SBGYW-03型工業(yè)運動控制技術(shù)實訓(xùn)臺
一、 產(chǎn)品概述
工業(yè)運動控制技術(shù)實訓(xùn)臺, 工業(yè)運動控制技術(shù)實訓(xùn)裝置以西門子S7?1200（CPU1215C）PLC為控制核心，搭配西門子SINAMICS G120C系列變頻器、MCGS TPC7052kt觸摸屏，集成工業(yè)以太網(wǎng)通訊、變頻調(diào)速、伺服定位、運動控制工藝等實訓(xùn)單元，面向機電一體化、電氣自動化技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)等專業(yè)，滿足工業(yè)運動控制課程教學(xué)、實操訓(xùn)練、技能考核一體化需求。
工業(yè)運動控制技術(shù)實訓(xùn)設(shè)備可開展PLC基礎(chǔ)邏輯控制、變頻調(diào)速控制、模擬量信號處理、Profinet工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、運動控制工藝編程、多軸聯(lián)動、變頻器參數(shù)調(diào)試、故障診斷排查等實訓(xùn)項目。整套實訓(xùn)裝置接線端子全部外置引出，標(biāo)識清晰，適配實操接線教學(xué)；配套全集成自動化編程組態(tài)軟件，支持程序編寫、畫面組態(tài)、離線仿真，可完成從程序開發(fā)、調(diào)試、運行到故障模擬的完整項目訓(xùn)練。設(shè)備具備完善的短路、過流、過載、漏電保護功能，保障實訓(xùn)教學(xué)安全，適用于職業(yè)院校日常教學(xué)、技能競賽訓(xùn)練以及崗位技能考核。
二、 裝置特色
1. 實訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過擴展口引出，可以用于插接式訓(xùn)練，也可進行線接式實操訓(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)生進行考核。
2. 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HMI工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)仿真化、信息化實訓(xùn)教學(xué)。
3. 項目實訓(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、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制。
4. 仿真實訓(xùn)教學(xué)：通過虛擬環(huán)境實時顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進行編程訓(xùn)練、程序編寫測試等功能。
5. 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。
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℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜0.5kVA
4. 重 量：100kg
5. 外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm
6. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
四、基本配置及功能
實訓(xùn)裝置由S7-1200單元、溫度控制單元、變頻調(diào)速單元、小車運動控制單元、、實訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、交流電機等組成。
1. S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機1215C和信號轉(zhuǎn)接板組成。
主機1215C,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；板載 6 個高速計數(shù)器和 4 個脈沖輸出；信號板擴展板載 I/O；多達 3 個用于串行通信的通信模塊；多達 8 個用于 I/O 擴展的信號模塊；0.04 ms/1000 條指令；2 個 PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信
2. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用昆侖通態(tài)TPC7052kt 7寸彩色觸摸屏，用于S7-1200PLC主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
3. 以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機，自帶8個雙絞線端口，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 。
4. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列G120C變頻器，三相380V供電，輸出功率0.75KW。集成PROFINET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，變頻器、電機過熱保護，短路保護等。
5. 小車運動控制單元
主要由運動小車（直流電機）、同步帶輪傳動機構(gòu)、直流電機、電感式傳感器、電容式傳感器、編碼器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)運動距離測量、傳動控制、定向控制、點動控制等，能實現(xiàn)小車的定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
6. 實訓(xùn)組件
實訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實結(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，為實訓(xùn)掛箱和電機實訓(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。
7. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動組成。
伺服電機用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應(yīng)能力和很強的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制。
步進電機用于控制X軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護等功能。
8. 電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元
電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、按鈕等組成，用于電機正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實訓(xùn)。
9. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
10. 溫度控制單元
主要由玻璃溫箱、接線端子、加熱器、排風(fēng)扇、固態(tài)繼電器、溫度傳感器及變送器構(gòu)成，加熱及排風(fēng)均采用 DC24V，和 PLC 模擬量配合可以實現(xiàn)恒溫度控制實驗
五、PLC實訓(xùn)平臺主要配置清單
序號 | 品名 | 規(guī)格（mm） | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 1215 CPU | 6ES7215-1AG40-0XB0 | 1 | 個 |
2 | 伺服電機 | 200W，單相220V | 1 | 個 |
3 | G120C | 0.75KW | 1 | 個 |
4 | 觸摸屏 | TPC7052kt | 1 | 臺 |
5 | 溫度控制單元 | 定制 | 1 | 臺 |
6 | 氣動元件 | 品牌全功能 | 1 | 套 |
7 | 步進電機 | 57步進電機 | 1 | 個 |
8 | 三相異步電機 | 三相異步電動機180W | 1 | 個 |
9 | 小車運動單元 | 定制 | 1 | 套 |
10 | 二維絲杠單元 | 定制 | 1 | 套 |
11 | 傳感器 | 光電、磁性、電感傳感器 | 1 | 套 |
12 | 交換機 | 8口 | 1 | 臺 |
13 | 試驗臺 | 定制 | 1 | 套 |
14 | 教學(xué)軟件 |
| 1 | 套 |
六、實訓(xùn)項目
1. 數(shù)碼顯示控制
2. 搶答器控制
3. 天塔之光控制
4. 音樂噴泉控制
5. 十字路口交通燈控制
6. 水塔水位控制
7. 自動送料裝車系統(tǒng)控制
8. 四節(jié)傳送帶控制
9. 裝配流水線控制
10. 多種液體混合裝置控制
11. 自控成型機控制
12. 自動洗衣機控制
13. 電鍍生產(chǎn)線控制
14. 自控軋鋼機控制
15. 郵件分揀機控制
16. 自動售貨機控制
17. 機械手控制控制
18. 四層電梯控制
19. PLC實物控制應(yīng)用實訓(xùn)
20. 直線運動位置檢測、定位控制
21. 步進電機定位控制
22. 步進電機的速度控制
23. 步進電機的正反轉(zhuǎn)控制
24. 伺服電機定位控制
25. 伺服電機的速度控制
26. 伺服電機的正反轉(zhuǎn)控制
27. 伺服電機和步進電機的綜合控制
28. 溫度的PID控制
29. 高速計數(shù)實訓(xùn)
30. 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
31. 三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
32. 三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)PLC控制
33. 三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
34. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
35. 外部端子點動控制
36. 變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
37. 多段速度選擇變頻調(diào)速
38. 變頻器無級調(diào)速
39. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
40. 基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)控制
41. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
42. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速
43. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
44. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
