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机电电气实训实验成套设备,PLC工业控制综合教学考核实训设备

机电.电气实验室设备是根据《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，我公司联合相关单位院校的专业教师、资深行业专业人员，按照职业教育教学和实训要求，结合实际的教学和学生实验情况，研发了该实验室设备。
PLC是微电子技术和自动控制技术相结合的产物，是专门针对工业环境应用而设计的一种特殊的计算机系统，具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点，可用于各类机械或生产过程的复杂控制和自动化网络构建，在工业控制领域里得到了广泛的应用，是现代工业自动化的三大支柱（PLC、CAD/CAM、机器人）之一。甚至可以说，PLC+变频器=无所不能！
该实验室内的设备配置了可编程序控制器（SIMATIC S7-200）是选用了SIEMANS公司生产的小型PLC及其扩展模块，特别值得一提的是，该实验室的控制箱是自行设计和制作的。
建议使用单位配置稳压电源和数字式万用表等常规仪器工具

一、PLC课程简介
在可编程控制器（PLC）出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制的顺序就必须改变控制系统的硬件接线，因此，其通用性和灵活性较差。
随着计算机技术的发展，1969年，美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。PLC综合了计算机技术、电气控制技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到广泛的应用。无论是国外引进的自动化生产线，还是自行设计的自动控制系统，都广泛采用单台或多台可编程序控制器组成。所以，掌握PLC技术，是改造传统生产工艺和设备的重要途径。目前，PLC与电气控制在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
   《PLC原理及应用》课程是我院机电一体化技术专业的核心专业课程。 

一、控制箱的设计思路
1．可编程控制器（PLC）控制实验箱的设计基本思路，就是要让学生贴近生产实际，增加学生实验的自主性，加强动手能力，灵活运用PLC（包括扩展模块）及各种控制器件而不只是单纯地为实验而实验。通过实验、开放、小课题以及毕业设计，使学生逐步了解并最终达到初步掌握应用PLC的能力。
2．控制箱的设计与生产企业的实际应用相结合，所使用的元件、导线、连接方式、箱子外型等都尽可能与实际机械设备上的控制箱类似。
3．控制箱内有足够多的输入和输出元件，以及接触器、时间继电器、不同电压等级的中间继电器等，既能满足基本教学需要，又便于进一步扩展应用。各种控制电器的类型尽可能多样化，让学生能尽快了解不同种类的电器元件。
4．为了最大限度地提高学生的动手能力，又尽可能减少对元件器本身的损害，各种元器件输入、输出端子都被引接至端子排上，编上线号，并将编线号的分布情况绘成图纸。学生可以根据图纸，自行设计电路及接线方式。这样既能使学生了解编号的设计方式，又能掌握编号接线的优势，同时还能最大限度地保证元件设备完好。
二、控制箱的性能特点
1．该控制箱的功能齐全，元器件数量和种类较多，既有实验、自行设计开发功能，又有体验实际的效果。控制箱设计周全，外观精美、体积小巧，安装专业、线号清晰，接线方便、直观性强，是一种通用型的PLC实验教学仪器。
2．控制箱只比普通电脑显示器略宽一点，仅有1根电源线与外界相连，可以放置于普通实验桌上。建议1个学生使用1台设备，也可以两个人及更多学生同时设计、操作同一台控制箱。必要时，甚至可以将若干台控制箱进行多个PLC的联网操作。
3．每一个使用实验室控制箱的学生，都是第一次接触这些厂矿企业实际在用的元器件和设备，动手操作的能力非常有限。为此，将部分最常用的接线端子安装在控制箱顶部，可以让学生看清线路的安装方法和线号，也便于接线；同时，对于初学者来说，不需要打开控制箱门就可以完成一般的实验，提高了实验的安全性。
4．控制箱的顶部，还有安装着三个风扇电机和两个限位开关，是仿照工业现场中此类元件往往安装在机械设备上、而不安装于控制箱内的情况，尽可能将生产实际展现给学生，增强直观感受。采用轴流电机代替三相交流电动机，以及三个大按钮全部采用新型的保护式按钮，能够更有效地保证学生的安全。
5．各种类型的输入和输出点引出数量多达150个，便于学生对PLC进行扩展功能的应用。并且在个别输入、输出点损坏的情况下，不影响学生对实验箱的使用。
6．所有的线号全部是电脑打印的，并采用字母加数字的方式按一定规律编排，既美观又便于学生识别；由此，可以帮助学生进一步理解线号的作用，还提高了接线时的安全性。
7．所有穿导线的金属面板孔都加装了橡胶防护套，确保控制箱使用时不发生漏电等意外事故。
8．安装了两个快速反应的空气开关，能更好地防止线路短路等事故发生，还为学生使用220V提供了一路单独供电的电源。这两个开关的顺序操作功能，可以更好地培养学生分段操作、减少事故发生的理念。

PLC可编程控制器操作桌

▲5．工控组态软件一套：打开软件编程环境，任何实训都可以编辑出形象直观动感强、教学效果好的组态棒图，并进行实训动态跟踪教学。

6．PLC可编程控制器（接口都已引到面板）及转接通迅电缆。

（二）频率调速部分：配备三菱FR-D720变频器及相关接口附件。

（三）电机导轨及光电编码器一套

（四）三相异步电动机180W  1台

四、技术性能

1、输入电源：三相四线电源，输入时指示灯亮。

2、电源输出：有漏电型保护器、过载、短路保护装置。

A．三相四线380V输出，由三只电压表指示输出电压

B．～220V通过安全插座输出

C．+24V/2A直流稳压输出（数显）

D．+5V/1A直流稳压输出（数显）

E．±12V/1A直流稳压输出（根据装置需求而定）

3、PLC可编程控制器：

品牌、型号：三菱FX1N40–40mR（输入24点，输出16点）。

4、重量：100Kg

5、外形尺寸：168×75×150 cm3

五、基本实验项目

（一）PLC部分

23）三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制

24）三相鼠笼式异步电动机联动正反转控制

25）三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制

26）三相鼠笼式异步电动机Y/△转换起动控制

27）MSGS组态棒图实验教学,利用已编辑好组态棒图,对以上任何实验进行动态跟踪教学实验

28）针对实验项目的具体要求，学生自行编辑组态棒图进行实验。

（二）PLC、变频调速、触摸屏综合部分：