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SB-ABW型工業(yè)控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺
一、 產(chǎn)品概述
工業(yè)控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的"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/所對可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級開展培訓(xùn)及技能鑒定。
二、 研發(fā)背景
1. 該裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的"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，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)完成后無法進(jìn)行考量檢查學(xué)員的接受程度。
三、 裝置特色
1. 實(shí)訓(xùn)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。
2. 在主機(jī)選型方面由AB系列PLC、西門子系列PLC,全面覆蓋了AB、西門子常用PLC類型，主機(jī)可以通過并口連接到實(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，由簡到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)員容易接受，學(xué)習(xí)起來更加得心應(yīng)手。
3. 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)。
4. 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)完成對工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動等的控制。
5. 仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測試等功能。
6. 模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別由AB、西門子主機(jī)構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中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)通訊等多層網(wǎng)絡(luò)通訊。
四、 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℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜0.5kVA
4. 重 量：100kg
5. 外形尺寸：1800mm×700mm×1400mm
6. 安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
五、 基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置AB主機(jī)單元、西門子主機(jī)單元、變頻調(diào)速單元、小車運(yùn)動控制單元、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.AB系列主機(jī)配置：1756-PA75/B電源模塊、1756-L61+1784-CF64A、 1756-CNB/E C網(wǎng)通訊模塊、1756-HSC/A高速計(jì)數(shù)模塊、1756-IB32/B DI模塊、1756-IB32/B DI模塊、1756-OB32/A DO模塊、1756-EHBT/A以太網(wǎng)模板、1756-N2空端蓋及配套的通訊電纜。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機(jī)I/O信號插座轉(zhuǎn)接，保護(hù)主機(jī)元件，便于學(xué)員實(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.西門子系列主機(jī)配置：
S7-300PLC（314C-2PN/DP）、電源模塊PS307（5A）
S7-200smart（CPU SR40）、電源模塊PM207（5A）、模擬量模塊EM AM06（4輸入/2輸出）
S7-1200 （CPU 1212C-1PN DC/DC/DC）、電源模塊PM 1207、擴(kuò)展模塊（DI16、DO16、AI8、AO4）
S7-1500（CPU 1511-1PN）、電源模塊PM 1507（3A）、擴(kuò)展模塊（DI32、DO32、AI8、AO4）
FX3U-48MR/ES-A、FX3U-ENET-ADP（以太網(wǎng)模塊）、擴(kuò)展模塊（AI4、AO4）
3.軸編碼器要求：光洋Koyo（TRD-N1000-RZ）編碼器；要求通過軸套及減速裝置與電機(jī)連接
4.云模塊：SC-GN980（以太網(wǎng)+4G）
5.觸摸屏單元：觸摸屏單元采用MCGS10寸（TPC1062K）、Pro-face（AST3501W-T1-D24）彩色觸摸屏，用于主機(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。
6.PC上位機(jī)主要硬件配置：
處理器：Intel i7-9700/獨(dú)立顯卡： 6G/內(nèi)存： 32G/硬盤：512G SSD + 1T機(jī)械硬盤/顯示器：24寸（飛利浦）
上位機(jī)能滿足安裝博途V15、AB編程軟件羅克韋爾V20、組態(tài)王5.5、WinCC7.5、
GX WorkV2、Proface觸摸屏編程軟件V4.08等軟件要求
7.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DC 24V 。
8.變頻調(diào)速單元：變頻器單元通過DIN導(dǎo)軌安裝在控制屏上，可自由拆裝。
SINAMICS G120控制單元CU250-2 PN，內(nèi)置ProfiNET通訊口，支持矢量控制，保護(hù)等級IP20，提供USB及SD/MMC接口。
SINAMICS G120操作面板。
ProfiNET電纜。
9.基于現(xiàn)場總線的組態(tài)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)訓(xùn)裝置主站PLC和（從站）PLC進(jìn)行1：N通信。從站的PLC運(yùn)行控制對象的程序，利用工控網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控的功能，主站PLC可以對任意臺從站PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，符合工業(yè)現(xiàn)場控制的要求。學(xué)員獨(dú)立通過PLC完成對各種實(shí)訓(xùn)對象的控制，并進(jìn)行組態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控（1：N通信）。
10.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)單元提供動力源；設(shè)有啟動停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、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)，此掛件通過以太網(wǎng)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。
11.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)。
12.三相交流電機(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E級。
六、 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
PLC基本技能實(shí)訓(xùn)
MCGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以下任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)員自行編輯組態(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）
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. 音樂噴泉控制
5. 十字路口交通燈控制
6. 水塔水位控制
7. 自動送料裝車系統(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. 自動售貨機(jī)控制
17. 機(jī)械手控制控制
18. 四層電梯控制
典型電動機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
19. 三相鼠籠式異步電動機(jī)點(diǎn)動和自鎖PLC控制
20. 三相鼠籠式異步電動機(jī)聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
21. 三相鼠籠式異步電動機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
22. 三相鼠籠式異步電動機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
23. 三相鼠籠式異步電動機(jī)多臺順序控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
24. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
25. 外部端子點(diǎn)動控制
26. 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
27. 多段速度選擇變頻調(diào)速
28. 變頻器無級調(diào)速
29. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
30. 基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
31. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
32. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
33. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
34. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
35. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
36. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
37. PLC主機(jī)之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓(xùn)
38. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
39. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
