·設備外觀

·設計簡述

1.工業綜合控制與智能教學裝置集成新一代主機控制系統：包括多系列PLC，驅動系統為與控制系統相匹配的變頻器、伺服驅動器等，人機組態提供嵌入式觸摸屏和常用按鈕、旋鈕、指示燈和基本實訓內容，可根據任務作為控制設置參數的人機交互接口，實現對運動參數輸入和不同控制狀態切換等功能；
2.配有豐富的實驗對象，涵蓋數字量控制、模擬量控制、伺服控制、變頻控制等諸多技術方面。設備更加強調工程實踐性、操作性，能讓學生從實踐中掌握S7 控制系統的設計、安裝、調試和故障診斷等方面的豐富內容；
3.能夠撐的課程內容：電氣控制與PLC技術、數字電子技術、傳感器與檢測技術、電機及拖動技術、工控組態軟件及應用、變頻控制技術、伺服控制技術、過程控制系統等課程，增加日常教學中的實踐性。

·主要參數

1.輸入電源：三相五線～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：160cm×60cm×170cm；
5.具有安全保護：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

裝置由實訓桌、電源控制箱、電氣實操板、可編程控制器、分布式IO、人機界面、變頻器、步進系統、雙軸運動控制模型、傳感器套件、測速導軌、工業交換機等。
1、實訓桌：
1.1框架主體采用80型圓弧工業型材組裝而成，封板采用1.5mm冷軋鋼板橘黃色噴塑處理，桌面采用25mm厚高密度纖維板外貼進口防火板，PVC截面封邊，具有耐磨、耐熱、耐污、耐煙灼、耐菌、防霉、抗靜電及易清潔等特點，桌體下方左右設有自吸合雙開門，可以放置模型及設備輔材，設備維護方便；
1.2桌體配有4個高強度福馬輪，輪子直徑50mm，單個動載250KG，四個承重500KG，方便移動和固定；
1.3配套操作桌1套，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；桌面上方設置有圍欄，采用1.5mm冷軋鋼板沖φ6.5mm工藝孔，既美觀又實用，防止物品墜落；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，方便操作桌移動和固定；
2、電源控制箱：采用鋁合金面板，表面型號名稱采用油墨絲網印刷工藝，經久不褪色。集成電源開關、電網電壓指示表、交流電源、直流電源、直流電壓表、直流電流表、控制按鈕和指示燈（點動按鈕4個、自鎖按鈕4個、旋鈕開關2個、急停按鈕1個）；
3、電氣實操板：采用鋁合金型材結構，固定在實訓臺上方，配套網孔板采用5mm橢圓長孔加工，整體設計規范、合理，電氣元器件在任何角度、任何方位都能輕松裝配、調整；同時整體角度可以自由調節，學生可以根據身高和操作習慣進行角度調節，符合人機工程需求；
4、可編程控制器：
4.1可編程控制器滿足以下參數：
S7-1500可編程控制器（中型）
CPU 1511T-1PN采用中大型運動性能可編程控制器,供電電壓DC19.2～28.8V，內置3MB存儲器，集成 PN 雙端接口，支持IRT，配有4M存儲卡和專用固定導軌。
4.2遠程I/O模塊：
配套可編程控制器同品牌遠程I/O控制(含IO-LINK通訊模塊)，包含:
（1）1個高性能型接口模塊，具體參數為:電源電壓:24V;功耗，典型值:2.4W;通訊方式:PROFINET I0;支持模塊數量:64;帶Profisafe故障安全功能；
（2）1個底板模塊，帶兩個RJ45接口；
（3）1個高性能型數字量輸入模塊，每個模塊的具體參數為:供電電壓: 24V DC，極性反接保護;功耗，典型值:1.5W;數字量輸入通道數8，輸入額定電壓為DC24V ;基座單元類型為A0；
（4）1個開關量輸出模塊，每個模塊的具體參數為:供電電壓: 24V DC，極性反接保護;功耗，典型值:1W;數字量輸出通道數為8，源型輸出，額定輸出電壓為DC 24V，額定輸出電流為0.5A;基座單元類型為A0；
（5）1個模擬量輸入模塊，2通道U/I 2-/4線制高速型模塊，基座單元類型A0、A1；
（6）1個模擬量輸出模塊，2通道U/I高速型模塊，基座單元類型AO、A1；
4.3可編程控制器2滿足以下參數：
采用西門子緊湊型PLC產品S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC
采用模塊式CPU。CPU支持PROFIBUS-DP通信、以太網通訊。儲存空間1MB，配有20路數字量輸入輸出模塊，配有2路模擬量輸入輸出模塊，配套接線所需前連接器、安裝導軌。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。
5、變頻器：
5.1采用可編程控制器同品牌變頻器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，1路模擬量輸出；支持PROFINET通訊；
5.2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；
5.3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）；
6、人機界面：
6.1屏幕15.4寸，供電電壓DC19.2～28.8V，內存12MB，分辨率800×480，處理器X86，LED背光，集成profinet、USB等接口，能夠使學員了解工業觸摸屏的功能及使用方法、掌握與PLC之間的通信知識，并掌握復位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動態畫面跟蹤在觸摸屏中的實現方法。可以和PLC組建PROFINET網絡；
6.2和PLC之間通過TCP/IP進行通信控制；
7、步進控制模型：
7.1模塊采用鋁合金支架機構，安裝有步進電機、編碼器、角度刻盤和指示箭頭，機構外采用有機玻璃罩住運行機構，保證操作者安全.可以對步進電機進行定位控制和閉環控制；
7.2采用57型兩相四線制步進控制系統，步進驅動器輸入電壓DC20～50V，斬波頻率最大值300KHZ，電流可由開關設定，最大驅動電流3、5A/相,細分可選2、4、8、16、32、64、128、5、10、25、50、125、250，雙極性恒流斬波方式，靜止時電流自動減半；
7.3配套57型步進電機，步距角1.8，電壓3.6V，電流3A，電阻1.2Ω，電感5mH，引線數4，轉動慣量12kg.cm2，保持扭矩0.9 Nm，阻尼扭矩0.04 Nm，相電阻0.65Ω，相電感2.5mH，電機長度55mm；
7.4編碼器工作電壓DC5～24V，外徑38mm，孔徑/軸徑6mm（可定制），分辨率1024CPR，推挽輸出，響應頻率100KHz，支持轉速6000RPM，上升-下降時間1us；
8、雙軸運動控制模型：
8.1雙軸運動控制模塊主要由交流伺服電機、單軸模組、連接軸、主從動座、光柵尺、鋁標尺、指針和底板等結構組成，用于進行二維的插補規劃實驗。通過該模塊的學習，使用者能掌握伺服電機的控制、單軸/雙軸運動控制，并可以完成對指定軌跡的復雜插補運動；
8.2采用和整體配套的伺服系統，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。電機扭矩3.82Nm,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；
9、傳感器套件：提供多種類型的傳感器，主要有漫反射傳感器、電感傳感器、接近傳感器、光幕傳感器、標準位移傳感器（光柵尺，安裝在雙軸運動控制模塊上）、編碼器（安裝在步進控制模型上）；
10、測速導軌：電機導軌、1024線光碼盤測速系統電機導軌（同軸度±5絲）,及數顯轉速表包括測速及固定電機的導軌。測試轉速為 0～3000r/min，可顯示正反轉向。編碼器接口具有 0～±10V 模擬量信號輸出功能，具有光電隔離功能的RS-485 接口，并具有防雷擊保護，該接口支持 Modbus-RTU 協議，采用DC24V電源供電。
11、工業交換機：工業級交換機，供電電壓9.6～60VDC，8個10/100Mbps RJ45 端口，每端口具有1個Link/Ack指示燈。
12、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：600*500*1000mm（桌面離地800mm）

·實訓項目

（一）PLC編程實訓(虛擬仿真)：
1、數碼管控制；
2、電動機星三角啟動控制；
3、四節輸送線控制；
4、自控軋鋼機控制；
5、機械手控制；
6、液體混合裝置控制；
7、郵箱自動分揀控制；
8、物料分揀控制；
9、電動機正反控制；
10、電鍍生產線控制；
11、自動售貨機控制；
12、小車運料控制；
13、自動送料裝車控制；
14、搶答器控制；
15、自動洗衣機控制；
16、自動成型機控制；
17、扶梯控制控制；
18、水泵排水控制；
20、刀庫捷徑控制；
（二）傳感器實訓：
1、多種傳感器的特性認知與應用場景；
2、多種傳感器的接線實驗；
3、傳感器反饋信號的讀取實訓；
4、基于傳感器的步進、伺服等自動化系統控制；
（三）電機拖動控制實訓：
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；
（四）步進電機控制：
1、步進電機的驅動原理及驅動器接口認知；
2、步進電機的接線實訓；
3、步進電機的點位、Jog運動控制實訓；
4、步進電機的角度定位控制實訓；
（五）伺服電機控制：
1、伺服電機的驅動原理和驅動器接口認知；
2、伺服電機的接線實訓；
3、伺服電機驅動器的調試實訓；
4、伺服電機的點位、Jog運動實訓；
5、單軸定位運動精度測量實訓；
6、單軸回零程序編寫實訓；
7、二維運動機構綜合控制實訓；
8、二維插補原理及應用實訓；
（六）變頻電機控制：
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開環調速控制；
6、外部模擬量方式的變頻閉環調速控制；
7、基于PLC模擬量方式變頻開環調速控制；
8、基于PLC模擬量方式的變頻閉環調速；
9、基于PLC模擬量方式變頻恒壓供水模擬控制；
（七）觸摸屏控制
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；
（八）工業網絡控制：
1、離散控制PLC技術編程與應用（中型）；
2、分布式IO的配置與使用；
3、基于HTML搭建定制信息系統實現采集數據可視化；
4、基于HMI搭建可視化人機系統實現采集數據可視化；
5、S7-1500和S7-1200間PROFINET網絡通信控制；
6、S7-1500、S7-1200和G120變頻器間PROFINET網絡通信控制；
7、S7-1500、S7-1200和V90伺服間PROFINET網絡通信控制；
8、S7-1500、S7-1200和ET200遠程模塊間PROFINET網絡通信控制；
9、系統多級工業網絡通信控制。

·配置清單