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2021年8月21日

工业自动化控制实训平台,工业自动化控制实训装置

SB-PLC01A型工业自动化控制实训平台

一、产品概述

工业自动化控制实训平台,工业自动化控制实训装置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。

二、研发背景

1. 该装置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。

5. 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S7-200 SMART系列PLC到中型S7-1200系列PLC再到大型S7-1500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,最后到大型PLC，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。

5. 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：网络结构主要由西门子主机S7-1500、S7-1200、S7-200SMART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、DP主从站通讯、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

5. 重量：100kg

5. 外形尺寸：800mm×800mm×1820mm

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

实训装置由电源控制单元、电气控制单元、S7-1500单元、S7-1200单元、S7-200SMART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。

5.1电源控制单元装置

（1）输入电压：AC380V±10% 50HZ；

（2）工作电压：AC220V、DC12V、DC24V；

（3）过载保护：装置带漏电保护、通道过载保护，带熔断器；

（4）支持搭载实训实操及工艺类实训项目；

（5）支持设备端子固定引出，支持金属线槽线路敷设

（6）装置外形尺寸：≥850mm×700mm×2000mm

5.2 电气控制装置

（1）要求用于安装不少于2组手自动开关、启动、停止，2组运行、停止及故障指示；1组LCD电压、电流表安装；

（2）要求端子引出，线缆标识清晰合理；

5.3 电源保护装置

（1）用于安装电源开关、熔断保护，电源锁、启动停止按钮，具备急停功能，具备多功能电力仪表检测，设备嵌入式安装；

（2）选用高灵敏漏电保护断路器：工作电流：6-25A，分断能力：5.5KA，漏电动作电流：10mA

（3）漏电保护：漏电开关、具有短路、过载、漏电保护功能

5.4 多功能数显电流电压表

（1）测量三相电流、三相电压、有功、无功、计量功能、有功电能、无功电能、正反向电能、频率、功率因数、带485通讯接口、两路脉冲输出。

（2）面板尺寸：≥80mm×80mm

（3）液晶显示功能

5.5 PLC控制器

（3）板载数字：I/O：不少于14点输入、10点输出（固态－MOSFET）

（4）板载模拟 I/O：不少于2点输入、2点输出

（5）高速计数器：共6个，单相：3个100 kHz以及3个30kHz 的时钟频率；正交相位：3个80kHz以及3个20kHz 的时钟频率

（6）脉冲输出：至少可以组态4 个脉冲发生器

（7）脉冲捕捉输入：至少14个

（9）类型：使用PROFINET（以太网）实现控制

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 和 AQ2；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2 个 PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。

配置光电隔离转接模块，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。

5.6 模拟量输入输出模块

（1）输入路数：不少于4

（2）输出路数：不少于2

5.7 触摸屏

（1）显示屏：TFT真彩液晶屏，64K色

（2）尺寸：7英寸

（3）分辩率：至少800×400

（4）用户内存：≥10MB

（5）接口：PROFINET（以太网）

（6）可用组态软件：Wincc Basic V13 SP1或更高版本

用于PLC主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。

5.8 变频控制单元

（1）数字量输入通道：不少于6个

（2）数字量输出通道：不少于3个

（3）模拟量输入通道：不少于2个；

（4）模拟量输出通道：不少于2个；

（5）故障安全数字量输入：不少于1个

（6）与PLC可以使用PROFINET（以太网）实现控制

5.9 伺服驱动器及伺服电机

（1）最大电机功率：1-2KW

（2）额定输入电流：3-6A

（3）最大输出电流：10-20A

（4）电源电压：200V-240VAC（-15%-+10%）

（5）电源频率：50Hz/60Hz（±10%）

（1）伺服电机轴高：40

（2）伺服电机额定功率：0.75KW

5.10 运动控制对象

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。

5.11二维丝杆控制对象

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。

5.12 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。

5.13 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。

5.14 管理工作站

（1）CPU：Intel I5-9500处理器（主频≥3.0GHz，6C）

（2）主板：Intel 300系列以上芯片组

（3）内存：8G；

（4）显卡：2GB

（5）声卡：集成HD Audio，支持5.1声道（提供前1后2共3个音频接口）

（6）硬盘：1T硬盘；