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SBDQ-02D現(xiàn)代電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺

一、 設(shè)備概述

現(xiàn)代電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺聚焦于自動化控制系統(tǒng)的教學(xué)與實(shí)踐，配備西門子主機(jī)CPU 1215C系列、 變頻器西門子G120C變頻器、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、觸摸屏MCGS 7寸彩色觸摸屏TPC7032kt，7英寸高亮度TFT液晶顯示屏等前沿設(shè)備。構(gòu)建了一個融理論學(xué)習(xí)與動手操作為一體的綜合性培訓(xùn)平臺。

現(xiàn)代電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)備一方面為教學(xué)及各類自動化相關(guān)大賽提供專業(yè)場地和設(shè)備支持，讓學(xué)生和參賽選手在真實(shí)的環(huán)境中提升技能、鍛煉團(tuán)隊協(xié)作能力，為行業(yè)選拔優(yōu)秀人才。另一方面，作為企業(yè)培訓(xùn)的重要基地，為企業(yè)員工提供先進(jìn)自動化技術(shù)的培訓(xùn)，使其掌握設(shè)備操作和系統(tǒng)維護(hù)方法，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和競爭力，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型升級。

現(xiàn)代電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置主要包含操作平臺、電源控制屏、PLC主機(jī)模塊、變頻器模塊、觸摸屏模塊、按鈕指示燈模塊、電氣控制模塊等組成。采用模塊化設(shè)計，所有工業(yè)器件全部裸露式安裝，讓學(xué)生真正認(rèn)識和了解工業(yè)器件，同時便于后續(xù)的擴(kuò)展與更換,能滿足高等院?！犊删幊炭刂破骷夹g(shù)》、《電氣及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應(yīng)用》等課程教學(xué)和實(shí)訓(xùn)需求。

參考圖

二、技術(shù)性能：

1.輸入電源：三相五線AC380V±10% 50Hz

2.裝置容量：＜1.5kVA

3.外形尺寸：1560mm×720mm×1650mm

4.安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)

三、設(shè)備配置及功能

1.實(shí)訓(xùn)平臺

1）實(shí)訓(xùn)平臺主體采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝移動腳輪或調(diào)節(jié)腳，方便移動及高度調(diào)節(jié)。主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，表面藍(lán)色靜電噴涂工藝。臺面高度：800mm，桌面板下設(shè)支撐框架，截面尺寸為30x30mm，承受力300Kg。立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70x70m；桌面為防火、防水、E1級三聚氰胺復(fù)面合成板；設(shè)有四個萬向輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，便于移動和固定，有利于實(shí)訓(xùn)室的布局。整體結(jié)構(gòu)堅固，使用壽命長，便于拆裝，造型美觀大方。

2）電源控制屏斜面弧度設(shè)計，符合人工視覺與操作。采用鐵質(zhì)雙層噴塑結(jié)構(gòu)，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑。操作面板采用鋁質(zhì)面板，文字符號用現(xiàn)代彩色蝕刻噴描技術(shù)處理，面板標(biāo)識清晰且經(jīng)久耐用。主要提供實(shí)訓(xùn)的電源和儀器等。

3）平臺側(cè)面裝有180度自由旋轉(zhuǎn)顯示器支架，桌面下方設(shè)有鍵盤、主機(jī)放置區(qū)。桌體下方配有底部配套3個帶鎖抽屜，尺寸≥390mm×610mm×400mm（長×寬×高）；1個雙開門帶鎖儲物柜，尺寸≥710mm×610mm×520mm（長×寬×高），用于放置導(dǎo)線、資料和實(shí)訓(xùn)模塊。

2.電源控制屏

控制屏提供以下資源：設(shè)備總電源配置一個4P漏電保護(hù)器，下面印有注意事項噴涂標(biāo)志；配置燈型電壓指示表，監(jiān)測進(jìn)線電源；配有啟動、停止和急停按鈕控制設(shè)備電源的啟停，提供三相五線線電壓380V和相電壓AC220V電源，引出到面板L1、L2、L3、N、PE。并配有輸出電源指示燈監(jiān)視，電源故障具有聲光報警；配置單相電源電壓AC220V，單獨(dú)電源開關(guān)控制；直流電源部分：提供一體化工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)直流信號0-10V和4-20ma，集成4位數(shù)顯表顯示，精度0.01級，0.1mv的跳動變化，要求調(diào)節(jié)方式為數(shù)字編碼器粗微調(diào)雙模式調(diào)節(jié)。提供直流電源DC24V，電源帶有數(shù)字儀表指示，并配有電源開關(guān)單獨(dú)控制；配置低壓交流電源36V和110V，具有短路保護(hù)和單獨(dú)電源開關(guān)控制；配置單相內(nèi)置五孔插座兩個，為其他儀器工具供電；彩色打印實(shí)訓(xùn)時注意事項，包含用電安全、檢查故障和通訊安全。

3、實(shí)訓(xùn)模塊（采用開放式、模塊化設(shè)計，模塊之間可以靈活更換組合，便于后續(xù)技術(shù)升級）

3.1 PLC主機(jī)

（1）面板采用4種顏色（包含黃、綠、紅、黑色），字符線條彩色印刷，區(qū)分不同輸入信號。配有線槽，用于工業(yè)接線工藝訓(xùn)練；

（2）PLC主機(jī)：西門子主機(jī)CPU 1215C，內(nèi)置數(shù)字量I/O（14路數(shù)字量輸入/10路數(shù)字量輸出）可編程控制器，模擬量2路模擬量輸入\2路模擬量輸出；集成2個以太網(wǎng)口，支持以太網(wǎng)通訊，配套PLC編程線纜、編程軟件。

3.2變頻器

（1）面板采用4種顏色（包含黃、綠、紅、黑色），字符線條彩色印刷，區(qū)分不同輸入信號。配有線槽，用于工業(yè)接線工藝訓(xùn)練。

（2）變頻器：西門子G120C變頻器，輸入電壓AC380V 0.55KW工業(yè)變頻器，集成6路數(shù)字量輸入，1路模擬量輸入,支持PROFINET，配套B0P操作面板。

（3）配置電位器模塊，提供1K電位器一只，用于變頻器模擬量調(diào)節(jié)。

（4）多功能端子排，將信號集成轉(zhuǎn)接至多功能端子排上，設(shè)有快速插接端口，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線，也可使用壓線端子接口，用于訓(xùn)練實(shí)操布線工藝。

（5）電源輸入模塊，強(qiáng)電、弱電采用不同型號連接柱分開插拔。配合電源控制屏的電源輸出，可實(shí)現(xiàn)自由通斷。

3.3觸摸屏、按鈕指示燈模塊

（1）觸摸屏：MCGS 7寸彩色觸摸屏TPC7032kt，7英寸高亮度TFT液晶顯示屏，分辨率800×480，四線電阻式觸摸屏，PROFINET通訊接口，USB接口，RS485接口，預(yù)裝了MCGS Linux嵌入式組態(tài)軟件(運(yùn)行版)，配有安裝支架。

（2）按鈕指示燈：提供急停按鈕開關(guān)1只、按鈕8只，旋轉(zhuǎn)按鈕4只，DC24V指示燈10只。所有接口全部通過端子排引出到面板。面板印有對應(yīng)的絲印接線圖。可實(shí)現(xiàn)K3導(dǎo)線帶插拔實(shí)訓(xùn)。

3.3 PLC實(shí)訓(xùn)模塊

提供實(shí)訓(xùn)模塊安裝底板、LED數(shù)碼顯示、天塔之光、十字路口交通燈、機(jī)械手、四節(jié)傳送帶、裝配流水線、五相步進(jìn)電機(jī)、水塔水位、液體混合裝置、郵件分揀機(jī)、軋鋼機(jī)、自控成型機(jī)、自動送料裝車、全自動洗衣機(jī)、電鍍生產(chǎn)線。

3.4 直流電機(jī)/溫度控制模塊

模塊主要有DC24V直流電機(jī)、溫度控制驅(qū)動模塊、220V加熱器、-20℃～100℃溫度傳感器、0-10V溫度變送器、五位LED數(shù)顯溫度表等組成；通過對直流電機(jī)系統(tǒng)中高速脈寬信號控制轉(zhuǎn)速及溫度加熱控制系統(tǒng)中的溫度調(diào)節(jié)的控制，可以完成模擬量處理指令、PID指令的使用、PLC高速PWM脈沖控制電機(jī)速度，PLC高速計數(shù)指令采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，PLC串級PID控制綜合實(shí)驗(yàn)等，加熱系統(tǒng)部分外罩采用有機(jī)玻璃材質(zhì)，能夠看清內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，直流電機(jī)要求配測速脈沖傳感器。配有溫度、轉(zhuǎn)速顯示儀表盒，整個模型配有外部信號電纜的快速連接航空插頭，能夠快速連接到PLC控制系統(tǒng)中。

3.5電氣控制模塊（可完成器件選型、安裝、接線、調(diào)試）

（1）采用厚網(wǎng)孔板，工業(yè)灰噴塑，面板安裝一線品牌的電器元件（空氣開關(guān)、熔斷器、交流接觸器、時間繼電器、熱繼電器、按鈕、指示燈、接線端子等）。實(shí)操模塊具有快速拆裝等優(yōu)點(diǎn)，與實(shí)訓(xùn)臺桌面具有一定角度安裝，符合人體視覺。

3.6伺服系統(tǒng)運(yùn)動控制單元

（1）交流伺服系統(tǒng)：采用士林交流伺服驅(qū)動器。工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路。

（2）對象：包含滾珠絲桿、聯(lián)軸器、刻度尺（0-270mm）1個、限位開關(guān)（滾動式）2個、接近開關(guān)（光電）3個、安裝底板、控制接口等。

（3）有效行程200mm，絲桿直徑16mm。絲桿導(dǎo)程約5mm。

（4）將信號轉(zhuǎn)接至多功能端子排上，可滿足導(dǎo)線插拔和線槽工藝布線兩種方式實(shí)訓(xùn)。

（5）電源輸入模塊，強(qiáng)電、弱電采用不同型號連接柱分開插拔，防止插錯電源，引起伺服驅(qū)動器損壞。

3.7步進(jìn)運(yùn)動控制單元

（1）直流步進(jìn)驅(qū)動器采用三相步進(jìn)驅(qū)動器，18-50VDC電源輸入，電流2.2-8.3A，細(xì)分1-256，脈沖響應(yīng)頻率最高≧400KHz。具有自動半流功能、過壓、欠壓、相間短路、過熱保護(hù)功能等；三相步進(jìn)電機(jī)：步距角1.8°，保持轉(zhuǎn)矩0.9N.M，額定電流2.8A，相電感1.2mH；

（2）對象：包含滾珠絲桿、聯(lián)軸器、刻度尺（0-270mm）1個、限位開關(guān)（滾動式）2個、接近開關(guān)（光電）3個、安裝底板、控制接口等。

（3）有效行程200mm，絲桿直徑16mm。絲桿導(dǎo)程約5mm。

（4）將信號轉(zhuǎn)接至多功能端子排上，可滿足導(dǎo)線插拔和線槽工藝布線兩種方式實(shí)訓(xùn)。

（5）電源輸入模塊，強(qiáng)電、弱電采用不同型號連接柱分開插拔，防止插錯電源，引起步進(jìn)驅(qū)動器損壞。

4.實(shí)訓(xùn)電機(jī)：三相異步電動機(jī)：AC380V,60W, 轉(zhuǎn)速1400r/min。

5.工具、導(dǎo)線和配件

(1)工具箱：包含數(shù)字萬用表、電烙鐵、小十字螺絲刀、小一字螺絲刀、中十字螺絲刀、中一字螺絲刀、剝線鉗、斜口鉗、工具箱等常用工具。

(2)專用實(shí)訓(xùn)連接線：配有高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)手槍插連接線，里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用實(shí)芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠。

四、實(shí)訓(xùn)項目

(一)電氣控制實(shí)訓(xùn)

1.三相異步電動機(jī)直接啟動控制

2.三相異步電動機(jī)接觸器點(diǎn)動控制線路

3.三相異步電動機(jī)接觸器自鎖控制線路

4.Y-△啟動自動控制線路

5.用倒順開關(guān)的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

6.接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路

7.按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)接觸器正反轉(zhuǎn)控制線路

8.雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路

9.三相異步電動機(jī)的多地控制

10.工作臺自動往返控制線路

(二)PLC控制電路實(shí)訓(xùn)

1.PLC控制電動機(jī)點(diǎn)動和自鎖控制

2.PLC控制電動機(jī)手動正反轉(zhuǎn)控制

3.PLC控制電動機(jī)帶延時正反轉(zhuǎn)控制

4.PLC控制電動機(jī)帶限位自動往返控制

5.PLC控制電動機(jī)兩地啟動停止控制

(三)PLC基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)

1.可編程控制器的基本指令操作

2.LED數(shù)碼顯示控制

3.天塔之光控制的模擬

4.十字路口交通燈的模擬

5.機(jī)械手動作的模擬

6.四節(jié)傳送帶的模擬

7.裝配流水線控制的模擬

8.五相步進(jìn)電機(jī)控制的模擬

9.水塔水位模擬控制模擬

10.液體混合裝置模擬控制的模擬

11.郵件分揀機(jī)模擬控制的模擬

12.軋鋼機(jī)模擬控制的模擬

13.自動成型機(jī)的模擬

14.自動送料裝車控制的模擬

15.全自動洗衣機(jī)控制的模擬

16.電鍍生產(chǎn)線控制的模擬

(四)PLC實(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

1.溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)控制

2.直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)控制

(五)伺服步進(jìn)控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

1.步進(jìn)電機(jī)定位控制

2.步進(jìn)電機(jī)的速度控制

3.步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

4.伺服電機(jī)定位控制

5.伺服電機(jī)的速度控制

6.伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

(六)PLC、變頻器、觸摸屏應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)

1.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作

2.外部端子點(diǎn)動控制

3.4-20ma模擬量控制變頻調(diào)速實(shí)訓(xùn)

4.0-10V模擬量控制變頻調(diào)速實(shí)訓(xùn)

5.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)

6.多段速度選擇變頻調(diào)速

7.基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

8.基于PLC數(shù)字量方式多段速控制

9.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)

10.PLC、觸摸屏及變頻器通信控制

五、現(xiàn)代電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺模塊主要配置：