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工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓裝置
一、 產(chǎn)品概述
LGP-LYD02型 工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓裝置集運動(dòng)控制、伺服控制、傳感器應用、工控組態(tài)等技術(shù)于一體，滿(mǎn)足工業(yè)機器人技術(shù)、機電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)等專(zhuān)業(yè)教學(xué)所需。工業(yè)運動(dòng)控制技術(shù)實(shí)訓裝置是根據人力資源和社會(huì )保障部制定的"可編程序控制系統設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統設計師的四、三、二級開(kāi)展培訓及技能鑒定。
1. 工業(yè)運動(dòng)控制技術(shù)實(shí)訓臺該裝置是根據人力資源和社會(huì )保障部制定的"可編程序控制系統設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓教學(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)設備要不斷升級，而教學(xué)還需要從基礎學(xué)起，同時(shí)滿(mǎn)足需要實(shí)驗室建設重復會(huì )導致浪費資金和實(shí)驗室空間。
3. 一個(gè)產(chǎn)品需要多種加工工藝，導致工業(yè)現場(chǎng)設備錯縱復雜，一個(gè)主機不能完成所有工作，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備，不能有機的進(jìn)行結合，有些實(shí)訓完成后無(wú)法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。
三、 裝置特色
1. 工業(yè)技術(shù)實(shí)訓裝置建設理念為一次性建設，本設備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過(guò)擴展口引出，可以用于插接式訓練，也可進(jìn)行線(xiàn)接式實(shí)操訓練；還設有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。
2. 在主機選型方面由S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，主機可以通過(guò)并口連接到實(shí)訓區進(jìn)行實(shí)訓。
3. 采用模塊組合式結構，含開(kāi)關(guān)量、模擬量、變頻調速、觸摸屏、通信模塊等，配套工控組態(tài)監控軟件，實(shí)現仿真化、信息化實(shí)訓教學(xué)。
4. 項目實(shí)訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線(xiàn)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(guò)程、運動(dòng)等的控制。
5. 仿真實(shí)訓教學(xué)：通過(guò)虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現場(chǎng)控制，可以進(jìn)行編程訓練、程序編寫(xiě)測試等功能。
6. 模塊化網(wǎng)絡(luò )系統：網(wǎng)絡(luò )結構主要由西門(mén)子主機S7-1500、S7-1200構成，根據工業(yè)中西門(mén)子PLC應用歷程構建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )通訊涉及PROFINET通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò )通訊。
四、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線(xiàn)（或三相五線(xiàn)）～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：1200mm×600mm×1700mm
6. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準
五、 基本配置及功能
實(shí)訓裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、變頻調速單元、伺服電機、實(shí)訓組件、電工基礎實(shí)訓單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、交流電機等組成。
1. S7-1500單元
S7-1500單元主要由主機1511-1PN，工作存儲器可存儲150 KB代碼和1MB數據；位指令執行時(shí)間60 ns；4級防護機制，工藝功能：運動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計數與測量；雙端口，智能設備，支持MRP、MRPD，傳輸協(xié)議TCP/IP，安全開(kāi)放式用戶(hù)通信，S7通信。
2. S7-1200單元
主機1214C,125 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及AI2和AQ2；PROFINET端口，用于編程、HMI和PLC間數據通信。
3. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用MCGS-TPC7062TI彩色觸摸屏，用于PLC主機以太網(wǎng)通訊。
4. 以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機，自帶8個(gè)雙絞線(xiàn)端口，RJ45接口；用于構建小型星形和總線(xiàn)形拓撲結構；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
5. 變頻調速單元
變頻調速單元采用西門(mén)子SINAMICS 系列V20變頻器，三相220V供電，輸出功率0.37KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；具有線(xiàn)性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉矩控制；集成4路數字量輸入，1路模擬量輸入；具備過(guò)電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過(guò)熱保護，短路保護等。
6. 實(shí)訓組件
實(shí)訓組件主要由電源掛箱虛實(shí)結合掛箱，掛箱區域采用開(kāi)放式結構可根據需求增加不同掛箱。
電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓掛箱和電機實(shí)訓單元提供動(dòng)力源；設有啟動(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。
7. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅動(dòng)和步進(jìn)驅動(dòng)組成。伺服電機用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率100W。步進(jìn)電機用于控制X軸絲桿，采用交流步進(jìn)電機驅動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率35W。
8. 電工基礎實(shí)訓單元
電工基礎實(shí)訓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，用于電機正反轉、星三角轉換、啟停自鎖等實(shí)訓。
9. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法，轉速1400轉/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
六、主要配置清單
七、實(shí)訓項目
（1）PLC基本技能實(shí)訓
1.PLC認知實(shí)訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令練習、接線(xiàn)、編程下載等）
2.典型電動(dòng)機控制實(shí)操實(shí)訓（點(diǎn)動(dòng)、自鎖、正反轉、星三角換接啟動(dòng)等）
3.PLC仿真實(shí)訓
（2）PLC模擬控制應用實(shí)訓
1、交通信號燈PLC控制
2、機械手控制
3、多種液體混合裝置控制
4、自動(dòng)送料裝車(chē)控制
5、天塔之光控制
6、音樂(lè )噴泉控制
7、搶答器控制
8、電機的PLC控制
9、自動(dòng)售貨機模擬控制
10、自控軋鋼機模擬控制
11、自動(dòng)供水控制
12、自動(dòng)成型模擬控制
13、郵件分揀機控制
14、加工中心控制
15、中間繼電器
16、基礎實(shí)驗
（3）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實(shí)訓
1.變頻器功能參數設置與操作
2.變頻器報警與保護功能
3.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
4.變頻器控制電機正反轉
5.多段速度選擇變頻調速
6.變頻器無(wú)級調速
7.基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調速
8.瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
9.PID變頻調速控制
10.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
11.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時(shí)間控制
12.基于PLC數字量控制方式的多段速
13.基于PLC通信方式的變頻器開(kāi)環(huán)調速
14.基于PLC通信方式的速度閉環(huán)控制
15. 現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)
16. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
17.變頻器恒壓供水系統的模擬
18.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
19.基于觸摸屏控制方式的LED控制
20.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
（4）PLC實(shí)物控制應用實(shí)訓
1. 步進(jìn)電機定位控制
2. 步進(jìn)電機的速度控制
3. 步進(jìn)電機的正反轉控制
4. 伺服電機定位控制
5. 伺服電機的速度控制
6. 伺服電機的正反轉控制
7. 伺服電機和步進(jìn)電機的綜合控制
（5）典型電動(dòng)機控制實(shí)操實(shí)訓
1.三相鼠籠式異步電動(dòng)機點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
2.三相鼠籠式異步電動(dòng)機聯(lián)動(dòng)正反轉PLC控制
3.三相鼠籠式異步電動(dòng)機帶延時(shí)正反轉PLC控制
4.三相鼠籠式異步電動(dòng)機Y/△轉換起動(dòng)PLC控制
（6）網(wǎng)絡(luò )通訊綜合實(shí)訓
1. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓
2. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
3. PLC主機之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓
4. PLC主機之間PROFINET通訊實(shí)訓
5. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應用實(shí)訓
LGP-LYD02型 工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)訓裝置集運動(dòng)控制、伺服控制、傳感器應用、工控組態(tài)等技術(shù)于一體，滿(mǎn)足工業(yè)機器人技術(shù)、機電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)等專(zhuān)業(yè)教學(xué)所需。工業(yè)運動(dòng)控制技術(shù)實(shí)訓裝置是根據人力資源和社會(huì )保障部制定的"可編程序控制系統設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統設計師的四、三、二級開(kāi)展培訓及技能鑒定。
參考圖（以實(shí)物圖為準）
二、 研發(fā)背景1. 工業(yè)運動(dòng)控制技術(shù)實(shí)訓臺該裝置是根據人力資源和社會(huì )保障部制定的"可編程序控制系統設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓教學(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)設備要不斷升級，而教學(xué)還需要從基礎學(xué)起，同時(shí)滿(mǎn)足需要實(shí)驗室建設重復會(huì )導致浪費資金和實(shí)驗室空間。
3. 一個(gè)產(chǎn)品需要多種加工工藝，導致工業(yè)現場(chǎng)設備錯縱復雜，一個(gè)主機不能完成所有工作，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備，不能有機的進(jìn)行結合，有些實(shí)訓完成后無(wú)法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。
三、 裝置特色
1. 工業(yè)技術(shù)實(shí)訓裝置建設理念為一次性建設，本設備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過(guò)擴展口引出，可以用于插接式訓練，也可進(jìn)行線(xiàn)接式實(shí)操訓練；還設有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。
2. 在主機選型方面由S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，主機可以通過(guò)并口連接到實(shí)訓區進(jìn)行實(shí)訓。
3. 采用模塊組合式結構，含開(kāi)關(guān)量、模擬量、變頻調速、觸摸屏、通信模塊等，配套工控組態(tài)監控軟件，實(shí)現仿真化、信息化實(shí)訓教學(xué)。
4. 項目實(shí)訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線(xiàn)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(guò)程、運動(dòng)等的控制。
5. 仿真實(shí)訓教學(xué)：通過(guò)虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現場(chǎng)控制，可以進(jìn)行編程訓練、程序編寫(xiě)測試等功能。
6. 模塊化網(wǎng)絡(luò )系統：網(wǎng)絡(luò )結構主要由西門(mén)子主機S7-1500、S7-1200構成，根據工業(yè)中西門(mén)子PLC應用歷程構建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )通訊涉及PROFINET通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò )通訊。
四、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線(xiàn)（或三相五線(xiàn)）～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：1200mm×600mm×1700mm
6. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準
五、 基本配置及功能
實(shí)訓裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、變頻調速單元、伺服電機、實(shí)訓組件、電工基礎實(shí)訓單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、交流電機等組成。
1. S7-1500單元
S7-1500單元主要由主機1511-1PN，工作存儲器可存儲150 KB代碼和1MB數據；位指令執行時(shí)間60 ns；4級防護機制，工藝功能：運動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計數與測量；雙端口，智能設備，支持MRP、MRPD，傳輸協(xié)議TCP/IP，安全開(kāi)放式用戶(hù)通信，S7通信。
2. S7-1200單元
主機1214C,125 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及AI2和AQ2；PROFINET端口，用于編程、HMI和PLC間數據通信。
3. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用MCGS-TPC7062TI彩色觸摸屏，用于PLC主機以太網(wǎng)通訊。
4. 以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機，自帶8個(gè)雙絞線(xiàn)端口，RJ45接口；用于構建小型星形和總線(xiàn)形拓撲結構；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
5. 變頻調速單元
變頻調速單元采用西門(mén)子SINAMICS 系列V20變頻器，三相220V供電，輸出功率0.37KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；具有線(xiàn)性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉矩控制；集成4路數字量輸入，1路模擬量輸入；具備過(guò)電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過(guò)熱保護，短路保護等。
6. 實(shí)訓組件
實(shí)訓組件主要由電源掛箱虛實(shí)結合掛箱，掛箱區域采用開(kāi)放式結構可根據需求增加不同掛箱。
電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓掛箱和電機實(shí)訓單元提供動(dòng)力源；設有啟動(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。
7. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅動(dòng)和步進(jìn)驅動(dòng)組成。伺服電機用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率100W。步進(jìn)電機用于控制X軸絲桿，采用交流步進(jìn)電機驅動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率35W。
8. 電工基礎實(shí)訓單元
電工基礎實(shí)訓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，用于電機正反轉、星三角轉換、啟停自鎖等實(shí)訓。
9. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法，轉速1400轉/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
六、主要配置清單
| 序號 | 品名 | 規格（mm） | 數量 | 單位 |
| 1 | S7-1500 | CPU1511-1PN | 1 | 個(gè) |
| 2 | 安裝導軌 S7-1500，160 mm | 6ES7590-1AB60-0AA0 | 1 | 個(gè) |
| 3 | S7-1200 | CPU 1214C AC/DC/RLY | 1 | 臺 |
| 4 | V20 | 220V 0.37KW | 1 | 臺 |
| 5 | 觸摸屏 | MCGS-TPC7062TI | 1 | 臺 |
| 6 | 16DI | 6ES7131-6BH01-0BA0 | 1 | 個(gè) |
| 7 | 16DO | 6ES7132-6BH01-0BA0 | 1 | 個(gè) |
| 8 | A0基板 | 6ES7193-6BP20-0DA0 | 2 | 個(gè) |
| 9 | 步進(jìn)電機 | 57步進(jìn)電機 | 1 | 個(gè) |
| 10 | 三相異步電機 | 三相異步電動(dòng)機180W | 1 | 個(gè) |
| 11 | 二維絲杠單元 | LGP-EW01 | 1 | 套 |
| 12 | 交換機 | 8口 | 1 | 臺 |
| 13 | 實(shí)訓平臺 | 1200mm×600mm×1700mm | 1 | 套 |
| 14 | 實(shí)訓模塊1 | 搶答器/音樂(lè )噴泉/裝配流水線(xiàn)/交通信號燈/自動(dòng)供水/天塔之光 | 1 | 塊 |
| 15 | 實(shí)訓模塊2 | 自動(dòng)送料裝車(chē)/四節傳送帶/多種液體混合裝置/自動(dòng)售貨機/自控軋鋼機/郵件分揀機 | 1 | 塊 |
| 16 | 實(shí)訓模塊3 | 機械手控制/自控成型機/加工中心 | 1 | 塊 |
| 17 | 實(shí)訓模塊4 | 四層電梯/基礎實(shí)驗/中間繼電器 | 1 | 塊 |
| 18 | 電腦桌 | 600mm×600mm×800mm | 1 | 張 |
（1）PLC基本技能實(shí)訓
1.PLC認知實(shí)訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令練習、接線(xiàn)、編程下載等）
2.典型電動(dòng)機控制實(shí)操實(shí)訓（點(diǎn)動(dòng)、自鎖、正反轉、星三角換接啟動(dòng)等）
3.PLC仿真實(shí)訓
（2）PLC模擬控制應用實(shí)訓
1、交通信號燈PLC控制
2、機械手控制
3、多種液體混合裝置控制
4、自動(dòng)送料裝車(chē)控制
5、天塔之光控制
6、音樂(lè )噴泉控制
7、搶答器控制
8、電機的PLC控制
9、自動(dòng)售貨機模擬控制
10、自控軋鋼機模擬控制
11、自動(dòng)供水控制
12、自動(dòng)成型模擬控制
13、郵件分揀機控制
14、加工中心控制
15、中間繼電器
16、基礎實(shí)驗
（3）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實(shí)訓
1.變頻器功能參數設置與操作
2.變頻器報警與保護功能
3.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
4.變頻器控制電機正反轉
5.多段速度選擇變頻調速
6.變頻器無(wú)級調速
7.基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調速
8.瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
9.PID變頻調速控制
10.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
11.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時(shí)間控制
12.基于PLC數字量控制方式的多段速
13.基于PLC通信方式的變頻器開(kāi)環(huán)調速
14.基于PLC通信方式的速度閉環(huán)控制
15. 現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)
16. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
17.變頻器恒壓供水系統的模擬
18.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
19.基于觸摸屏控制方式的LED控制
20.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
（4）PLC實(shí)物控制應用實(shí)訓
1. 步進(jìn)電機定位控制
2. 步進(jìn)電機的速度控制
3. 步進(jìn)電機的正反轉控制
4. 伺服電機定位控制
5. 伺服電機的速度控制
6. 伺服電機的正反轉控制
7. 伺服電機和步進(jìn)電機的綜合控制
（5）典型電動(dòng)機控制實(shí)操實(shí)訓
1.三相鼠籠式異步電動(dòng)機點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制
2.三相鼠籠式異步電動(dòng)機聯(lián)動(dòng)正反轉PLC控制
3.三相鼠籠式異步電動(dòng)機帶延時(shí)正反轉PLC控制
4.三相鼠籠式異步電動(dòng)機Y/△轉換起動(dòng)PLC控制
（6）網(wǎng)絡(luò )通訊綜合實(shí)訓
1. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓
2. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
3. PLC主機之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓
4. PLC主機之間PROFINET通訊實(shí)訓
5. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應用實(shí)訓
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