可編程控制器（西門子）綜合實訓室
設備名：可編程控制器綜合實訓系統
一、總體要求
1.可編程控制器綜合實訓裝置能完成《可編程控制器技術》、《電氣及PLC控制技術》、《PLC及其應用》、《變頻調速技術》、《現場總線控制技術》等課程的實驗教學、實操技能培訓與實訓技能鑒定考核。
2.采用積木組合式結構，所有模塊全部按照工業標準信號進行實訓，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。
3.基本器件采用模塊化結構，使裝置不會隨新技術、新課題的發展而淘汰，只需増加核心新部件即可擴展完成新課題的實訓，并能實現強-弱電之間、交叉課程之間的互聯，實現仿真化、信息化、網絡實訓教學。
4.利用目前典型的可編程控制器及總線技術完成對工業生產中模擬對象、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、設計、安裝、調試、檢修等多種技能實訓。實訓對象要求實物教學，接近工業現場的實際應用，提高學生的學習樂趣，使學生很快就能適應現場的工作。
二、裝置特點
1、采用積木組合式結構，含開關量、模擬量、變頻調速、觸摸彩屏、總線通信模塊等，配套組態監控軟件、仿真實訓軟件，實現仿真化、信息化、網絡實訓教學，體現實訓教學的網絡性和系統性。
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完成對工業生產中模擬對象，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、設計、安裝、調試、檢修等多種技能實訓。PLC實訓對象形像逼真，接近工業現場的實際應用，通過本實驗裝置的訓練，學生很快就能適應現場的工作。
3．采用西門子S7-1200系列可編程控制器，功能強大，性能優越，采用模塊化設計，組合靈活。
4．采變頻器，功能廣泛，動態響應高，驅動性能高。
5. 采用工業及7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控制要求。
6、多種通信方式：通過以太網總線，將實訓裝置（從站）PLC和主站PLC進行以太網主從通信。PLC與觸摸屏實現1：N通信，觸摸屏畫面可實時監控PLC系統運行狀態和控制PLC系統。
三、技術性能
1、輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2、工作環境：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（含豐富的工業現場設備模擬實訓對象）、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（鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板）
1、交流電源控制單元
三相四線380V交流電源經空氣開關后給裝置供電，電網電壓表監控電網電壓，設有帶燈保險絲保護，控制屏的供電由鑰匙開關和啟停開關控制，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，由啟停開關控制輸出，并設有保險絲保護。
（二）基于物聯網實驗室安全用電智能控制系統
1、特點
當智能控制系統檢測到有漏電或觸電情景出現時，智能控制系統在0.1秒斷開連接，保證人身和財產安全；智能控制系統本身有故障指示燈，用戶可根據智能控制系統故障指示燈顯示判斷出當前故障狀態，便于處理；智能控制系統有掛鎖功能，需要檢修時，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全。可以采集現場輸出型裝置數據，通過多種物聯網通信方式上傳至云端，實現本地設備的遠程監控。
2、功能
基于物聯網實驗室安全用電智能控制系統，可進行用電數據采集、統計、存儲、分析、查詢等。運用前端數據可視化技術將實時的用電數據展示在平臺上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢功能；運用數據庫技術實時監測用電設備和線路運行狀況，對異常狀況及時告警，從而預防電氣火災；運用用電系統故障定位技術及時發現并精準定位用電故障點，自動生成故障報告，協助用戶第一時間修復用電系統故障；運用電能質量監測技術實時分析和評估電能質量問題，并提供定制化的治理方案，協助用戶獲得優質電能；運用大數據技術和行業數學模型統計、分析并挖掘基礎的用電數據，基于數據發掘節能潛力，從而提供能效優化方案。滿足用電管理系統可視、安全、可靠、優質和經濟的智慧用電模塊需求。
3、基于物聯網實驗室安全用電智能控制系統由執行裝置與網機組成，技術參數分別為：
（1）執行裝置技術參數
（1）極數：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：可監測線路溫度
（14）過欠壓保護：防止造成人身事故和機械設備損壞
（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
★（17）掛鎖功能，檢修更方便
（2）網機技術參數
（1）內置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，可直接串口設備
（6）智能型數據終端，便捷實現數據傳輸功能
★（7）提供強大的中心管理軟件，方便設備管理
★（8）提供便捷的軟件升級和固件更新服務
★（9）提供數據庫數據備份，方便查看歷史數據
（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、權威的證明文件，證實該產品的可靠、安全、先進性。
4、主機實訓組件
西門子1200PLC(CPU1214C,DC/DC/DC）主機，集成數字量I/O（14路數字量輸入/10路數字量輸出）、RS-485通信口；數字量模塊SM1223(8路數字輸入/8路數字輸出），模擬量模塊SM1234(4路模擬量輸入/2路模擬量輸出），含有以太網通信；所有端口全部引到面板，對應標識絲印清晰易懂，具有I/O并口擴展接口功能，配套下載和通信線配套編程電纜。
5.變頻器組件
配置西門子V20變頻器，功率0.37kW，帶有RS485通信接口及操作面板。
6.觸摸屏實訓組件
西門子觸摸屏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，集成以太網口和 USB口
5、伺服驅動器模塊
西門子V90伺服驅動器，輸入電壓：200-240V；功率：200W；防護等級:IP20；常規通用接口，配套西門子 SIMOTICS S-1FL6,低慣性,200W,3000轉,0.32N*m。
（二）實訓掛箱
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序號 |
編號 |
控制對象實訓模塊 |
實訓教學目標 |
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1 |
SX1 |
搶答器/音樂噴泉 |
通過對搶答系統中各組人員搶答時序的監視和控制，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中“水流”及音樂的循環控制，掌握循環指令的編寫方法。 |
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2 |
SX2 |
裝配流水線/十字路口交通燈 |
通過對“生產流水線”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。 |
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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。 |
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4 |
SX4 |
自動送料裝車/四節傳送帶 |
通過對傳送帶啟停、傳送狀態的控制和對貨物在自動送料裝車系統中流向、流量的控制，掌握較復雜邏輯控制指令的編寫方法。 |
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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。 |
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6 |
SX6 |
自動售貨機 |
通過用用戶投幣數目的識別和自動售貨機中各種“貨物”的進出控制，掌握各種計數器指令及比較輸出指令的編寫方法。 |
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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”）來料數量、來料類別識別及對各種執行器（例如“電機”）啟停時序的控制，掌握數值運算指令及中斷指令的編寫方法。 |
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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，掌握一個完整工業應用系統中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。 |
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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，掌握一個完整工業應用系統中的較復雜邏輯控制的編寫能力。 |
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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控制系統的分析、I/O分配、設計I/O接線圖、接線、編程、調試等工作過程的綜合知識。 |
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11 |
SX11 |
步進電機/直線運動：（實物）步進電機系統由驅動電路、步進電機、刻度盤、指針等組成； 直線運動系統由電機、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、拍數的控制及直線運動檢測、定位控制。 |
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12 |
SX12 |
自動洗衣機/電鍍生產線 |
通過對洗衣機進出水時間、洗滌流程及電鍍生產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控制系統的綜合應用能力。 |
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13 |
SX13 |
直流電機控制/溫度控制(模擬量控制) |
通過對直流電機系統中脈沖信號采集、轉速控制(電壓量)及溫度控制系統中的溫度參數的控制，掌握高速計數器指令、模擬量處理指令、PID指令的使用。 |
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14 |
BP1 |
變頻器實訓組件：配置西門子V20變頻器 |
初步具有綜合應用變頻器的能力，了解變頻調速在實際中的應用，掌握變頻器調速技術及PLC綜合控制技術。 |
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15 |
CM1 |
觸摸屏實訓組件：西門子觸摸屏（KTP700）
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了解工業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、動態畫面跟蹤在觸摸屏中的實現方法。 |
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16 |
WK2 |
網孔板 |
學會電氣控制系統中各元器件的布局規劃、安裝、調試過程知識。 |
（三）．低壓電氣實驗模塊
交流接觸器（帶輔助觸點2常開2常閉）3只；時間繼電器1只，常開常閉復合按鈕（紅綠黑）3個；漏電斷路器1只，3P熔斷器底座（配4A熔芯）1只，2P熔斷器底座（配2A熔芯 )1只，熱繼電器1個。掌握一般強電系統的安裝和調試工作過程知識，實現PLC方式的電機典型運行控制；掌握安裝和調試PLC電氣控制系統的有關知識。
（三）實訓桌、椅
實訓桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設有兩個大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯體設計，造型美觀大方。每臺實驗桌配備兩張小凳子。
（四）智能倉儲控制模型
1）系統概述
可供學生完成直流電機控制、步進電機控制、伺服電機控制、PLC指令訓練、位控訓練、傳感器檢測技術等方面的實訓實習、課程設計的使用。
基本功能：
（1）將貨物送到指定位置（由操作員指定的位置）
（2）自動將貨物送到某一位置（由PLC判定位置）
（3）將某一倉庫的貨物取出（由操作員指定位置）
（4）自動取出某一倉庫的貨物（由PLC判定位置）
（5）能夠實現低速啟動-變速運行-低速停車的功能
2）產品特點
1、該裝置由立體倉庫主體、接口電路所組成。立體車庫主體由底盤、三層十倉位庫體、傳動機械及電氣控制等四部分組成。
2、模型的傳動機械部分采用滾珠絲杠、滑軌、普通絲杠等機械元件組成，采用步進電機作為拖動元件。
3、該模型倉庫庫體由三層十個倉位組成，由PLC編程實現X、Y、Z軸位置控制，可完成倉庫車模的自動或手動存取。
1）采用可編程邏輯器件，實現X、Y、Z軸的限位保護、互鎖保護，確保了學生在誤操作時不損壞系統硬件。
2）開放式接口設計，適宜技能實訓使用。
3）通過傳感器信號采集，PLC編程，實現對步進電機及直流電機進行復雜的位置控制、時序邏輯控制及上位機監控等功能。
4）采用滾珠絲杠、直線導軌、普通絲杠作為傳動裝置。
5) 輸入電壓：AC 200V-240V （帶保護地三芯插座）、耗電量<250W。
橫軸位移Lh ＝290mm
縱軸位移Lv ＝290mm
重復精度：0.1mm
4、外形尺寸：600×450×600mm(L×W×H)
（五）三相鼠籠式異步電動機 （380V）
三相異步電動機，380V/△接法，轉速1400轉/min，功率90W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
五、實訓項目
（一）PLC基本技能實訓
1.PLC認知實訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令練習、接線、編程下載等）
3.PLC仿真實訓
（二）PLC模擬控制應用實訓
4.數碼顯示控制
5.搶答器控制（優先級、數值運算，具有聲效功能）
6.天塔之光控制（閃爍、發射、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.自動送料裝車系統控制
11.四層電梯控制（實物）
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
20.機械手控制
21.加工中心控制（實物）
（三）PLC實物控制實訓
1.直線運動
2.步進電機運動控制
3.直流電機控制
4.溫度控制
（四）PLC高級技能實訓（設計、安裝、調試及檢修）
1.三相電機點動控制
2.三相電機連續控制
4.三相電機星三角控制
4.三相電機正反轉控制
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實訓
1.變頻器功能參數設置與操作
2.變頻器面板操作與運行
3.變頻器無級調速
4.外部端子點動控制
5.變頻器控制電機正反轉
6.多段速度選擇變頻調速
7.外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調速
8.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
9.PLC數字量控制方式的多段速
10.PLC數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調速
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 |
CPU1214C DC/DC/DC + SM1223 + SM1234 |
1 |
套 |
|
通訊電纜 |
網線 |
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 |
|
|
溫度控制/直流電機控制 |
1 |
塊 |
|
|
自動洗衣機/電鍍生產線 |
1 |
塊 |
|
|
變頻器實訓掛箱（V20）0.37KW |
1 |
塊 |
|
|
伺服掛箱 |
1 |
臺 |
|
|
觸摸屏實驗箱 |
1 |
塊 |
|
|
三相異步電機 |
|
1 |
臺 |
|
軟件 |
演示板原程序及西門子編程軟件 |
1 |
套 |
|
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 |
|
15cm自鎖線 |
10 |
條 |
|
|
智能倉儲控制模型 |
|
1 |
套 |
|
低壓電氣實驗模塊 |
|
1 |
套 |
|
網孔板 |
|
1 |
套 |
|
教學資源包 |
見附件 |
1 |
套 |
