三菱工业自动化技术综合教学及实训平台:上海硕博公司

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2025年3月11日三菱工业自动化技术综合教学及实训平台

SBGYW-02型三菱工业自动化技术综合教学及实训平台

一、产品概述

三菱工业自动化技术综合教学及实训平台、工业自动化实训室设备以三菱系列PLC应用为导向，以工业控制系统安装与调试、现场编程、系统设计及维护等职业技能为核心，涉及电机驱动、机械传动、气动、可编程控制器、传感器、变频调速等多项技术，为学生提供一个典型的、可进行综合训练的工程环境。把工业自动化实训室建设成一个满足学生职业技能考核、学生自动控制竞赛、技术应用形式多样、学生参与性强、设备智能水平高、具有较好开放性和创新性的实训平台。可开展中级维修电工PLC和变频器考证项目、可编程序控制系统设计师中级考证项目、运动控制系统实训项目和人机界面设计项目。
三菱工业自动化技术综合教学及实训平台主要承担课程：《中级维修电工考证》、《可编程序控制系统设计师中级考证》、《可编程控制器原理及应用》、《运动控制系统》、《人机界面设计与应用》、《机电一体化》、《机器人技术》等。

二、研发背景

1. 三菱工业自动化技术综合教学及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。

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口都可通过光电隔离转接模块引出（保护主机元件），可以用于插接式训练，也可进行线接式实操训练。

2. 在主机选型方面由小型FX3U系列PLC到中型FX5U系列PLC，全面覆盖了西门子常用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，再到中型PIC,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MCGS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：网络结构主要由三菱主机FX5U-32MT、FX3U-48MT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RS485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FX3U-48MT单元、FX5U-32MT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。

2. FX5U单元

FX5U单元主要由主机FX5U-32MT和信号转接板组成，

主机FX5U-32MT,FX5U内置12位2ch模拟量输入和1ch模拟量输出。闪存128KB字节，工作电源22VAC，自带DI16/DQ16，AI2/AQ2板载 DI16 x 24VDC 漏型/源型，板载 DQ16 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板载8 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；内置RS-485通信端口，内置Ethernet端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。

光电隔离转接模块，将主机I/O信号插座转接，保护主机元件，便于学生实训接线；所有插座均可接插，实现设备的通用性。

3. FX3U单元

单元主要由主机FX3U-48MT、通讯模块FX3U-64CCL和信号转接板组成。

主机FX3U-48MT, 工作电源220VAC，内置64,000步RAM(电池支持),基本指令. 0.065u S/指令，应用指令: 0.642 ~数100u S/指令，集成数字量I/O（24路数字量输入/24路数字量输出）、集成3路高速脉冲输出，4路高速计数；支持RS-485通信。

光电隔离转接模块，将主机I/O信号插座转接，保护主机元件，便于学生实训接线；所有插座均可接插，实现设备的通用性。

4. 触摸屏单元

触摸屏单元采用 7寸彩色触摸屏GS2107-WDBD-N，用于FX5U和FX3U主机通讯，控制和显示各单元的运行状态。

5. 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 。

6. 变频调速单元

变频调速单元采用三菱FR系列FR-D720S变频器，单相220V供电，输出功率0.4KW。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。

7. 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、定位控制、报警运行控制、点动控制、位置显示控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻。

8. 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。

实训结合挂箱用于虚拟仿真实训，此挂件通过RS-232和PC计算机通讯，可在计算机显示器上实时呈现仿真画面。

9. 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，采用直流伺服驱动，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。

10. 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。

11. 三相交流电机

交流额定电压380V/△接法，转速1400转/min，功率180W，频率50HZ，绝缘等级E级。

六、实训项目

PLC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）

PLC虚拟控制应用实训

1.与、或、非逻辑功能测试

2.定时器、计数器功能测试

3.跳转、分支功能训练

4.移位寄存器测试

5.数据处理功能训练

6.微分、位操作测试

7.三层电梯控制

8.自动售货机

9.机械手

10.自动门

11.天塔之光

12.全自动洗衣机

13.自动成型机

14.邮件分拣

15.物料分拣

16.多级传输

17.八段码显示

18.多种液体混合

19.双面铣床

20.电镀槽

21.交流电机正反转控制

22.小车运动

23.搅拌站

24.汽车灯光控制

25.汽车火花塞点火控制

26.加工中心控制

27.隧道监控

28.自动扶梯

29.CA6140普通车床PLC改造控制

30.X62W万能铣床PLC改造控制

31.T68卧式镗床PLC改造控制

32.M7120平面磨床PLC改造控制

33.Z3050摇臂钻床PLC改造控制

34.电动葫芦PLC改造控制

35.Z35摇臂钻床PLC改造控制

36.M1432A万能外圆磨床PLC改造控制

PLC实物控制应用实训

37. 直线运动位置检测、定位控制

38. 步进电机定位控制

39. 步进电机的速度控制

40. 步进电机的正反转控制

41. 伺服电机定位控制

42. 伺服电机的速度控制

43. 伺服电机的正反转控制

44. 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

1. 三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制

2. 三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制

3. 三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制

4. 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

1. 变频器功能参数设置与操作

2. 外部端子点动控制

3. 变频器控制电机正反转

4. 多段速度选择变频调速

5. 变频器无级调速

6. 外部模拟量方式的变频调速控制

7. 基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制

8. 基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制

9. 基于PLC通信方式的变频开环调速

10. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习

11. 基于触摸屏控制方式的数码显示控制

网络通讯综合实训

1. PLC与变频器RS485通讯实训

2. PLC、触摸屏与变频器通信控制

3. PLC主机之间通讯实训

4. PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训

七、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。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：

2025年3月11日 三菱工业自动化技术综合教学及实训平台

2025年3月11日三菱工业自动化技术综合教学及实训平台