SBGYW-02PLC综合实训装置
一、 产品概述
PLC综合实训装置、PLC综合实验实训设备为满足企业、院校实训、培训教学需要，提高培训效果、培训质量需要，完成PLC实训台安装、调试、运行、维护等工作。
PLC综合实训台、PLC综合实验室设备基于《可编程控制器原理及其应用》课程，PLC综合实训装置面向自动化、电气自动化以及机械电子等专业的学生开放，除了开设与课程直接相关的实验以外，也开展学生课外科技活动，也用于教师和研究生的科研项目。系列设计性的实验实训，提供了一个由理论学习向生产实际所需的综合知识学习的转化，由知识积累向能力素质转化的平台。
西门子PLC实验室设备是电类学科重要的专业实验室之一。拥有西门子s7-200PLC及配套的变频器综合实验装置。该实验室主要服务于自动化、电气工程、机器人工程、智能电网等专业，可开设《电气控制与PLC技术》、《交流调速与变频器应用》、《组态软件技术》等课程的实验实训教学，还可开展相关课程设计、综合实训和毕业设计。主要培养学生在PLC工控领域的实战能力。该实验室也为PLC相关学科竞赛提供实验平台，同时也承担一些合作企业员工的PLC基础培训任务。
PLC综合实训台综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。
参考图
二、 研发背景
1. PLC综合实训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。
2. 工业迅速发展处理器要求不断提高，教学需要与时俱进设备要不断升级，而教学还需要从基础学起，同时满足需要实验室建设重复会导致浪费资金和实验室空间。
3. 一个产品需要多种加工工艺，导致工业现场设备错纵复杂，一个主机不能完成所有工作，需要多个站点进行相互配合完成。
4. 不同层次的考核需要不同设备，不能有机的进行结合，有些实训完成后无法进行考量检查学生的接受程度。
三、 装置特色
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. 在主机选中型S7-1200系列CPU1214C，西门子常用PLC类型，主机可以通过并口连接到实训区进行实训，可从基础小型PLC开始学起，由简到繁的学习理念让学生容易接受，学习起来更加得心应手。
3. 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，配套工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学。
4. 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。
5. 仿真实训教学：通过虚拟环境实时显示PLC运行状态，模拟工业现场控制，可以进行编程训练、程序编写测试等功能。
6. 模块化网络系统：网络结构主要由、变频器、PLC、触摸屏、伺服等构成，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。
四、 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：1780mm×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
五、 基本配置及功能：实训装置由PLC单元、变频单元、步进单元、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、直流电机等组成。
1. S7-1200单元：S7-1200单元主要由主机1214C和信号转接板组成。主机1214C,工作存储器125 KB；工作电源24VDC，自带DI14/DQ10，AI2/AQ2板载 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板载 DQ10 x 24VDC 及 AI2 ；板载 6 个高速计数器和 4 个脉冲输出；支持3 个用于串行通信的通信模块，8 个用于 I/O 扩展的信号模块；运行速度0.04 ms/1000 条指令；具有1个PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。配置RS485模块，数字量输入输出模块。
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PLC主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。
3. 工业以太网交换机：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G120C变频器，三相380V供电，输出功率0.55KW。集成PROFINET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虚实结合挂箱，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伺服驱动和步进驱动组成。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.传感器单元：传感器单元主要有各种常用传感器：温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光电传感器、电感传感器、电容传感器、磁性传感器、光照传感器等。
10. 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。
11.气动机械手：气动机械手由单杆气缸、双杆气缸、旋转气缸、夹紧气缸、加工件、钣金件、底座、电磁阀、磁性开关等组成、能够独立完成物料取料送料完整动作过程。
12.网关：云组态开发远程监控界面，手机APP控制，PLC远程下载调试，报警信息微信/短信/电话推送，企业数字化大屏展示，智能维保，摄像头远程监控现场，流量卡管理，用户权限分级管理，大数据分析系统，设备催款且防拆，大数据统计报表及分析，私有云平台定制部署等等。支持西门子PLC，三菱PLC, 施耐德PLC, AB,倍福PLC, 松下PLC,台达PLC,信捷PLC,欧姆龙PLC,安川PLC、汇川,海为PLC,利川IPLC, LG PLC等.支持网口和串口RS232/RS485通信，支持威纶触摸屏，支持西门子触摸屏，支持昆仑通态触摸屏等.远程监控，通过速控云免费提供的云组态软件，可一次，电脑端和手机端便同时拥有相同的界面。通过设置故障报警，并可以通过微信、短信、平台、邮件等方式推送，以便能及时收到故障情况。
六、实训项目
lPLC基本技能实训
MCGS组态棒图实验教学,利用已编辑好组态棒图,对以下任何实验进行动态跟踪教学实验针对实验项目的具体要求，学生自行编辑组态棒图进行实验。
1. PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等）
lPLC虚拟控制应用实训
1. 数码显示控制
2. 抢答器控制
3. 天塔之光控制
4. 音乐喷泉控制
5. 十字路口交通灯控制
6. 水塔水位控制
7. 自动送料装车系统控制
8. 四节传送带控制
9. 装配流水线控制
10. 多种液体混合装置控制
11. 自控成型机控制
12. 自动洗衣机控制
13. 电镀生产线控制
14. 自控轧钢机控制
15. 邮件分拣机控制
16. 自动售货机控制
17. 机械手控制控制
18. 四层电梯控制
lPLC实物控制应用实训
19. 直线运动位置检测、定位控制
20. 步进电机定位控制
21. 步进电机的速度控制
22. 步进电机的正反转控制
23. 伺服电机定位控制
24. 伺服电机的速度控制
25. 伺服电机的正反转控制
26. 伺服电机和步进电机的综合控制
l典型电动机控制实操实训
27. 三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制
28. 三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制
29. 三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制
30. 三相鼠笼式异步电动机Y/△转换起动PLC控制
lPLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
31. 变频器功能参数设置与操作
32. 外部端子点动控制
33. 变频器控制电机正反转
34. 多段速度选择变频调速
35. 变频器无级调速
36. 外部模拟量方式的变频调速控制
37. 基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制
38. 基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制
39. 基于PLC通信方式的变频开环调速
40. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
41. 基于触摸屏控制方式的数码显示控制
l网络通讯综合实训
42. PLC与变频器RS485通讯实训
43. PLC、触摸屏与变频器通信控制
44.PLC主机之间PROFINET通讯实训
45.PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训
46. PLC与传感器通讯实训
47.PLC与仪表通讯实训
48.工业物联网实训
l传感器实训
49.温度传感器实训
50.湿度传感器实训
51.压力传感器实训
52.磁性开关实训
53.电感传感器实训
54.电容传感器实训
55.光电开关实训
七、配套教学资源
1、在线教育课程开放平台（具有软件著作权，配1个登录帐号）:
1）本系统是互通教学多元化管理平台，将用户传统的各个平台系统实施整合，集中互通管理，解决多平台、多账号难以管理、数据库分散无法集中统计等问题。系统包含了：在线教务管理系统、在线课程资源管理平台、在线习题库平台、在线考试考核平台、线上视频课程管理平台及线上虚拟仿真教学管理平台，真正意义的一站互通数据集中统计！
2）课程资源：多个微课视频实拍采集教学视频素材，后期影视包装，片头10秒左右，片尾5秒左右，视频尺寸不低于1920*1080，视频格式MP4、FLV等；多个虚拟仿真内容采用unity引擎开发，在pc端win系统上运行（win7、win8、win10，注不包含win xp）软件。
3）为了教学的统一性要求在线教育平台与实训装置是同一个生产商！
4）部分微课内容举例：
|
学习项目 |
学习任务 |
参考课时 |
|
项目一、三相异步电动机启动线路制作、调试与故障排除
|
任务一：识别低压电器及异步电动机 |
2 |
|
任务二：点动与自锁正转控制线路的实施 |
12 |
|
|
任务三：联锁正反转控制线路的实施与检测 |
12 |
|
|
任务四：Y-△降压启动控制线路分析与接线 |
6 |
|
|
任务五：三相异步电动机顺序控制线路安装与测试 |
6 |
|
|
项目二 三相异步电动机行程控制线路的设计及实施 |
任务一：电动葫芦控制线路设计及实施 |
6 |
|
任务二：工作台自动往返线路设计及实施 |
4 |
|
|
项目三 三相异步电动机制动控制线路分析设计及实施 |
任务一：三相异步电动机反接制动控制线路安装与测试 |
4 |
|
任务二：三相异步电动机能耗制动控制线路安装与测试 |
4 |
|
|
项目四 卷帘门控制电路的安装、调试及故障排除
|
任务一：卷帘门控制电路的安装、调试及故障排除 |
10 |
|
任务二：卷帘门PLC控制电路设计 |
4 |
|
|
任务三：卷帘门PLC控制控制程序设计与调试 |
6 |
|
|
项目五 传送带送料装置控制线路的安装、调试及故障排除 |
任务一：传送带送料装置控制电路安装、调试及故障排除 |
10 |
|
任务二：用PLC技术实现传送带送料装置控制 |
4 |
|
|
任务三：编写调试PLC程序及系统总调试 |
6 |
2、仿真软件
★（1）电力拖动仿真教学软件（网络版、具有软件著作权）
一、产品概述
本产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.1-2006）《职业技能实训和鉴定设备通用技术规范》与教育部有关专业教学大纲而设计，内容包括三相异步机单向转动控制等30个实训项目，涵盖维修电工初级、中级、高级主要实训项目，每个项目又根据需要设有实训目的、实训器件、实训电路、电路原理、器件布局、元件检查、通电运行、通电运行、故障排除等多种训练任务。软件以技能为核心，项目为引领、任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性于一身，性价比极高。为职业教育与技能实训、鉴定信息化、现代化提供了不可或缺的丰富资源。
二、软件功能要求
1．具有教学游历功能
（1）包含的教学内容：要求认识电路、器件；要求认识现场设施设备器材器件。
（2）实现的教学目标：实现对现场环境、设备设施的初步认识；实现对现场作业程序的初步认识；实现对现场安全生产的初步认识；实现对现场生产氛围的初步感受。
（3）实现的教学效果：要求对现场环境产生较深刻的印象，解决专业认识性实习课题；实现对现场设施、设备初步认识，解决岗位认识性实习课题。
三、模块列表
|
一级模块 |
内容 |
|
初级 |
三相异步单向转动控制、三相异步机正反转控制、三相异步机两地控制 |
|
中级 |
手动顺序控制与测量、能耗制动控制与测量、Y/△启动控制与测量、四限位行程控制与测量、自动顺序控制与测量、单向转动控制与测量、双限位控制与测量、两地控制与测量、三相五线供电系统、照明电路及单相电动机控制 |
|
高级 |
正反转能耗制动与无功计量、双速电动机控制、Y/△启动顺序控制、三速电动机控制、直流电动机正反转、调速与制动、直流电动机反接制动控制、点动功能正反转控制、多台电动机联动控制、电动机控制与功计量、顺序启动控制 |
|
综合 |
车床、钻床 |
★（2）网络版电工作业培训教学软件（安全用电）（网络版）
本产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.2－2006）《"维修电工"职业技能实训和鉴定设备技术规范》与教育部有关专业教学大纲而设计研制，包含电工初步（电工基础、电工仪表、导线连接、安全用具、安全标志）、基本操作（低压电器、电机与变电器、照明电路、电子技术）、风险排除（灭火器类型、灭火器使用）、触电急救（触电方式、防护措施、接地与接零、心肺复苏）4大模块，15个实训单元，72个实训项目。
软件以技能为核心，项目为引领，任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性和灵活性于一身，性价比极高。为职业教育与技能实训、鉴定信息化、现代化提供了丰富的教学资源。
★（3）三菱PLC与变频器仿真教学软件（网络版）
一、产品技术要求
软件PLC产品依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准（LD/T81.2－2006）《"维修电工"职业技能实训和鉴定设备技术规范》与教育部有关专业教学大纲而设计研制，包括可编程控制器和变频器在内的26个项目，每个项目又根据需要设有：实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行等多种模块，基本涵盖了国家维修电工中级、高级和技师鉴定考核对于可编程控制器和变频器的应知应会全部要求。软件以技能为核心，项目为引领，任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性和灵活性于一身，性价比极高。该软件不仅可以作为实训教学应用，其大量的原理动画演示也可以作为助教型软件素材应用于课堂教学环节。为电气自动化、机电一体化等电工电子专业的技能实训、鉴定信息化、现代化提供了丰富不可或缺的教学资源。
二、产品内容要求
|
级别 |
内容 |
|
中级 |
PLC工作原理控制、程序的执行过程、电动机的起停控制、电动机的正反转控、电动机循环正反转控制、三速电动机控制 |
|
高级 |
星/角起动控制、电动机正反转能耗制动控制、彩灯循环控制、数码管的点亮控制、大小球传送装置控制、简易机械手的控制 |
|
技师 |
电镀生产线的控制、自动交通灯的控制、皮带运输线的控制、工业洗衣机的控制、恒压供水系统的控制、小推车控制、停车场车位的控制、变频器的PU操作、变频器的EXT操作、变频器的组合操作 |
|
综合 |
手持编程器的操作、X62W万能铣车、Z3050摇臂钻床、CA6140型车床 |
（4）西门子PLC仿真实训软件（具有软件著作权，网络版）
软件以西门子PLC S7-200系列型号为依据，对重点、难点PLC控制电路展开仿真实训。通过3D Max建模，结合Flash编程技术，融合教学设计，每个实训项目精心设计了实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行等训练模块，基本涵盖了国家维修电工中级、高级和技师鉴定考核对于可编程控制器的应知应会全部要求。
本软件在研制中力争贯彻如下的设计思想：以就业为导向，以技能训练为核心，体现职业性；以三维职场的构建与再现为训练环境，体现情境性；以真实项目为引领、任务为驱动、工艺过程主线，体现过程性；以学生自主训练为主，教师演示为辅，体现以学生为主的主体性；以职业生产活动为中心，强化技能养成，体现养成性。
本软件主要以网络形式发布，供学生在C/S架构的微机室使用，标准配置为30个终端，可供至少一个班的学生上机仿真实训。单机版另配，主要供教师演示性教学以及实训教师备课使用。
本软件适用于机电一体化技术、电气自动化技术、电力系统自动化技术、电气技术应用、机械工程与自动化、机械设计制造及其自动化、自动化生产设备应用、机电设备安装与维修等专业学生的实训教学，也可作为维修电工、可编程控制器程序设计师、电梯安装与维修工等职业培训与仿真技能鉴定，是电工电子实训中心、机电一体化技术、电气自动化技术、电力系统自动化技术等专业仿真实训室的主体虚拟仿真实训软件之一。
|
一级模块 |
二级模块 |
三级模块 |
|
基本指令 |
电动机启停控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
电动机正反转控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
电动机循环正反转 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
可逆运行反接制动 |
控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 |
|
|
三速电机控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
星角降压启动控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
数码管点亮控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
交通灯控制 |
控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 |
|
|
恒压供水系统控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接 |
|
|
应用指令 |
循环彩灯控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
停车场车位控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
小推车控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
简易三层电梯控制 |
实训目的、控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 |
|
|
顺序控制指令 |
大小球传送装置控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
简易机械手控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
音乐喷泉控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
运料小车控制 |
控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 |
|
|
电镀生产线控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
皮带运输线控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
工业洗衣机控制 |
实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行 |
|
|
双面铣床控制 |
实训目的、控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 |
（5）工业自动化数字孪生仿真软件
采用单片机技术，具备多路数字量输入输出、模拟量输入输出，有通讯接口与电脑相连，通过内置协议与上位机中虚拟仿真教学软件实时通讯，实现数据采集和对外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路开关量输入接口及指示、24路开关量输出接口及指示、4路模拟量输入接口、4路模拟量输出接口、系统协同传感器模块将动作信号反馈给上位机仿真软件中的虚拟对象模型，虚拟对象模型给出反馈信号，PLC等智能控制器根据信号执行相应的输出操作，以此反应整个系统执行动作过程。能在具有物理属性的3D环境中进行虚拟设备的仿真调试。具有高度的人机交互性，通过虚拟对象进行各种与实际环境中相同的操作。与各PLC主机兼容。软件通过自动、手动和PLC控制三种模式再现了以下虚拟工业场景，3D场景的PLC实验项目（3D场景的PLC实训项目和本实训台PLC虚实结合控制实训模块实训项目一致）：
1）三层电梯控制
2）自动售货机
3）机械手
4）自动门
5）天塔之光
6）全自动洗衣机
7）自动成型机
8）红绿灯
9）装配流水线
10）四路抢答器
11）音乐喷泉
12）轧钢机
13）邮件分拣
14）物料分拣
15）多级传输
16）八段码显示
17）多种液体混合
18）双面铣床
19）电镀槽
20）交流电机正反转控制
21）小车运动
22）搅拌站
23）汽车灯光控制
24）汽车火花塞点火控制
25）加工中心控制
26）隧道监控
27）自动扶梯
28）CA6140普通车床PLC改造控制
29）X62W万能铣床PLC改造控制
30）T68卧式镗床PLC改造控制
31）M7120平面磨床PLC改造控制
32）Z3050摇臂钻床PLC改造控制
33）电动葫芦PLC改造控制
34）Z35摇臂钻床PLC改造控制
35）M1432A万能外圆磨床PLC改造控制
