GLPLC-1A型PLC技術智能控制應用平臺
2020-07-08 19:16

一、概述
平臺可培養學生掌握PLC原理、編程方法、編程技巧、觸摸屏控制、變頻器控制及工程案例應用。
平臺應由PLC可編程控制器單元、電源、輸入輸出、智能被控對象單元、觸摸屏、變頻器、三相異步電動機等組成。
PLC技術智能應用平臺可滿足,維修電工國家職業技能標準中的維修電工四級(中級)自動控制電路裝調維修職業功能中的可編程控制器控制電路裝調、變頻器的認識和維護等工作內容;可滿足維修電工三級(高級)可編程控制系統裝調維修職業功能中的可編程控制系統分析與程序編制、可編程控制系統調試、可編程控制器故障排除等工作內容;可滿足維修電工二級(技師)可編程控制系統裝調維修職業技能中的可編程控制系統分析與編程、可編程控制系統調試維修等工作內容。
二、平臺設計說明
平臺由4個獨立單元組成
S7-1200中控單元與被控對象單元,分別采用緊湊式設計,方便移動,放置在桌面使用,中控單元包括:PLC可編程控制器單元、電源單元、輸入輸出單元、觸摸屏做為一個整體,被控對象分為高級操作面板,傳送帶、電機啟動器。 
1、S7-1200中控單元技術參數
(1)S7-1200 PLC
1個S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC, CPU 1214C,緊湊型CPU DC/DC/DC,集成輸入/輸出: 14 DI24V直流輸入,10晶體管輸出24 V直流, 2AI 0 - 10VD,供電:直流DC20.4-28.8 V,可編程數據存儲區:100KB;
1套SIMATIC STEP 7 Basic 16 版;浮動許可證;工程組態軟件 在TIA博途中;DVD 上的軟件和文檔;許可證密鑰在U盤上;A級;6種語言:德語,英語,法語,西班牙語,意大利語,中文; 可在以下操作系統下運行 Windows 7(64 位), Windows 10(64 位), Windows Server 2012R2(64 位), Windows Server 2016/2019(64); 用于組態 SIMATIC S7-1200 SIMATIC 精簡面板。
1個模擬量輸入輸出模塊 SM1234,4路模擬量輸入和2路模擬量輸出,+/-10VDC(14位)。
1個SM1223數字量輸入輸出模塊 16輸入24VDC/16輸出。
1個CB1241, RS-485,接線盒,支持自由端口。
(2)電源單元:電源模塊PM1207調節型電源 輸入:AC 120/230 V 輸出:24 V DC/2.5 A 。
(3)輸入輸出單元
設有一個37芯D型插座,將中控單元的16Di和18DO連接到插頭,用以擴展各種負載,同時還布置2路AI和2路AO接口
設有模擬量指示調節單元,可輸出符合工業標準的電壓信號(0-10V)給PLC的模擬量輸入。
設置一個37芯D型插座,用于將中控單元與單軸步進電機和氣動實訓單元連接。
(4)觸摸屏單元
1個KTP700基本版,精簡面板,按鍵式/觸摸式操作, 7" TFT 顯示屏,65536 顏色, PROFINET 接口,可項目組態的最低版本 WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13,
SIMATIC WinCC Basic V16,工程組態軟件在TIA博途中;浮動許可證;DVD上的軟件和 文檔;許可證密鑰 許可證密鑰;A 級;6種語言:德語,英語,法語,西班牙語,意大利語,中文;用于組態 SIMATIC 精簡面板  
1個SCALANCE XB005工業以太網交換機,帶5個10/100MBIT/S接口。
(5)主機操作單元
帶8路開關量輸入;帶8路開關量輸出LED指示 
2路電位器模擬量輸入(0-10V);1路模擬量輸出顯示(0-10V);1路波開關用于轉換模擬量輸入輸出顯示
1個手輪編碼器,AB 90°相差脈沖輸入,100脈沖/周,學習旋轉編碼器應用,高速脈沖計數等
配置步進電機、驅動器、用于模擬限位和零點的接近開關,可進行步進電機限位控制與零點控制
6)Demo的尺寸
高x寬x深=415mmx235mmx333mm
2、高級操作面板
(1)DI/DO單元
開關量輸入板:設備提供了獨立的16個開關,采用源型(PNP)工作方式,該開關設有3個位置,中間為OFF狀態,向左為保持型開關ON狀態,向右為瞬動型開關ON狀態。對應16個PLC輸入地址。
LED矩陣板:LED矩陣板包括了121個LED指示燈,分布的指示燈有紅黃綠三種顏色,采用源型(PNP)工作方式,每個指示燈都要預定了的地址,地址被包含在左側的16DI和右側的16DQ范圍內。他們的使用只有當特定的功能卡片蒙在上面時,可以看到透過功能卡片的小孔透出來的指示燈,該指示燈的地址也同時在卡片上標定,只要按照卡片的地址有相應的輸入輸出操作,相應的指示燈就會被點亮,表示實現了某一特定功能。每種被控對象通過更換卡片方式完成不同的實訓 :1)汽車燈光雨刷等模擬控制控制; 2) 汽車的車門、車窗控制; 3)三層單梯電梯控制;4)十字路口紅綠燈控制;5)工業洗衣機控制;6)配料加料控制;7)車間大門控制;8)物料傳送控制;
16個LED指示燈顯示板:設備提供了獨立的16個LED指示燈,采用源型(PNP)工作方式,指示燈均為綠色。對應16個PLC的輸出地址
4位8421碼輸入開關,4位譯碼顯示器
模擬量輸入輸出單元:2路模擬量輸入和2路模擬量輸出,模擬量的規格是-15V~+15V
真實具備加熱功能的PID溫控器:該單元主要是用于指導學生提高對PID閉環控制的理解,溫度控制單元包括兩路開關量的輸入,分別控制對負載進行加熱和冷卻,它們都是24Vdc控制。當加熱管腳輸入高電平時,溫度控制單元開始對負載進行加熱,負載電流24mA,最高加熱溫度小于70℃。當風冷管腳輸入高電平時,溫度控制單元的冷卻風扇啟動,用于對負載進行冷卻。負載的溫度通過溫度變送器,將溫度轉換成0~10V的模擬量電壓信號,0V對應著0℃,10V對應100℃。溫度信號通過設置在上方的AI3輸出到插頭上,通過插接線連接到PLC上。如果PLC可以接受Pt100的鉑電阻溫度傳感器的信號,也可以通過Pt100的插孔直接連接Pt100的信號。通過對控制對象進行加熱和冷卻的雙向控制,可以實現對溫度控制系統的閉環控制。風冷也可以作為一種擾動的負載,檢驗PID的控制效果。
3、傳送帶模擬器
通用37針接線插頭;單元啟動停止按鈕和指示燈;傳送帶可以正反轉;3個接近開關;1個光電開;4個按鈕;4個LED指示燈;1個蜂鳴器;Demo 尺寸:長x深x高=360mmx180mmx80mm。
4、電機啟動電路
三相3P線路保護器;星三角啟動電路;V20變頻控制器;四孔按鈕盒;三相異步電機(120w)*3;每個實訓裝置包括V20標準變頻驅動控制系統教育培訓包;SINAMICS V20 變頻器單元,支持modbus通訊,帶操作面板;PLC與V20有兩種控制方式,可以提供Modibus進行UUS網絡通訊擴展,同時也可以通過開關量和模擬量控制V20;電機正反轉啟動電路;外形尺寸:660mmx540mmx320mm。
5、單軸步進電機和氣動實訓單元
單軸步進電機和氣動實訓單元是在傳送帶模擬器基礎上的功能增強,是與傳送帶模擬器配套使用的。使用時需將傳送帶嵌入其中。
該實訓單元包括了一條步進電機單軸模組,有效行程220mm,采用42步進電機和步進電機驅動器,PLC可以通過使能,脈沖和方向控制步進電機的運行
直線模組包括左右限位傳感器和參考零點傳感器,用于學習步進電機的限位和尋零。
配置SMC雙軸氣缸和夾爪氣缸用于垂直軸運行和工件爪卡。
Demo 尺寸:長x深x高=400mmx220mmx320mm。
6、資源共享接線端子臺
PLC的IO資源大多被連接到37芯插座上,為了方便學生接線和其他負載能夠方便接入中控單元,設置37芯共享端子臺,用以將37芯插座轉化成端子。
7、編程用計算機
8、配套實驗桌
尺寸(長*寬*高):1500mmx750mmx750mm
桌面:采用符合國際標準的防靜電膠皮全面覆蓋,防靜電膠皮厚2mm,面板采用三聚氰胺聚合板,面板厚度為25mm。
桌架:采用鋼壁厚為1.2mm的加厚鋼管,鋼管截面為40mm*40mm,采用靜電噴涂防銹漆工藝,定制電腦主機位。
三、可完成實訓項目(可根據客戶需求增配)
1.基本指令編程練習
2.汽車燈光雨刷等模擬控制控制;
3.汽車的車門、車窗控制;
4.三層單梯電梯控制;
5.十字路口紅綠燈控制;
6.工業洗衣機控制;
7.配料加料控制;
8.車間大門控制;
9.物料傳送控制;
10.PID溫控器
11.傳送帶模擬器
12.電機啟動電路
13.單軸步進電機和氣動實訓單元
14.WINCC組態實訓
15.變頻器功能參數設置與操作
16.變頻器報警與保護功能
17.外部端子點動控制
18.變頻器控制電機正反轉
19.多段速度選擇變頻調速
20.基于外部模擬量控制方式的變頻調速
21.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
22.基于PLC數字量控制方式的多段速
23.基于PLC模擬量控制變頻開環調速
24.基于PLC通信方式的變頻器開環調速
25.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
26.基于觸摸屏控制方式的LED控制
27.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
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