2路模拟量输入；具备过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护等。

5.小车运动控制单元

主要由运动小车（直流电机驱动）、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、报警运行控制、点动控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻。

6.实训组件

实训组件主要由电源挂箱，挂箱区域采用开放式结构可根据需求增加不同挂箱。

电源挂箱提供AC380V、AC220V、DC24V电源，为实训挂箱和电机实训单元提供动力源；设有启动停止按钮，各相电源工作指示，具有过流、过压、短路等保护。

7.二维丝杆控制单元

二维丝杆控制单元主要由西门子V90伺服驱动器与电机和DM542步进驱动器与电机组成。

伺服驱动用于控制Y轴丝杆，采用交流伺服驱动，工作电压AC220V，输出功率200W。采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，智能功率模块（IPM）内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力；支持位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制。

步进驱动用于控制X轴丝杆，采用交流伺服驱动，工作电压DC24V，输出功率35W；内部集成控制电路和功率电路，具有自检线圈和短路保护等功能。

8.电工基础实训单元

电工基础实训单元主要由交流接触器、中间继电器、时间继电器、按钮等组成，用于电机正反转、星三角转换、启停自锁等实训。

9.三相交流电机

交流额定电压380V/△接法，转速1400转/min，功率40W，频率50HZ，绝缘等级E级。

五、实训项目

PLC实物控制应用实训

1.直线运动位置检测、定位控制

2.步进电机定位控制

3.步进电机的速度控制

4.步进电机的正反转控制

5.伺服电机定位控制

6.伺服电机的速度控制

7.伺服电机的正反转控制

8.伺服电机和步进电机的综合控制

典型电动机控制实操实训

9.三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制

10.三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制

11.三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制

12.三相鼠笼式异步电动机Y/△转换起动PLC控制

PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

13.变频器功能参数设置与操作

14.外部端子点动控制

15.变频器控制电机正反转

16.多段速度选择变频调速

17.变频器无级调速

18.外部模拟量方式的变频调速控制

19.基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制

20.基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制

21.基于PLC通信方式的变频开环调速

22.基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习

23.基于触摸屏控制方式的数码显示控制

网络通讯综合实训

24.PLC与变频器RS485通讯实训

25.PLC、触摸屏与变频器通信控制

26.PLC主机之间PROFIBUS-DP通讯实训

27.PLC主机之间PROFINET通讯实训

28.PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训