开放式多功能PLC教学实验系统（可线上线下实验）上海硕博公司

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2023年6月21日开放式多功能PLC教学实验系统（可线上线下实验）

SBJD-KBT开放式多功能PLC教学实验系统（可线上线下实验）

一、概述

可编程逻辑控制器（PLC）专为工业环境应用而设计，是计算机技术与继电接触控制技术相融合的产物，具有可靠性高、抗干扰能力强、配置灵活、编程简单、寿命长、易于扩展等一系列的优点。正是这些优点造就了PLC在工业控制及电气自动化行业中的核心地位。工科类院校很多专业开设了PLC相关课程，但不同专业对其实验要求可能不同，据此我司开发出了系列PLC控制类教学实验设备，下面介绍的是其中较为畅销的一款设备--开放式多功能PLC教学实验系统。

二、设备简介

开放式多功能PLC教学实验系统由PLC工作台、组态软件、环形输送线以及远程控制实验系统等部分组成（如下图所示）。其中PLC工作台集成了PLC控制、电源管理、触摸屏人机交互单元、变频驱动单元、步进驱动单元等几部分功能模块。环形输送线是根据实际生产线中的一段为原型简化而成，是一个典型的物品识别与分拣系统，配有红外传感器、电涡流传感器、霍尔传感器等与可完成速度测量、产品计数、磁性物品识别等实验等。

学生既可通过系统配备的功能模块开展PLC控制实验，也可通过触摸屏组态丰富有趣的虚拟被控对象，从最基本的控制指令到可实现多个控制系统的模拟及实物控制。完全开放的结构，赋予学生动手操作的空间，自由搭建、功能扩展，高度灵活性、易维护、可持续升级，特别适合开展需求多样的课程设计项目、机电创新项目、智能制造基础项目，是符合"新工科"建设理念的教学实验系统。

该系统还具有网络功能、线上实验功能和可扩展功能，是一个理想的PLC教学实验系统。

设备尺寸（长*宽*高）：2000×900×1700mm

配置建议：根据学生班人数，2-3人共1套。

三、开放式多功能PLC教学实验系统

（一）PLC工作台

PLC工作台构成示意图

PLC控制（模块）：选用西门子S7-1200系列。该系列具有集成 PROFINET 接口、强大的集成工艺功能和灵活的可扩展性等特点，为各种工艺任务提供了简单的通信和有效的解决方案，尤其满足多种应用中完全不同的自动化需求。可满足系统、控制器、人机界面和软件的无缝整合和高效协调的需求。

接口面板：采用金属面板作为接口底板，集成了PLC实验项目全部所需要的电源接口、四路双触点继电器输出模块和PLC所有的输入、输出及公共端子引出接口。所有接口全部采用可拔插式圆孔插座，方便使用者用安全的跌插线开展实验及扩展应用。

工业触摸屏和组态软件：为了使实验环境与工业控制实际应用场景更为接近，标配工业触摸屏和组态软件。基于组态软件,在触摸屏上实现PLC控制对象的全真模拟,并通过PLC实现对模拟被控对象的控制。帮助学生全面了解PLC的应用场景，为日后的工作打下基础、积累经验。

被控对象：包含一维步进驱动单元和交流变频驱动单元。

（二）网络功能

该教学实验系统支持以太网连接，PLC可编程控制器、HMI触摸屏和交流变频器均通过PROFINET基于以太网进行通信；PLC工作台之间可通过台体左右两侧的LAN接口（PN口）进行级联，构建由多台组成的PLC控制网络，从而实现网络化实验教学。

（三）远程控制实验系统

在疫情常态化防控的大背景下，实验教学活动面临着较大的不确定性，为了缓解这个矛盾，开发出远程控制实验系统。利用远程控制实验系统，学生可以开展远程实验即线上实验，并提交实验报告。

远程控制实验系统实现实验操作从登录到退出结束实验等整个流程的管控，学生通过在本地将编好的PLC程序通过远程实验系统下载到PLC控制器中，并可通过高清摄像头实时观看实验台运行状态。

远程控制实验系统具体包括如下：

Ø用户信息

与学校的人员信息进行对接，自动获取人员基本信息。

Ø统一身份认证登录

校内师生通过学校的统一身份认证账号进行登录，方便师生使用的同时，保证实名制。

Ø学生预约

学生登录系统后，可以主动发起预约，预约特定日期、特定时间段的远程实验台。

预约时系统自动根据已完成的预约情况，向学生展示空闲的可预约设备。

Ø预约时间管理

管理教师可以根据管理需要设置允许学生预约的起止时间，以及每个时间段持续的时长。

Ø教师授权

对于批量上课的学生，在学生主动预约时间的基础上，系统还支持由教师直接主动向学生授权的管理方式。即管理教师将某天某时段的某些远程实验台，授予给某班级或若干名学生。

Ø授权时间管理

其中授权时的时间段可进行调整，并在每次授权时可通过自定义时间进行灵活的设置。

Ø查看可用实验台

学生等通过预约或者教师授权，获得实验台的使用权限后，在对应的时间即可登录系统，在系统内看到可用的实验台。管理教师登录时，可以看到每一台实验台的状态，以及当前使用人。

其中，绿色图标为有人正在占用的实验台、灰色图标为空闲的实验台，点击空闲的实验台图标，系统自动接入实验室内的实验台。

Ø访问及操作实验台

点击实验台图标后，系统自动接入实验室内的实验台，将实验台的工控机桌面以及配套的视频直播摄像头画面进行展示。学生可以远程进行各项操作，包括调试代码，通过配套的远程控制终端进行实验台工作模式切换、重启等。

Ø退出实验台

用户可以通过手动关闭浏览器窗口、浏览器等方式手动退出远程连接，亦可以在截止时间时由系统自动强制退出远程连接，供下一个预约的学生使用。

Ø访问记录

系统自动记录学生的访问和退出记录。

Ø教师调整实验台工作状态

在使用过程中，管理教师可以手动调整实验台的工作状态，以此来强制退出学生访问。

（四）扩展功能： 该教学实验系统具有扩展功能，以后，可以根据课程的发展以及实际需求，扩展新的控制对象，包括虚拟控制对象和实物控制对象，开发出一系列新的实验项目，满足教学实验要求。

2023年6月21日 开放式多功能PLC教学实验系统（可线上线下实验）

2023年6月21日开放式多功能PLC教学实验系统（可线上线下实验）