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2022年11月1日

工业自动化通讯网络实训系统

SB-GYTX工业自动化通讯网络实训系统

一、概述

工业自动化通讯网络实训装置是根据《中华人民共和国教育行业标准--电工电子类实训基地仪器设备配备标准》,教育部"振兴21世纪职业教育课程改革和教材建设规划"要求,按照职业教育的教学和实训要求研发的产品。适合高职院校、职业学校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》、《变频调速技术》、《现场总线控制技术》课程的教学与技能实训。

实训装置也适合技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所各工种PLC实操、技能鉴定考核。

参考图

二、工业自动化通讯网络实训装置特点

1、采用积木组合式结构,含开关量、模拟量、变频调速、触摸彩屏、总线通信模块等,配套组态监控软件、仿真实训软件,实现仿真化、信息化、网络实训教学,体现实训教学的网络性和系统性。

2、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模拟对象,实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制实训,完成学生认知、设计、安装、调试、检修等多种技能实训。PLC实训对象形像逼真,接近工业现场的实际应用,通过本实验装置的训练,学生很快就能适应现场的工作。

3．采用西门子S7-1200系列可编程控制器,功能强大,性能优越,采用模块化设计,组合灵活。

4、多种通信方式：通过以太网总线,将实训装置（从站）PLC和主站PLC进行以太网主从通信。PLC与触摸屏实现S7通信,触摸屏画面可实时监控PLC系统运行状态和控制PLC系统。

三、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<400m

3、装置容量：＜0.5KVA

4、重量：＜110Kg

5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm

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

四、实训装置的基本配置及功能

实训装置由控制屏、实训桌、主机实训组件、实训模块（含丰富的工业现场设备模拟实训对象）、变频器挂箱、触摸屏挂箱、交直流电机、总线单元、等组成。

（一）控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板）

1、交流电源控制单元

三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电,电网电压表监控电网电压,设有带灯保险丝保护,控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制,同时具有漏电告警指示及告警复位。

提供三相四线380V、单相220V电源各一组,由启停开关控制输出,并设有保险丝保护。

2、实验室智慧用电安全控制系统

智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定；电源具有一键锁定功能,处理故障时,防止漏电保护器合闸,造成触电危险；电源具有故障锁定功能,发生故障导致跳闸时,不能人为上电,只能通过远程清除故障后,才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯,没有网络的情况下,教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。

1）智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心,采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面,实时监控设备运行情况,提供Zigbee、CAN等多种通信模式,具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率,功率因数、频率、电能等参数,液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；用户通过刷卡方式请求开启设备,PC端进行授权之后,设备可启动使用,PC端可分时预约设备的启动和停止！设备时间管理包含年月日时间的显示。可设备相应过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定等7大保护功能数值。

2）手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。用户可进行远程在线报修,反应设备故障信息,编辑报修情况,后台可进行远程维护,及时跟进,以有效解决用户设备维护。

3）PC端软件：每个设备状态信息显示,具有多个子界面,具有故障分析,用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备,可单独控制每台设备的开关！用电数据界面能智能查找近2年用电数据,设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。

3、主机实训组件

配置西门子S7-1200（CPU1214c）系列PLC主机,集成数字量I/O（14DI/10DO）,

4.变频器组件

配置西门子G120C变频器,响应速度快,性能优越。

5.触摸屏实训组件

昆仑通态7英寸触摸屏,界面操作简便,图库丰富,操作性强。

（二）实训挂箱

序号	编号	控制对象实训模块	实训教学目标
1	SX1	抢答器/音乐喷泉	通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制,掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中"水流"及音乐的循环控制,掌握循环指令的编写方法。
2	SX2	装配流水线/十字路口交通灯	通过对"生产流水线"顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制,掌握顺序控制指令的编写方法。
3	SX3	水塔水位/天塔之光	通过对"水塔水位"和"储水池水位"变化过程的判断,了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制,掌握移位寄存器指令的编写方法。
4	SX4	自动送料装车/四节传送带	通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制,掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5	SX5	多种液体混合装置	通过对"液体混合装置"中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制,掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。
6	SX6	自动售货机	通过用用户投币数目的识别和自动售货机中各种"货物"的进出控制,掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。
7	SX7	自控轧钢机/邮件分拣机	通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（"钢锭"邮件"）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如"电机"）启停时序的控制,掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8	SX8	机械手控制/自控成型机	通过对机械手停留"位置"及自控成型机各方向"液缸位置"的控制,掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。
9	SX9	加工中心	通过对加工中心中各方向"电机"运行方向及"刀库"进出刀、换刀过程的控制,掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10	SX10	四层电梯	通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制,初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。
11	SX11	步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成；直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。	通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制,初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。
12	SX12	自动洗衣机/电镀生产线	通过对洗衣机进出水时间、洗涤流程及电镀生产线中物块侵入不同溶液的时间、方式、先后顺序的控制,掌握多点PLC控制系统的综合应用能力。
13	BP1	变频器实训组件：配置西门子G120C变频器	初步具有综合应用变频器的能力,了解变频调速在实际中的应用,掌握变频器调速技术及PLC综合控制技术。
14	CM1	触摸屏实训组件：昆仑通态7英寸	了解工业触摸屏的功能及使用方法、掌握与PLC之间的通信知识,并掌握复位、置位、交替等功能键、图形（曲线）显示、动态画面跟踪在触摸屏中的实现方法。
15	WK1	典型电动机控制实操单元：交流接触器3只；时间继电器1只,3个按钮,3只交流指示灯,2只热继电器,元器件配置专用底座。	掌握一般强电系统的安装和调试工作过程知识,实现PLC方式的电机典型运行控制；掌握安装和调试PLC电气控制系统的有关知识。
16	WK2	网孔板	学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。

（三）.步进电机实训系统

步进电机实训系统由运动小车、同步带轮传动机构、步进电机及驱动器、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、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,通过脉冲个数定位,小车位置控制精确。该系统外观精美,体积紧凑,重量轻,行程范围：0.4米。实验系统能满足大中专院校可编程控制器技术的教学、课程设计和毕业设计。

（四）三相鼠笼异步电机：交流380V/△

（五）实训桌

实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板；左右设有两个大抽屉（带锁）,用于放置工具及资料,电脑桌联体设计,造型美观大方。

五、实训项目

（一）PLC基本技能实训

1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）

3.PLC仿真实训

（二）PLC模拟控制应用实训

4.数码显示控制

5.抢答器控制（优先级、数值运算,具有声效功能）

6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）

7.音乐喷泉控制（具有声效功能）

8.十字路口交通灯控制

9.水塔水位控制

10.自动送料装车系统控制

11.四节传送带控制

12.装配流水线控制

13.多种液体混合装置控制

14.自控成型机控制

15全自动洗衣机控制（具有声效功能）

16.电镀生产线控制

17.自控轧钢机控制

18.邮件分拣机控制

19.自动售货机控制

20.机械手控制

21.三层电梯控制

22.四层电梯控制（实物）

23.加工中心控制（实物）

（三）PLC实物控制实训

24.温度PID控制

25.步进电机运动控制

26.直流电机控制

27.直线运动控制

28.运动小车控制

29.步进电机位置控制

（四）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）

30.三相电机星三角控制

31.三相电机正反转控制

32.机床电路控制

33.三相电机点动控制

34.三相电机连续控制

（五）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

35.变频器功能参数设置与操作

36.变频器面板操作与运行

37.变频器无级调速

38.外部端子点动控制

39.变频器控制电机正反转

40.多段速度选择变频调速

41.外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速

42.PLC控制变频器外部端子的电机正反转

43.PLC数字量控制方式的多段速

44.PLC数字量控制方式的电机降压启动

45.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制

46.基于PLC模拟量控制变频开环调速

47.基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习

48.触摸屏画面等级设置及操作

49.触摸屏画面切换操作

50.基于触摸屏控制方式的LED控制

51.基于触摸屏控制方式的电机运行时间控制

52.基于触摸屏控制方式的抢答器控制

53.基于触摸屏控制方式的四节传送带控制

54.基于触摸屏控制方式的运料小车控制

55.基于触摸屏控制方式的自动供水控制

56.基于触摸屏控制方式的多段速控制

（六）气动控制实验

57.三相电机星三角控制

31.三相电机正反转控制

32.机床电路控制

33.三相电机点动控制

34.三相电机连续控制

六、设备主要配置

名称	型号	数量	单位
实验屏		1	台
电源控制屏		1	台
实验桌		1	张
学生凳		2	张
PLC主机	CPU1214C	1	台
数字量模块	Sm1223	1	台
模拟量模块	SB1232	1	台
通讯电缆	网线	2	条
通讯电缆	触摸屏通讯线	1	条
实验挂箱	抢答器/音乐喷泉	1	块
	装配流水线/十字路口交通灯	1	块
	水塔水位/天塔之光	1	块
	自动送料装车/四节传送带	1	块
	多种液体混合装置	1	块
	自动售货机	1	块
	自控轧钢机/邮件分拣机	1	块
	机械手控制/自控成型机	1	块
	加工中心	1	块
	四层电梯	1	块
	步进电机/直线运动	1	块
	自动洗衣机/电镀生产线	1	块
	变频器实训挂箱（G120C）0.37KW	1	块
	触摸屏实验箱TPC7062TI（7寸工业级彩色）	1	块
软件	演示板原程序及西门子编程软件	1	套
软件	触摸屏编程软件	1	套
说明书	实验指导	1	册
网孔板		1	套
网孔板散件		1	套
小车运动模型		1	套
三相异步电机		1	套
连接线	实验连接线50cm自锁线	50	条

七、气动实训模块

本实训模块由各种小型标准工业气动元件、电气控制部分、微型空气压缩机等组成,能开设气动元件和电气元件的识别、方向控制回路、速度控制回路、顺序动作回路等实训项目,可以集成到工业自动化通讯网络实训平台,实训方便。

1）气动元件主要配置清单

名称	主要配置	数量
双作用气缸	（1）使用压力范围0.15-1MPa,耐压15bar （2）行程≧50mm （3）活塞密封采用异型双向密封结构,尺寸紧凑（4）配装磁性开关（5）配有安全导线接线接头	1个
过滤减压阀	调压范围0.5-9bar,集成压力表	1个
二位五通手	（1）使用压力范围0-1MPa	1
动阀	（2）动作方式：手控直动式（3）保证耐压力：1.5MPa	个
手旋阀	（1）外部控制直动式（2）有效截面积12.0mm2 （3）使用压力范围0-8bar （4）滑柱式结构	1 只
单气控二位三通阀常开式	（1）常开,外部气控式（2）有效截面积16.0mm2 （3）使用压力范围：0.15-0.8MPa （4）动作频率至5次/秒（5）滑柱式结构,密封性好,流量至400L/min	1 个
单电控二位三通阀常开式	（1）常开式,有效截面积16.0mm2 （2）使用压力范围：0.15-0.8MPa （3）动作频率至5次/秒（4）工作电源24VDC （5）滑柱式结构,密封性好（6）配有安全导线接线接头	1 个
安全阀	（1）外部控制直动式（2）有效截面积12.0mm2 （3）使用压力范围0-8bar （4）滑柱式结构	1个
二位三通压力顺序阀	适用范围：可以使用经过润滑的压缩空气	1个
先导式电磁换向阀	（1）常开式,有效截面积16.0mm2 （2）使用压力范围：0.15-0.8MPa （3）动作频率至5次/秒（4）工作电源24VDC （5）滑柱式结构,密封性好（6）配有安全导线接线接头	1个
排气节流阀	使用压力范围：0.0-1MPa	1个
双压阀（与阀）	工作压力范围0-9.9kgf/cm2,有效截面积14mm2	1个
梭阀（或阀）	工作压力范围0-10kgf/cm2,有效截面积7.5mm2	1个
可调节单向节流阀	使用压力范围0.05-0.95MPa；额定流量450L/min	1个
气管及辅材		1套
接近开关	电感式,配有安全导线接线接头	2个
器件底座	所有气动元件均装有带弹性插脚的底板,底板采用ABS工程塑料,一次压制而成,实验时可以随意在通用铝合金型材板上,组装各种实验回路,操作简单、方便。	14个