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一、產(chǎn)品概述
工業(yè)自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對(duì)可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級(jí)開展培訓(xùn)及技能鑒定。
二、裝置特點(diǎn)
1.工業(yè)自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)該裝置是根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。
2.工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高，教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)設(shè)備要不斷升級(jí)，而教學(xué)還需要從基礎(chǔ)學(xué)起，同時(shí)滿足需要實(shí)驗(yàn)室建設(shè)重復(fù)會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)資金和實(shí)驗(yàn)室空間。
3.一個(gè)產(chǎn)品需要多種加工工藝，導(dǎo)致工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備錯(cuò)縱復(fù)雜，一個(gè)主機(jī)不能完成所有工作，需要多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行相互配合完成。
4.不同層次的考核需要不同設(shè)備，不能有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，有些實(shí)訓(xùn)完成后無(wú)法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。
5.工業(yè)自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過(guò)光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護(hù)主機(jī)元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練。
6.在主機(jī)選型方面由小型S7-200SMART系列PLC到中型S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機(jī)可以通過(guò)并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)小型PLC開始學(xué)起，再到中型PIC,最后到大型PLC，由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來(lái)更加得心應(yīng)手。
7.采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
8.項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過(guò)程、運(yùn)動(dòng)等的控制。
9.仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過(guò)虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測(cè)試等功能。
10.模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由西門子主機(jī)S7-1500、S7-1200、S7-200SMART構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應(yīng)用歷程構(gòu)建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)通訊涉及RS485通訊、DP主從站通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò)通訊。
三、技術(shù)性能
1.輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10%50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃相對(duì)濕度＜85%(25℃)海拔＜4000m
3.裝置容量：＜0.5kVA
4.重量：100kg
5.外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm
6.安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
四、基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調(diào)速單元、小車運(yùn)動(dòng)控制單元、、實(shí)訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、交流電機(jī)等組成。
1.S7-1500單元
S7-1500單元主要由主機(jī)1511C-1PN、DP通訊模塊CP1542-5和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)1511C-1PN，CPU自帶顯示屏；工作存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)175KB代碼和1MB數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時(shí)間60ns；4級(jí)防護(hù)機(jī)制，工藝功能，運(yùn)動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計(jì)數(shù)與測(cè)量；跟蹤功能；PROFINETIO控制器，支持RT/IRT，性能升級(jí)PROFINETV2.3，支持MRP、MRPD，傳輸協(xié)議TCP/IP，安全開放式用戶通信，S7通信，Web服務(wù)器，DNS客戶端，OPCUA服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問(wèn)；自帶DI16/DQ16，AI5/AQ2，數(shù)字量輸入模塊DI16xDC24V，16個(gè)一組；數(shù)字量輸出模塊DQ16xDC24V/0.5A，16個(gè)一組；模擬量輸入模塊AI4xU/I、AI1xRTD，16位，5個(gè)一組；模擬量輸出模塊AQ2xU/I，16位，2個(gè)一組；6個(gè)通道用于計(jì)數(shù)與測(cè)量，帶增量式編碼器24V（最高100kHz）；4個(gè)通道用于PTO；脈寬調(diào)制；頻率輸出（最高100kHz）。
CP1542-5通信模塊，用于將S7-1500連接到PROFIBUSDP，支持DP主站或DP從站，S7和PG/OP通信，時(shí)鐘同步，自帶診斷功能。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
2.S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機(jī)1215C和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)1215C,工作存儲(chǔ)器125KB；工作電源24VDC，自帶DI14/DQ10，AI2/AQ2板載DI14x24VDC漏型/源型，板載DQ10x24VDC及AI2和AQ2；板載6個(gè)高速計(jì)數(shù)器和4個(gè)脈沖輸出；支持3個(gè)用于串行通信的通信模塊，8個(gè)用于I/O擴(kuò)展的信號(hào)模塊；運(yùn)行速度0.04ms/1000條指令；具有2個(gè)PROFINET端口，用于編程、HMI和PLC間數(shù)據(jù)通信。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
3.S7-200SMART單元
S7-200SMART單元主要由主機(jī)CPUST30、通訊模塊DP01和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。
主機(jī)CPUST30,工作電源24VDC，工作存儲(chǔ)器64KB,集成數(shù)字量I/O（18路數(shù)字量輸入/12路數(shù)字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計(jì)數(shù)；支持RS-485和以太網(wǎng)通信。
通訊模塊DP01，用于將S7-200SMART連接到PROFIBUSDP，工作電壓DC24V,支持DP從站，時(shí)鐘同步，自帶診斷功能。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號(hào)插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)生實(shí)訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用性。
4.觸摸屏單元
觸摸屏單元采用西門子KTP700Basic7寸彩色觸摸屏，用于1200主機(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。
5.以太網(wǎng)交換機(jī)
以太網(wǎng)交換機(jī)采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)10/100MBIT/S交換機(jī)，自帶5個(gè)雙絞線端口，RJ45接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC24V。
6.變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS系列G120C變頻器，單相220V供電，輸出功率0.55KW。集成以太網(wǎng)口通訊接口，提供BOP操作面板；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；集成6路數(shù)字量輸入，2路模擬量輸入；具備過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)，短路保護(hù)等。
7.小車運(yùn)動(dòng)控制單元
主要由運(yùn)動(dòng)小車（直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置顯示控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
8.實(shí)訓(xùn)組件
實(shí)訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實(shí)結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求增加不同掛箱。
電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓(xùn)掛箱和電機(jī)實(shí)訓(xùn)單元提供動(dòng)力源；設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕，各相電源工作指示，具有過(guò)流、過(guò)壓、短路等保護(hù)。
實(shí)訓(xùn)結(jié)合掛箱用于虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，此掛件通過(guò)RS-232和PC計(jì)算機(jī)通訊，可在計(jì)算機(jī)顯示器上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)仿真畫面。
9.二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)組成。
伺服驅(qū)動(dòng)用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護(hù)等功能。
10.電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元
電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。
11.三相交流電機(jī)
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級(jí)E級(jí)。
12.RFID實(shí)訓(xùn)單元
RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)：一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
MCGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對(duì)以下任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
一）PLC虛擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
1.數(shù)碼顯示控制
2.搶答器控制
3.天塔之光控制
4.音樂(lè)噴泉控制
5.十字路口交通燈控制
6.水塔水位控制
7.自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
8.四節(jié)傳送帶控制
9.裝配流水線控制
10.多種液體混合裝置控制
11.自控成型機(jī)控制
12.自動(dòng)洗衣機(jī)控制
13.電鍍生產(chǎn)線控制
14.自控軋鋼機(jī)控制
15.郵件分揀機(jī)控制
16.自動(dòng)售貨機(jī)控制
17.機(jī)械手控制控制
18.四層電梯控制
二）PLC實(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
19.直線運(yùn)動(dòng)位置檢測(cè)、定位控制
20.步進(jìn)電機(jī)定位控制
21.步進(jìn)電機(jī)的速度控制
22.步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
23.伺服電機(jī)定位控制
24.伺服電機(jī)的速度控制
25.伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
26.伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制
三）典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
27.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
28.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制
29.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
30.三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
31.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
32.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
33.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
34.多段速度選擇變頻調(diào)速
35.變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速
36.外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
37.基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
38.基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
39.基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
40.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
41.基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
四）網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
42.PLC與變頻器PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
43.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
44.PLC主機(jī)之間PROFIBUS-DP通訊實(shí)訓(xùn)
45.PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
46.PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
47.PLC與伺服電機(jī)CAN通訊
48.PLC與傳感器總線通訊
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