LGP-LYD02型工業(yè)自動化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置

一、產(chǎn)品概述
LGP-LYD02型工業(yè)自動化控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置集運(yùn)動控制、伺服控制、傳感器應(yīng)用、工控組態(tài)等技術(shù)于一體，滿足工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等專業(yè)教學(xué)所需。工業(yè)運(yùn)動控制技術(shù)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. 工業(yè)運(yùn)動控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺該裝置是根據(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)生的接受程度。
三、裝置特色
1. 工業(yè)技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置建設(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口都可通過擴(kuò)展口引出，可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練；還設(shè)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(jī)選型方面由S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，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)。
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)主要由西門子主機(jī)S7-1500、S7-1200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（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：1200mm×600mm×1700mm
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)裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、變頻調(diào)速單元、伺服電機(jī)、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)1511-1PN，工作存儲器可存儲150 KB代碼和1MB數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時(shí)間60 ns；4級防護(hù)機(jī)制，工藝功能：運(yùn)動控制，閉環(huán)控制，計(jì)數(shù)與測量；雙端口，智能設(shè)備，支持MRP、MRPD，傳輸協(xié)議TCP/IP，安全開放式用戶通信，S7通信。
2. S7-1200單元
主機(jī)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(shù)據(jù)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(jī)以太網(wǎng)通訊。
4. 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8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 。
5. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子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4路數(shù)字量輸入，1路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)，短路保護(hù)等。
6. 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)。
7. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進(jìn)驅(qū)動組成。伺服電機(jī)用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓AC220V，輸出功率100W。步進(jìn)電機(jī)用于控制X軸絲桿，采用交流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，工作電壓DC24V，輸出功率35W。
8. 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)。
9. 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、主要配置清單

序號	品名	規(guī)格（mm）	數(shù)量	單位
1	S7-1500	CPU1511-1PN	1	個(gè)
2	安裝導(dǎo)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(jī)	57步進(jìn)電機(jī)	1	個(gè)
10	三相異步電機(jī)	三相異步電動機(jī)180W	1	個(gè)
11	二維絲杠單元	LGP-EW01	1	套
12	交換機(jī)	8口	1	臺
13	實(shí)訓(xùn)平臺	1200mm×600mm×1700mm	1	套
14	實(shí)訓(xùn)模塊1	搶答器/音樂噴泉/裝配流水線/交通信號燈/自動供水/天塔之光	1	塊
15	實(shí)訓(xùn)模塊2	自動送料裝車/四節(jié)傳送帶/多種液體混合裝置/自動售貨機(jī)/自控軋鋼機(jī)/郵件分揀機(jī)	1	塊
16	實(shí)訓(xùn)模塊3	機(jī)械手控制/自控成型機(jī)/加工中心	1	塊
17	實(shí)訓(xùn)模塊4	四層電梯/基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)/中間繼電器	1	塊
18	電腦桌	600mm×600mm×800mm	1	張

七、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（1）PLC基本技能實(shí)訓(xùn)
1.PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令練習(xí)、接線、編程下載等）
2.典型電動機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)（點(diǎn)動、自鎖、正反轉(zhuǎn)、星三角換接啟動等）
3.PLC仿真實(shí)訓(xùn)
（2）PLC模擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
1、交通信號燈PLC控制
2、機(jī)械手控制
3、多種液體混合裝置控制
4、自動送料裝車控制
5、天塔之光控制
6、音樂噴泉控制
7、搶答器控制
8、電機(jī)的PLC控制
9、自動售貨機(jī)模擬控制
10、自控軋鋼機(jī)模擬控制
11、自動供水控制
12、自動成型模擬控制
13、郵件分揀機(jī)控制
14、加工中心控制
15、中間繼電器
16、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
（3）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
1.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
2.變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
3.外部端子點(diǎn)動控制
4.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
5.多段速度選擇變頻調(diào)速
6.變頻器無級調(diào)速
7.基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速
8.瞬時(shí)停電啟動控制
9.PID變頻調(diào)速控制
10.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)
11.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間控制
12.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速
13.基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速
14.基于PLC通信方式的速度閉環(huán)控制
15. 現(xiàn)場總線網(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(tǒng)的模擬
18.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
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(yīng)用實(shí)訓(xùn)
1. 步進(jìn)電機(jī)定位控制
2. 步進(jìn)電機(jī)的速度控制
3. 步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
4. 伺服電機(jī)定位控制
5. 伺服電機(jī)的速度控制
6. 伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
7. 伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制
（5）典型電動機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)
1.三相鼠籠式異步電動機(jī)點(diǎn)動和自鎖PLC控制
2.三相鼠籠式異步電動機(jī)聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
3.三相鼠籠式異步電動機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制
4.三相鼠籠式異步電動機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
（6）網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
1. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
2. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
3. PLC主機(jī)之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓(xùn)
4. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
5. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

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