PLC可编程电器控制综合实训装置（S7-1200）上海硕博公司

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2024年5月15日 PLC可编程电器控制综合实训装置（PLC+变频+电气控制+触摸屏）

SBPLX-151PNPLC可编程电器控制综合实训装置

PLC可编程电器控制综合实训装置（S7-1200）（PLC+变频+电气控制+触摸屏），可以开设电机控制实验、PLC硬件组态、基本指令编程练习、Profibus-DP总线控制、变频器DP通讯控制等电机、PLC相关课程的基础实验和综合实训。该实验室能够满足自动化及相关专业的《电气控制与PLC技术》、PLC课程设计、变频器课程设计、毕业设计等课程的实验教学。

一、概述

PLC可编程电器控制综合实训装置是根据《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。

二、PLC可编程电器控制综合实训装置特点

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．采用西门子V20变频器，功能广泛，动态响应高，驱动性能高。

5. 采用工业及7寸触摸屏，兼容性强，画面编辑功能强，图库丰富，满足日常教学需求和工业控制要求。

6、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、定时器兼报警记录仪

定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。

3、直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等

直流电压：0～10V可调输出；直流电流：4～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表；电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级；电流表量程0～200 mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直流24V继电器、信号转换座若干。

4、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），

5.变频器组件

配置西门子V20变频器，响应速度快，性能优越。

6.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V20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）电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表

包含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）、数显转速表及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与编码盘之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪声小，实训参数典型，能较好满足实训要求。在导轨面板上设有五位数显转速表，显示当前转速；具有电压反馈信号；同时设有光电编码信号输出，包括A、B两个通道；能够完成各种速度开/闭环及定位实训。

（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

（三）PLC实物控制实训

24.四层电梯控制

25.步进电机运动控制

26.加工中心控制

27.直线运动控制

（四）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

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、PLC可编程电器控制综合实训台配置清单：

名称	型号	数量	单位	备注
实验屏		1	台
电源控制屏		1	台	钢制喷塑
实验桌		1	张	铝木结构
学生凳		2	张
PLC主机	CPU1214C	1	台
数字量模块	Sm1223	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（v20）0.37KW	1	块
	触摸屏实验箱 TPC7032KT （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
连接线	实验连接线50cm自锁线	50	条
连接线	15cm自锁线	10	条

七、PLC仿真软件

前言

近年来，伴随着我国职业教育的大力发展，越来越多的学子有机会进入高等院校进行深造。然而伴随着学生人数的增多，学校的许多教学资源面临严峻的考验，特别是在师资以及实验设备上表现得尤为突出。这明显违背了职业教育强调"做与学一体化"培养技能型人才的目标。与此同时，实验设备因实验频率的提高必然导致损耗的加剧，增加了教学成本，这也是各学校面临的主要困难。为弥补PLC课程教学设备的不足，设计了一种基于不同品牌PLC的虚拟化仿真系统，该系统不仅可以直观、动态地模拟PLC在各种场景下的运行状态，还可通过该系统直观地显示PLC以及其他传感器的动作状态。虚拟化系统的引入有效地解决了原先仅使用PLC仿真而造成的教学枯燥无味、程序抽象难懂的问题，实现了PLC运行过程所见即所得的动态演示效果，进而达到较好的教学训练效果。

一、仿真功能

PLC仿真实训能和西门子、三菱、信捷、台达等PLC实物进行通信，用户使用网线、串口通信线将电脑和PLC连接到一起。也可以与虚拟PLC进行通信，用户这样就能让学生在实验室实物PLC数量不足的情况下每人都能用电脑进行PLC编程仿真。一体化数字孪生系统采集到PLC的I/O输入输出，可以通过钮子开关、轻触开关、拨码开关来改变PLC输入的值，然后根据PLC输出的值来控制相对应的LED灯亮灭、数码管显示、电机旋转。

二、模块功能

PLC仿真实训包含了：抢答器、音乐喷泉、装配流水线、交通灯等20多种典型常用工程应用模块。用户可以用鼠标旋转、缩放、移动各个模块从不同角度更方便地查看模型。界面中还有详细的I/O分配表、I/O状态监控，能让用户每时每刻监控PLC输入输出状态。打开PLC综合仿真系统后系统会进入主界面，在主界面中用户可以点击开始仿真按钮进入模块选择界面。

PLC仿真实训在模块选择界面中共计有20多种模块选项，用户可以选择所需要的模块，用户可以点击下拉菜单查看更多模块。选择好模块后用户可以点击左侧的大图标按钮进入该模块的模拟仿真。PLC仿真实训提供有：抢答器、音乐喷泉、装配流水线等20多种模块。

进入模块仿真后用户可以看到该模块的三维模型，用户可以用鼠标对该模型进行缩放、平移、旋转操作，每个模块上面都配有开关、LED灯等元器件，用户可以点击钮子开关、轻触开关、拨码开关来切换开关状态。用户可以点击实物PLC、虚拟PLC按钮进入对应的仿真，用户可以点击显示状态监控按钮监控当前IO状态，点击打开IO分配图显示IO分配状态。