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一、概述
西門子300系列PLC可編程控制器實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)“振興21世紀(jì)職業(yè)教育課程改革和教材建設(shè)規(guī)劃”要求，按照職業(yè)教育的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)要求研發(fā)的產(chǎn)品。適合高職院校、職業(yè)學(xué)校的機(jī)電設(shè)備安裝與維修、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用、電氣運(yùn)行與控制、電氣技術(shù)應(yīng)用、電子電器應(yīng)用與維修等專業(yè)和非機(jī)電類專業(yè)的《可編程控制器技術(shù)》、《電氣及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應(yīng)用》、《變頻調(diào)速技術(shù)》、《現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)》課程的教學(xué)與技能實(shí)訓(xùn)。
實(shí)訓(xùn)裝置也適合技工學(xué)校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所各工種PLC實(shí)操、技能鑒定考核。
二、裝置特點(diǎn)
1、采用積木組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸彩屏、總線通信模塊等，配套組態(tài)監(jiān)控軟件、仿真實(shí)訓(xùn)軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化、網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，體現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)性和系統(tǒng)性。
2、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)中模擬對(duì)象，實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等的控制實(shí)訓(xùn)，完成學(xué)生認(rèn)知、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、檢修等多種技能實(shí)訓(xùn)。
3、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的組態(tài)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)訓(xùn)裝置（從站）PLC和主站PLC進(jìn)行1：N通信。從站的PLC運(yùn)行控制對(duì)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(duì)任意臺(tái)從站PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的要求。學(xué)生獨(dú)立通過PLC完成對(duì)各種實(shí)訓(xùn)對(duì)象的控制，并進(jìn)行組態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控（1：1通信）。
4、仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過FLASH虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)，也可以實(shí)現(xiàn)PLC接線、錯(cuò)誤檢查、編程訓(xùn)練、程序編寫測(cè)試等功能。
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<400m
3、裝置容量：＜0.5KVA
4、重量：＜110Kg
5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm
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)

可編程控制器實(shí)訓(xùn)裝置

四、實(shí)訓(xùn)裝置的基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由控制屏、實(shí)訓(xùn)桌、主機(jī)實(shí)訓(xùn)組件、實(shí)訓(xùn)模塊（含豐富的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模擬實(shí)訓(xùn)對(duì)象）、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、交直流電機(jī)、總線單元、通信模塊、電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速機(jī)構(gòu)等組成。
（一）控制屏（鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板）
1、交流電源控制單元
三相四線380V交流電源經(jīng)空氣開關(guān)后給裝置供電，電網(wǎng)電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，設(shè)有帶燈保險(xiǎn)絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，同時(shí)具有漏電告警指示及告警復(fù)位。
提供三相四線380V、單相220V電源各一組，由啟停開關(guān)控制輸出，并設(shè)有保險(xiǎn)絲保護(hù)。
2、定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀
定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，平時(shí)作時(shí)鐘使用，具有設(shè)定時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可自動(dòng)記錄由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的漏電告警次數(shù)。
3、直流電源、直流電壓/電流表、邏輯輸出及指示等
直流電壓：0～10V可調(diào)輸出；直流電流：4～20mA可調(diào)輸出；直流數(shù)字電壓表/電流表；電壓表量程0～200V、輸入阻抗為10MΩ、精度0.5級(jí)；電流表量程0～200 mA、精度0.5級(jí)；同時(shí)設(shè)有邏輯電平輸出（點(diǎn)動(dòng)、自鎖）、邏輯電平指示、LED數(shù)碼管、方向指示器、八音盒、直流24V繼電器、信號(hào)轉(zhuǎn)換座若干。
4、主機(jī)實(shí)訓(xùn)組件
配置西門子CPU314C-2DP,24DC供電，48KB內(nèi)存，帶PROFIBUS-DP主從接口;MMC存儲(chǔ)卡128K字節(jié)，集成24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出，4路模擬量輸入/2路模擬量輸出，6路高速計(jì)數(shù)器，1路PT100、PID、計(jì)數(shù)器、PWM脈沖輸出、頻率測(cè)量、一軸定位等功能；配套PC/MPI編程電纜。
5、控制仿真軟件
以三維仿真交互技術(shù)和三維動(dòng)畫視覺表現(xiàn)及多媒體數(shù)字技術(shù)為核心，能進(jìn)行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實(shí)訓(xùn)、電氣基礎(chǔ)訓(xùn)練、元器件識(shí)別檢測(cè)。
（二）實(shí)訓(xùn)掛箱

序號(hào)	控制對(duì)象實(shí)訓(xùn)模塊	實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)
1	搶答器 / 音樂噴泉	通過對(duì)搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時(shí)序的監(jiān)視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對(duì)音樂噴泉控制系統(tǒng)中 “ 水流 ” 及音樂的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫方法。
2	裝配流水線 / 十字路口交通燈	通過對(duì) “ 生產(chǎn)流水線 ” 順序加工過程及十字路口交通燈路況信號(hào)控制，掌握順序控制指令的編寫方法。
3	水塔水位 / 天塔之光	通過對(duì) “ 水塔水位 ” 和 “ 儲(chǔ)水池水位 ” 變化過程的判斷，了解簡(jiǎn)單邏輯控制指令的編寫方法。通過對(duì)天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。
4	自動(dòng)送料裝車 / 四節(jié)傳送帶	通過對(duì)傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對(duì)貨物在自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復(fù)雜邏輯控制指令的編寫方法。
5	多種液體混合裝置	通過對(duì) “ 液體混合裝置 ” 中不同液體比例及液體混合時(shí)攪拌時(shí)間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時(shí)器指令的編寫方法。
6	自動(dòng)售貨機(jī)	通過用用戶投幣數(shù)目的識(shí)別和自動(dòng)售貨機(jī)中各種 “ 貨物 ” 的進(jìn)出控制，掌握各種計(jì)數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。
7	自控軋鋼機(jī) / 郵件分揀機(jī)	通過對(duì)自控軋鋼機(jī)和郵件分揀機(jī)材料（ “ 鋼錠 “ 郵件 ” ）來料數(shù)量、來料類別識(shí)別及對(duì)各種執(zhí)行器（例如 “ 電機(jī) ” ）啟停時(shí)序的控制，掌握數(shù)值運(yùn)算指令及中斷指令的編寫方法。
8	機(jī)械手控制 / 自控成型機(jī)	通過對(duì)機(jī)械手停留 “ 位置 “ 及自控成型機(jī)各方向 “ 液缸位置 ” 的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較簡(jiǎn)單邏輯控制程序的編寫能力。
9	加工中心	通過對(duì)加工中心中各方向 “ 電機(jī) ” 運(yùn)行方向及 “ 刀庫 ” 進(jìn)出刀、換刀過程的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較復(fù)雜邏輯控制的編寫能力。
10	四層電梯	通過對(duì)一個(gè)完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握 PLC 控制系統(tǒng)的分析、 I/O 分配、設(shè)計(jì) I/O 接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識(shí)。
11	步進(jìn)電機(jī) / 直線運(yùn)動(dòng)：（實(shí)物）步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、刻度盤、指針等組成；直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)、同步帶、光電傳感器、導(dǎo)軌、移動(dòng)塊等組成。	通過利用 PLC 對(duì)步進(jìn)電機(jī)及直線運(yùn)動(dòng)實(shí)物模塊的控制，初步了解步進(jìn)電機(jī)方向、拍數(shù)的控制及直線運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、定位控制。
12	自動(dòng)洗衣機(jī) / 電鍍生產(chǎn)線	通過對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)出水時(shí)間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不同溶液的時(shí)間、方式、先后順序的控制，掌握多點(diǎn) PLC 控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力。
13	直流電機(jī)控制 / 溫度控制（模擬量控制）	通過對(duì)直流電機(jī)系統(tǒng)中脈沖信號(hào)采集、轉(zhuǎn)速控制（電壓量）及溫度控制系統(tǒng)中的溫度參數(shù)的控制，掌握高速計(jì)數(shù)器指令、模擬量處理指令、 PID 指令的使用。
14	典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操單元：施耐德交流接觸器 3 只；時(shí)間繼電器 1 只， 3 個(gè)按鈕， 3 只交流指示燈， 2 只熱繼電器，元器件配置專用底座。	掌握一般強(qiáng)電系統(tǒng)的安裝和調(diào)試工作過程知識(shí)，實(shí)現(xiàn) PLC 方式的電機(jī)典型運(yùn)行控制；掌握安裝和調(diào)試 PLC 電氣控制系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)。
15	網(wǎng)孔板	學(xué)會(huì)電氣控制系統(tǒng)中各元器件的布局規(guī)劃、安裝、調(diào)試過程知識(shí)。
16	變頻器實(shí)訓(xùn)組件：配置西門子M420 0.37KW 變頻器，帶有 RS485 通信接口及 BOP 操作面板	初步具有綜合應(yīng)用變頻器的能力，了解變頻調(diào)速在實(shí)際中的應(yīng)用，掌握變頻器與 PLC 之間 USS 通信協(xié)議的建立連接方法。
17	觸摸屏實(shí)訓(xùn)組件： 7 英寸MCGS 真色彩	了解工業(yè)觸摸屏的功能及使用方法、掌握與 PLC 之間的通信知識(shí)，并掌握復(fù)位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動(dòng)態(tài)畫面跟蹤在觸摸屏中的實(shí)現(xiàn)方法。

包含光碼盤測(cè)速系統(tǒng)（配有進(jìn)口光電編碼器）、數(shù)顯轉(zhuǎn)速表及固定電機(jī)的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度好，互換性好，能保證電機(jī)與編碼盤之間連接的同心度不超過±5絲，電機(jī)運(yùn)行噪聲小，實(shí)訓(xùn)參數(shù)典型，能較好滿足實(shí)訓(xùn)要求。在導(dǎo)軌面板上設(shè)有五位數(shù)顯轉(zhuǎn)速表，顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速；具有電壓反饋信號(hào)；同時(shí)設(shè)有光電編碼信號(hào)輸出，包括A、B兩個(gè)通道；能夠完成各種速度開/閉環(huán)及定位實(shí)訓(xùn)。
（四）三相鼠籠異步電機(jī)：交流380V/△
（五）實(shí)訓(xùn)桌
實(shí)訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；左右設(shè)有兩個(gè)大抽屜（帶鎖），用于放置工具及資料，電腦桌聯(lián)體設(shè)計(jì)，造型美觀大方。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（一）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(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)（點(diǎn)動(dòng)、自鎖、正反轉(zhuǎn)、星三角換接啟動(dòng)等）
3.PLC仿真實(shí)訓(xùn)
（二）PLC模擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
4.數(shù)碼顯示控制
5.搶答器控制（優(yōu)先級(jí)、數(shù)值運(yùn)算，具有聲效功能）
6.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）
7.音樂噴泉控制（具有聲效功能）
8.十字路口交通燈控制
9.水塔水位控制
10.自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
11.四節(jié)傳送帶控制
12.裝配流水線控制
13.多種液體混合裝置控制
14.自控成型機(jī)控制
15全自動(dòng)洗衣機(jī)控制（具有聲效功能）
16.電鍍生產(chǎn)線控制
17.自控軋鋼機(jī)控制
18.郵件分揀機(jī)控制
19.自動(dòng)售貨機(jī)控制
20.機(jī)械手控制
21.三層電梯控制
22.四層電梯控制（實(shí)物）
23.加工中心控制（實(shí)物）
（三）PLC實(shí)物控制實(shí)訓(xùn)
24.直線運(yùn)動(dòng)位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)軌跡控制、定位控制
25.步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
26.直流電機(jī)控制
27.溫度PID控制（具有聲效功能）
（四）PLC高級(jí)技能實(shí)訓(xùn)（設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試及檢修）
28.C620車床的電氣控制線路
29.臥式車床電氣控制線路
30.機(jī)床兩地控制線路
31.M7130平面磨床的電氣控制線路
32.Z3040搖臂鉆床的電氣控制線路
33.液壓滑臺(tái)式自動(dòng)攻螺紋機(jī)的電氣控制線路
34.運(yùn)行小車的電氣控制線路
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
35.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
36.變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
37.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
38.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
39.多段速度選擇變頻調(diào)速
40.變頻器無級(jí)調(diào)速
41.基于外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速
42.瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
43.PID變頻調(diào)速控制
44.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)
45.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間控制
46.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速
47.基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速
48.基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速
49.基于PLC通信方式的速度閉環(huán)控制
50.基于PLC模擬量方式的變頻器閉環(huán)調(diào)速
51.變頻器恒壓供水系統(tǒng)的模擬
52.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
53.基于觸摸屏控制方式的LED控制
54.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
55.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
56.基于MCGS的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)