SKPMC-25型 PLC創新教學實驗裝置
所屬類別：單片機·PLC系列
·設備外觀
·設計簡述
實驗裝置由實驗臺架、電源模塊、直流電源及儀表模塊、可編程控制器模塊、實驗模塊、變頻器模塊、觸摸屏模塊、電機拖動控制實驗組件、伺服電機控制實驗組件、步進電機控制實驗組件、工具等組成。 實驗裝置充分考慮實用性、可靠性與安全性，采用框架式網孔板結構。各個器件模塊可自由布局安裝在網孔板上，有利于學生訓練電氣設計布局能力。實驗裝置上可直觀地進行PLC的基本指令練習、PLC技術的應用模擬等實驗內容，也可利用實體PLC與虛擬仿真軟件之間進行實時通信，能夠開展虛實一體、貼近工業實際生產應用的綜合仿真實驗項目。·主要參數
1、交流電源：三相四線～380V±10% 50Hz；2、工作環境：溫度-10℃～+40℃，相對濕度＜85%(25℃)，海拔＜4000m；
3、裝置容量：＜1.5kVA；
4、外形尺寸：1000mm×700mm×1900mm；
5、安全保護：具有接地、漏電壓、漏電流保護，安全指標符合國家標準。
·組成及功能
（一）實驗臺架
實驗臺架主體部分采用優質鋼管和鋼板做骨架，經過機械加工成型，外表面噴涂彩色環氧聚塑處理，配有4個帶剎車萬向輪，方便移動和固定，尺寸1000mm×700mm×1900mm。實驗臺架分上下兩個部分組成，上部可以掛接電源模塊、儀表模塊、模擬掛箱；下部配有器件實操板，采用1、5mm鋼板激光切割而成，網孔板采用5mm長孔加工，用以安裝可編程控制器、觸摸屏、交流接觸器、繼電器、保險絲座、漏電保護器、線槽等，網孔板上各器件可通過特殊接線端子互相連接布線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接），如下圖所示。
（二）電源模塊
提供漏電保護器、單相插座、三相380V 交流電源，電源輸出處設有過流保護。
（三）直流電源及儀表模塊
提供1路0～20mA的可調電流信號輸出，1路0～15V的給定電壓模塊。
提供直流電流表一只：測量范圍：0～200mA，測量頻率范圍：20～60Hz，精度：0.5級。
提供直流電壓表一只：測量范圍 0～200V，測量頻率范圍：20～60Hz，精度：0.5級。
（四）可編程控制器模塊
采用西門子緊湊型PLC產品S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC，供電電壓DC20.4～28.8V，集成14路數字量輸入（DC24V 4mA，漏型?源型可切換）,10路數字量輸出（晶體管輸出），2路模擬量輸入（僅支持0～10V，10位分辨率），內置100KB工作存儲器/4MB負載存儲器/10KB保持性存儲器、6個高速計數器（最大100KHz）、4軸高速脈沖輸出（最大100KHZ），集成以太網接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、S7協議通訊、PROFIBUS、PROFINET等通信，配有通信編程電纜。PLC所有接線端子均通過特殊接線端子進行連接，方便各種應用的接線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接）
配有SB1232, 模擬量信號板模塊, 1AO
配有4口交換機1只，用于網絡通信組網。
（五）實驗模塊
提供兩個實驗掛箱放置位置，通過特殊接線端子和PLC互相連接布線，配有裝配流水線、十字路口交通燈、水塔水位、天塔之光、自動送料裝車、四節傳送帶、三層電梯等實驗掛箱的使用和編程，實現PLC基礎應用學習訓練。
（六）變頻器實訓組件
采用西門子緊湊型變頻器G120C，功率0.55kW，供電電壓3AC～380V，輸出頻率0～550Hz，精度0.01Hz。集成6路數字量輸入，1路繼電器輸出，1路晶體管輸出，1路模擬量輸入（±10V，0/4～20mA，±20mA），1路模擬量輸出（0～10V,0～20mA）；PROFINET通訊。
配有基本型BOP操作面板，具有矢量控制、V/F、V/F ECO控制和無傳感器的矢量控制（SLVC）；具有PID控制器、電機抱閘控制、自由功能塊和固定轉速設定值等多種功能；具備欠電壓、過電壓、過載、接地故障、短路、堵轉、電機抱閘保護、電機過溫、變頻器過溫、參數互鎖等保護功能。
變頻器所有接線端子均通過特殊接線端子進行連接，方便各種應用的接線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接）
（七）觸摸屏實驗組件
采用昆侖通態MCGS TPC7032KT，供電電壓24±20%VDC，Cortex-A8 CPU，主頻600MHz,內存128M； 7英寸高亮度TFT液晶顯示屏，分辨率800×480，集成以太網接口、RS232、RS485、USB接口，可擴展CAN總線接口，產品經CE/FCC認證，防護等級IP65，預裝MCGS嵌入式組態軟件（運行版），具備強大的圖像顯示和數據處理功能。能支持TCP/IP通信功能。
（八）電機拖動控制實驗組件
配交流接觸器3只；時間繼電器1只，熱繼電器1只，直流繼電器3只，3個按鈕、3只交流指示燈及按鈕盒。所有接線端子均通過特殊接線端子進行連接，方便各種應用的接線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接）。可以完成電機拖動控制實訓實操訓練。
配套三相鼠籠式異步電動機380V/Y，功率180W，電機經過特殊工藝處理，保證實訓安全，電機接線部分采用專業護套插座，材質采用螺桿螺母全銅（墊片鋼），外殼為絕緣ABS，操作安全可靠，無觸電風險;配套安全型護套公插對公插（可續插）實驗導線，材質為多股純銅丁晴超柔軟線，耐壓3KV，線徑1平方,有效防止觸電危險發生;電機底部配有4個減震底腳，有效的防止與桌面的摩擦和電機運行可能產生的振動問題。
（九）伺服電機控制實驗組件
采用小車運動裝置，并且安裝有傳感器、限位開關、滾珠絲杠、標尺等，通過傳感器信號采集，對電機進行控制，實現各種定位及邏輯控制功能；
伺服系統采用西門子高效伺服V90，0.2KW，供電電壓1AC～240V,集成PROFINET 接口，可以通過PROFIdrive 協議與上位控制器進行通訊。電機最大扭矩3.82Nm,最大電流7.8A，轉速3000r/min，配有增量編碼器2500ppr，振動等級A級，徑向抖動公差N級
（十）步進電機控制實驗組件
模塊采用金屬支架機構，安裝有步進電機、編碼器、角度刻盤和指示箭頭，可以對步進電機進行定位控制和閉環控制。
步進系統輸入電壓要求DC20～36V，斬波頻率大于35KHZ，電流要求可由開關設定，最大驅動電流要求1.68A/相,細分要求可選2、4、8、16、32、64，雙極性恒流斬波方式，靜止時電流自動減半。要求配套42型步進電機，步距角1.8，電壓3.8V，電流0.95A，電阻4歐，電感3mH，引線數4，轉動慣量34g.cm2。
（十一）工具
配有手提式工具箱，內含有萬用表，剝線鉗，剪刀，斜口鉗，十字螺絲刀，一字螺絲刀，一字驗電筆。
（十二）電腦桌
主體部分采用工業標準鋁型材（規格30×30）組裝而成，封板采用1.5mm冷軋鋼板噴塑處理；
桌面上方設置有顯示器圍欄，采用1.5mm冷軋鋼板沖φ6.5mm工藝孔，既美觀又實用，防止顯示器墜落；
鍵盤鐵質材料加工噴塑而成，通過加重型軸承導軌吊裝在桌面板下方，抽出縮回自如；
桌體配有4個帶剎車萬向輪，方便電腦桌移動和固定。
尺寸：600mm×500mm×1000mm（桌面離地800mm）。
實驗臺架主體部分采用優質鋼管和鋼板做骨架，經過機械加工成型，外表面噴涂彩色環氧聚塑處理，配有4個帶剎車萬向輪，方便移動和固定，尺寸1000mm×700mm×1900mm。實驗臺架分上下兩個部分組成，上部可以掛接電源模塊、儀表模塊、模擬掛箱；下部配有器件實操板，采用1、5mm鋼板激光切割而成，網孔板采用5mm長孔加工，用以安裝可編程控制器、觸摸屏、交流接觸器、繼電器、保險絲座、漏電保護器、線槽等，網孔板上各器件可通過特殊接線端子互相連接布線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接），如下圖所示。
（二）電源模塊
提供漏電保護器、單相插座、三相380V 交流電源，電源輸出處設有過流保護。
（三）直流電源及儀表模塊
提供1路0～20mA的可調電流信號輸出，1路0～15V的給定電壓模塊。
提供直流電流表一只：測量范圍：0～200mA，測量頻率范圍：20～60Hz，精度：0.5級。
提供直流電壓表一只：測量范圍 0～200V，測量頻率范圍：20～60Hz，精度：0.5級。
（四）可編程控制器模塊
采用西門子緊湊型PLC產品S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC，供電電壓DC20.4～28.8V，集成14路數字量輸入（DC24V 4mA，漏型?源型可切換）,10路數字量輸出（晶體管輸出），2路模擬量輸入（僅支持0～10V，10位分辨率），內置100KB工作存儲器/4MB負載存儲器/10KB保持性存儲器、6個高速計數器（最大100KHz）、4軸高速脈沖輸出（最大100KHZ），集成以太網接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、S7協議通訊、PROFIBUS、PROFINET等通信，配有通信編程電纜。PLC所有接線端子均通過特殊接線端子進行連接，方便各種應用的接線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接）
配有SB1232, 模擬量信號板模塊, 1AO
配有4口交換機1只，用于網絡通信組網。
（五）實驗模塊
提供兩個實驗掛箱放置位置，通過特殊接線端子和PLC互相連接布線，配有裝配流水線、十字路口交通燈、水塔水位、天塔之光、自動送料裝車、四節傳送帶、三層電梯等實驗掛箱的使用和編程，實現PLC基礎應用學習訓練。
（六）變頻器實訓組件
采用西門子緊湊型變頻器G120C，功率0.55kW，供電電壓3AC～380V，輸出頻率0～550Hz，精度0.01Hz。集成6路數字量輸入，1路繼電器輸出，1路晶體管輸出，1路模擬量輸入（±10V，0/4～20mA，±20mA），1路模擬量輸出（0～10V,0～20mA）；PROFINET通訊。
配有基本型BOP操作面板，具有矢量控制、V/F、V/F ECO控制和無傳感器的矢量控制（SLVC）；具有PID控制器、電機抱閘控制、自由功能塊和固定轉速設定值等多種功能；具備欠電壓、過電壓、過載、接地故障、短路、堵轉、電機抱閘保護、電機過溫、變頻器過溫、參數互鎖等保護功能。
變頻器所有接線端子均通過特殊接線端子進行連接，方便各種應用的接線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接）
（七）觸摸屏實驗組件
采用昆侖通態MCGS TPC7032KT，供電電壓24±20%VDC，Cortex-A8 CPU，主頻600MHz,內存128M； 7英寸高亮度TFT液晶顯示屏，分辨率800×480，集成以太網接口、RS232、RS485、USB接口，可擴展CAN總線接口，產品經CE/FCC認證，防護等級IP65，預裝MCGS嵌入式組態軟件（運行版），具備強大的圖像顯示和數據處理功能。能支持TCP/IP通信功能。
（八）電機拖動控制實驗組件
配交流接觸器3只；時間繼電器1只，熱繼電器1只，直流繼電器3只，3個按鈕、3只交流指示燈及按鈕盒。所有接線端子均通過特殊接線端子進行連接，方便各種應用的接線（支持安全實驗導線插接和國標導線壓線連接）。可以完成電機拖動控制實訓實操訓練。
配套三相鼠籠式異步電動機380V/Y，功率180W，電機經過特殊工藝處理，保證實訓安全，電機接線部分采用專業護套插座，材質采用螺桿螺母全銅（墊片鋼），外殼為絕緣ABS，操作安全可靠，無觸電風險;配套安全型護套公插對公插（可續插）實驗導線，材質為多股純銅丁晴超柔軟線，耐壓3KV，線徑1平方,有效防止觸電危險發生;電機底部配有4個減震底腳，有效的防止與桌面的摩擦和電機運行可能產生的振動問題。
（九）伺服電機控制實驗組件
采用小車運動裝置，并且安裝有傳感器、限位開關、滾珠絲杠、標尺等，通過傳感器信號采集，對電機進行控制，實現各種定位及邏輯控制功能；
伺服系統采用西門子高效伺服V90，0.2KW，供電電壓1AC～240V,集成PROFINET 接口，可以通過PROFIdrive 協議與上位控制器進行通訊。電機最大扭矩3.82Nm,最大電流7.8A，轉速3000r/min，配有增量編碼器2500ppr，振動等級A級，徑向抖動公差N級
（十）步進電機控制實驗組件
模塊采用金屬支架機構，安裝有步進電機、編碼器、角度刻盤和指示箭頭，可以對步進電機進行定位控制和閉環控制。
步進系統輸入電壓要求DC20～36V，斬波頻率大于35KHZ，電流要求可由開關設定，最大驅動電流要求1.68A/相,細分要求可選2、4、8、16、32、64，雙極性恒流斬波方式，靜止時電流自動減半。要求配套42型步進電機，步距角1.8，電壓3.8V，電流0.95A，電阻4歐，電感3mH，引線數4，轉動慣量34g.cm2。
（十一）工具
配有手提式工具箱，內含有萬用表，剝線鉗，剪刀，斜口鉗，十字螺絲刀，一字螺絲刀，一字驗電筆。
（十二）電腦桌
主體部分采用工業標準鋁型材（規格30×30）組裝而成，封板采用1.5mm冷軋鋼板噴塑處理；
桌面上方設置有顯示器圍欄，采用1.5mm冷軋鋼板沖φ6.5mm工藝孔，既美觀又實用，防止顯示器墜落；
鍵盤鐵質材料加工噴塑而成，通過加重型軸承導軌吊裝在桌面板下方，抽出縮回自如；
桌體配有4個帶剎車萬向輪，方便電腦桌移動和固定。
尺寸：600mm×500mm×1000mm（桌面離地800mm）。
·實訓項目
（一）電機拖動控制實驗
1、三相異步電動機直接啟動控制；
2、三相異步電動機接觸器點動控制線路；
3、三相異步電動機接觸器自鎖控制線路；
4、Y-△啟動自動控制線路；
5、接觸器聯鎖的正反轉控制線路；
6、按鈕聯鎖的三相異步電動機接觸器正反轉控制線路；
（二）PLC基礎控制實驗
1、PLC認知實驗（軟硬件結構、系統組成）
2、PLC接線實驗
3、PLC編程軟件功能應用實驗（TIA軟件）
4、PLC與、或、非邏輯功能指令實驗
5、PLC定時器、計數器功能指令實驗
6、跳轉、分支功能指令實驗
7、移位寄存器指令實驗
8、數據處理功能指令實驗
9、PLC通訊控制實驗
10、裝配流水線控制
11、十字路口交通燈控制
12、自動送料裝車控制
13、四節傳送帶控制
14、三層電梯控制
15、自動送料裝車
（三）觸摸屏組態及應用
1、觸摸屏認知與選型
2、觸摸屏通訊電纜制作
3、觸摸屏組態軟件實訓
4、觸摸屏網絡配置與組態
5、觸摸屏組態工程制作
6、PLC與觸摸屏通訊實訓
（四）變頻器控制實訓
1、變頻器功能參數設置與操作
2、變頻器外部端子點動控制
3、變頻器控制電機正反轉
4、多段速度選擇變頻調速
5、外部模擬量方式的變頻調速控制
（五）伺服運動控制實訓
1、伺服電機參數設置實訓
2、伺服電機上位機控制實訓
3、伺服電機通信控制實訓
4、伺服電機模型復雜邏輯控制實訓
5、基于伺服的小車定位控制實訓
（六）步進電機控制實訓
1、步進電機接線實訓
2、步進電機參數設置實訓
3、步進電機點動控制實訓
4、步進電機脈沖定位控制實訓
5、基于步進的小車定位控制實訓
（七）PLC、觸摸屏、變頻器綜合控制實訓
1、觸摸屏與 PLC控制方式的基本指令編程練習
2、觸摸屏與 PLC控制方式的數碼顯示控制
3、觸摸屏與 PLC 控制電動機點動與自鎖項目；
4、觸摸屏與 PLC 控制電動機正反轉項目；
5、觸摸屏與 PLC 控制電動機星三角啟動項目；
6、觸摸屏與 PLC 控制電動機反接制動項目
7、觸摸屏與 PLC 控制的變頻調速項目
8、觸摸屏與 PLC 控制伺服系統定位項目
9、基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉控制
10、基于PLC數字量方式多段速控制
11、基于PLC模擬量方式變頻開環調速控制
12、基于PLC模擬量方式變頻恒壓供水模擬控制
13、基于PLC PROFINET通信方式的變頻開環調速
14、PLC之間PROFINET網絡通信
15、PLC與變頻器之間的PROFINET通訊實訓
16、PLC與伺服系統之間的PROFINET通訊實訓
17、西門子工業網絡創新控制實訓
1、三相異步電動機直接啟動控制；
2、三相異步電動機接觸器點動控制線路；
3、三相異步電動機接觸器自鎖控制線路；
4、Y-△啟動自動控制線路；
5、接觸器聯鎖的正反轉控制線路；
6、按鈕聯鎖的三相異步電動機接觸器正反轉控制線路；
（二）PLC基礎控制實驗
1、PLC認知實驗（軟硬件結構、系統組成）
2、PLC接線實驗
3、PLC編程軟件功能應用實驗（TIA軟件）
4、PLC與、或、非邏輯功能指令實驗
5、PLC定時器、計數器功能指令實驗
6、跳轉、分支功能指令實驗
7、移位寄存器指令實驗
8、數據處理功能指令實驗
9、PLC通訊控制實驗
10、裝配流水線控制
11、十字路口交通燈控制
12、自動送料裝車控制
13、四節傳送帶控制
14、三層電梯控制
15、自動送料裝車
（三）觸摸屏組態及應用
1、觸摸屏認知與選型
2、觸摸屏通訊電纜制作
3、觸摸屏組態軟件實訓
4、觸摸屏網絡配置與組態
5、觸摸屏組態工程制作
6、PLC與觸摸屏通訊實訓
（四）變頻器控制實訓
1、變頻器功能參數設置與操作
2、變頻器外部端子點動控制
3、變頻器控制電機正反轉
4、多段速度選擇變頻調速
5、外部模擬量方式的變頻調速控制
（五）伺服運動控制實訓
1、伺服電機參數設置實訓
2、伺服電機上位機控制實訓
3、伺服電機通信控制實訓
4、伺服電機模型復雜邏輯控制實訓
5、基于伺服的小車定位控制實訓
（六）步進電機控制實訓
1、步進電機接線實訓
2、步進電機參數設置實訓
3、步進電機點動控制實訓
4、步進電機脈沖定位控制實訓
5、基于步進的小車定位控制實訓
（七）PLC、觸摸屏、變頻器綜合控制實訓
1、觸摸屏與 PLC控制方式的基本指令編程練習
2、觸摸屏與 PLC控制方式的數碼顯示控制
3、觸摸屏與 PLC 控制電動機點動與自鎖項目；
4、觸摸屏與 PLC 控制電動機正反轉項目；
5、觸摸屏與 PLC 控制電動機星三角啟動項目；
6、觸摸屏與 PLC 控制電動機反接制動項目
7、觸摸屏與 PLC 控制的變頻調速項目
8、觸摸屏與 PLC 控制伺服系統定位項目
9、基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉控制
10、基于PLC數字量方式多段速控制
11、基于PLC模擬量方式變頻開環調速控制
12、基于PLC模擬量方式變頻恒壓供水模擬控制
13、基于PLC PROFINET通信方式的變頻開環調速
14、PLC之間PROFINET網絡通信
15、PLC與變頻器之間的PROFINET通訊實訓
16、PLC與伺服系統之間的PROFINET通訊實訓
17、西門子工業網絡創新控制實訓
