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GLPLC-1A型PLC技术智能控制应用平台
2020-07-08 19:16

一、概述
平台可培养学生掌握PLC原理、编程方法、编程技巧、触摸屏控制、变频器控制及工程案例应用。
平台应由PLC可编程控制器单元、电源、输入输出、智能被控对象单元、触摸屏、变频器、三相异步电动机等组成。
PLC技术智能应用平台可满足，维修电工国家职业技能标准中的维修电工四级（中级）自动控制电路装调维修职业功能中的可编程控制器控制电路装调、变频器的认识和维护等工作内容；可满足维修电工三级（高级）可编程控制系统装调维修职业功能中的可编程控制系统分析与程序编制、可编程控制系统调试、可编程控制器故障排除等工作内容；可满足维修电工二级（技师）可编程控制系统装调维修职业技能中的可编程控制系统分析与编程、可编程控制系统调试维修等工作内容。
二、平台设计说明
平台由4个独立单元组成
S7-1200中控单元与被控对象单元，分别采用紧凑式设计，方便移动，放置在桌面使用，中控单元包括：PLC可编程控制器单元、电源单元、输入输出单元、触摸屏做为一个整体，被控对象分为高级操作面板，传送带、电机启动器。 
1、S7-1200中控单元技术参数
（1）S7-1200 PLC
1个S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC， CPU 1214C，紧凑型CPU DC/DC/DC,集成输入/输出： 14 DI24V直流输入，10晶体管输出24 V直流， 2AI 0 - 10VD，供电：直流DC20.4-28.8 V，可编程数据存储区：100KB；
1套SIMATIC STEP 7 Basic 16 版；浮动许可证；工程组态软件 在TIA博途中；DVD 上的软件和文档；许可证密钥在U盘上；A级；6种语言：德语，英语，法语，西班牙语，意大利语，中文； 可在以下操作系统下运行 Windows 7（64 位）， Windows 10（64 位）， Windows Server 2012R2（64 位）， Windows Server 2016/2019(64)； 用于组态 SIMATIC S7-1200 SIMATIC 精简面板。
1个模拟量输入输出模块 SM1234，4路模拟量输入和2路模拟量输出，+/-10VDC（14位）。
1个SM1223数字量输入输出模块 16输入24VDC/16输出。
1个CB1241， RS-485，接线盒，支持自由端口。
（2）电源单元：电源模块PM1207调节型电源 输入：AC 120/230 V 输出：24 V DC/2.5 A 。
（3）输入输出单元
设有一个37芯D型插座，将中控单元的16Di和18DO连接到插头，用以扩展各种负载，同时还布置2路AI和2路AO接口
设有模拟量指示调节单元，可输出符合工业标准的电压信号（0-10V）给PLC的模拟量输入。
设置一个37芯D型插座，用于将中控单元与单轴步进电机和气动实训单元连接。
（4）触摸屏单元
1个KTP700基本版，精简面板，按键式/触摸式操作， 7" TFT 显示屏，65536 颜色， PROFINET 接口，可项目组态的最低版本 WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13，
SIMATIC WinCC Basic V16，工程组态软件在TIA博途中；浮动许可证；DVD上的软件和 文档；许可证密钥 许可证密钥；A 级；6种语言：德语，英语，法语，西班牙语，意大利语，中文；用于组态 SIMATIC 精简面板  
1个SCALANCE XB005工业以太网交换机，带5个10/100MBIT/S接口。
（5）主机操作单元
带8路开关量输入；带8路开关量输出LED指示 
2路电位器模拟量输入（0-10V）；1路模拟量输出显示（0-10V）；1路波开关用于转换模拟量输入输出显示
1个手轮编码器，AB 90°相差脉冲输入，100脉冲/周，学习旋转编码器应用，高速脉冲计数等
配置步进电机、驱动器、用于模拟限位和零点的接近开关，可进行步进电机限位控制与零点控制
（6）Demo的尺寸
高x宽x深=415mmx235mmx333mm
2、高级操作面板
（1）DI/DO单元
开关量输入板：设备提供了独立的16个开关，采用源型（PNP）工作方式，该开关设有3个位置，中间为OFF状态，向左为保持型开关ON状态，向右为瞬动型开关ON状态。对应16个PLC输入地址。
LED矩阵板：LED矩阵板包括了121个LED指示灯，分布的指示灯有红黄绿三种颜色，采用源型（PNP）工作方式，每个指示灯都要预定了的地址，地址被包含在左侧的16DI和右侧的16DQ范围内。他们的使用只有当特定的功能卡片蒙在上面时，可以看到透过功能卡片的小孔透出来的指示灯，该指示灯的地址也同时在卡片上标定，只要按照卡片的地址有相应的输入输出操作，相应的指示灯就会被点亮，表示实现了某一特定功能。每种被控对象通过更换卡片方式完成不同的实训 ：1)汽车灯光雨刷等模拟控制控制; 2) 汽车的车门、车窗控制； 3）三层单梯电梯控制；4）十字路口红绿灯控制；5）工业洗衣机控制；6）配料加料控制；7）车间大门控制；8）物料传送控制；
16个LED指示灯显示板：设备提供了独立的16个LED指示灯，采用源型（PNP）工作方式，指示灯均为绿色。对应16个PLC的输出地址
4位8421码输入开关，4位译码显示器
模拟量输入输出单元：2路模拟量输入和2路模拟量输出，模拟量的规格是-15V~+15V
真实具备加热功能的PID温控器：该单元主要是用于指导学生提高对PID闭环控制的理解，温度控制单元包括两路开关量的输入，分别控制对负载进行加热和冷却，它们都是24Vdc控制。当加热管脚输入高电平时，温度控制单元开始对负载进行加热，负载电流24mA，最高加热温度小于70℃。当风冷管脚输入高电平时，温度控制单元的冷却风扇启动，用于对负载进行冷却。负载的温度通过温度变送器，将温度转换成0~10V的模拟量电压信号，0V对应着0℃，10V对应100℃。温度信号通过设置在上方的AI3输出到插头上，通过插接线连接到PLC上。如果PLC可以接受Pt100的铂电阻温度传感器的信号，也可以通过Pt100的插孔直接连接Pt100的信号。通过对控制对象进行加热和冷却的双向控制，可以实现对温度控制系统的闭环控制。风冷也可以作为一种扰动的负载，检验PID的控制效果。
3、传送带模拟器
通用37针接线插头；单元启动停止按钮和指示灯；传送带可以正反转；3个接近开关；1个光电开；4个按钮；4个LED指示灯；1个蜂鸣器；Demo 尺寸：长x深x高=360mmx180mmx80mm。
4、电机启动电路
三相3P线路保护器；星三角启动电路；V20变频控制器；四孔按钮盒；三相异步电机（120w）*3；每个实训装置包括V20标准变频驱动控制系统教育培训包；SINAMICS V20 变频器单元，支持modbus通讯，带操作面板；PLC与V20有两种控制方式，可以提供Modibus进行UUS网络通讯扩展，同时也可以通过开关量和模拟量控制V20；电机正反转启动电路；外形尺寸：660mmx540mmx320mm。
5、单轴步进电机和气动实训单元
单轴步进电机和气动实训单元是在传送带模拟器基础上的功能增强，是与传送带模拟器配套使用的。使用时需将传送带嵌入其中。
该实训单元包括了一条步进电机单轴模组，有效行程220mm，采用42步进电机和步进电机驱动器，PLC可以通过使能，脉冲和方向控制步进电机的运行
直线模组包括左右限位传感器和参考零点传感器，用于学习步进电机的限位和寻零。
配置SMC双轴气缸和夹爪气缸用于垂直轴运行和工件爪卡。
Demo 尺寸：长x深x高=400mmx220mmx320mm。
6、资源共享接线端子台
PLC的IO资源大多被连接到37芯插座上，为了方便学生接线和其他负载能够方便接入中控单元，设置37芯共享端子台，用以将37芯插座转化成端子。
7、编程用计算机
8、配套实验桌
尺寸（长*宽*高）：1500mmx750mmx750mm
桌面：采用符合国际标准的防静电胶皮全面覆盖，防静电胶皮厚2mm，面板采用三聚氰胺聚合板，面板厚度为25mm。
桌架：采用钢壁厚为1.2mm的加厚钢管，钢管截面为40mm*40mm,采用静电喷涂防锈漆工艺，定制电脑主机位。
三、可完成实训项目（可根据客户需求增配）
1．基本指令编程练习
2．汽车灯光雨刷等模拟控制控制;
3．汽车的车门、车窗控制；
4．三层单梯电梯控制；
5．十字路口红绿灯控制；
6．工业洗衣机控制；
7．配料加料控制；
8．车间大门控制；
9．物料传送控制；
10．PID温控器
11．传送带模拟器
12．电机启动电路
13．单轴步进电机和气动实训单元
14．WINCC组态实训
15．变频器功能参数设置与操作
16．变频器报警与保护功能
17．外部端子点动控制
18.变频器控制电机正反转
19.多段速度选择变频调速
20.基于外部模拟量控制方式的变频调速
21.PLC控制变频器外部端子的电机正反转
22.基于PLC数字量控制方式的多段速
23.基于PLC模拟量控制变频开环调速
24.基于PLC通信方式的变频器开环调速
25.基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
26.基于触摸屏控制方式的LED控制
27.PLC、触摸屏与变频器通信控制
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