ZYGYW-01 工业数字化综合控制实训装置

一、 产品概述
装置结合当前我国工业自动化应用技术及器件技术的发展，充分考虑实用性、先进性。装置采用模块式结构，实训挂箱包含PLC主机挂箱、变频器挂箱、触摸屏挂箱、PLC模拟负载挂箱、温度控制系统及丰富的验证演示装置。实训内容包括PLC的基础实训、PLC综合实训，变频器的认识、操作、参数设定及通讯实训，触摸屏的认识、操作、应用实训，伺服控制的认识、操作、应用实训、温度数据采集、数据显示、键盘控制、定时器、接口实训等，实训项目丰富、综合性强、紧跟工业自动化发展潮流。
二、产品特点
1、模块式结构，挂箱更换方便，便于组织各种实训项目及扩展新的实训功能。
2、适合就业前及岗前综合技能训练，适合高级工技能培训考核。
3、能进行小型工程项目设计、设备选型、安装调试、操作模拟。
4、只需三相四线交流电源即可投入使用，实训资源丰富、综合性强，有效节约实训用房。
5、安全性高，除配备电压型和电流型漏电保护器外，装置设有单片机全程监控的过载或短路软截止保护功能，确保设备和人身安全。
三、设备特点
1. 实训建设理念为一次性建设，本设备采用通用型宽展口，所有主机的I/O口都可通过光电隔离转接模块引出（保护主机元件），可以用于插接式训练，也可进行线接式实操训练。
2. 在主机选型S7-1200系列PLC，全面覆盖了西门子常用PLC类型，主机可以通过并口连接到实训区进行实训，由简到繁的学习理念让学生容易接受，学习起来更加得心应手。
3. 采用模块组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等，配套MCGS工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学。
4. 项目实训模块：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中典型案例的模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制。
5.了解PLC的以太网通讯的结构和特点，了解PLC的Profibus-DP总线通讯的结构和特点；
6.了解PLC的数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块的使用方法；
7.掌握PLC的基本编程方法以及熟练使用基本的编程语言；
8.掌握触摸屏的组态编程方法；
9.掌握PLC与变频器、触摸屏的通讯；
10.熟练使用PLC及各种电气配件组成PLC控制系统；
11.熟练使用PLC及模拟实物控制对象组成各种复杂的控制系统；
12.熟练完成PLC与PLC之间的以太网通讯测试实验；
13.熟练完成PLC与变频器通过Profibus-DP总线组成变频调试控制实验；
四、技术性能
1、输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃)
3、装置容量：≤0.5kVA
4、外形参考尺寸：1500mm×700mm×1680mm
6、安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准
五、装置总体结构要求
1、本实训装置由铝合金实验台、电源模块、实训桌、实训挂箱、实验模块等组成，铝合金经阳极氧化工艺处理
2、实验台功能模块
1）采用可拆分式“模块”结构，可以根据实验需要任意功能组合，并利于后期功能升级；实验台内侧设有至少6组多功能电源插座，用于功能模块供电。
2）功能模块采用专用模块，箱体表面采用高温静电喷塑处理。
3）功能模块仪器面板采用环氧树脂板材质，拒绝金属材质面板易导电造成安全事故，玻璃纤维板具有绝缘性质，有效防止漏电触电事故。面板表面采用烤漆工艺，并采用≥4种颜色字符线条彩色印刷工艺。
3、实验模块：采用专用模块，箱体表面采用高温静电喷塑处理，模块上下方安装有铝合金拉手。模块仪器面板采用铝质材质，实验“挂箱”采用隐藏式导轨结构。
六、配置要求
（1）配套实验台1台，满足：
1、采用铝合金框架，立柱规格≥80×80mm，梯形形状设计，中间设有卡槽用于安装装饰条；下部支撑型材≥40×80mm，梯形形状设计，端头采用专用圆弧型ABS材质注塑成型；实验台底下设有方便移动的万向轮，在不需要移动时可自由调节脚垫进行固定。
2、中间设有专用型材设计的横梁，可以挂放配套的钢制结构的实验模块。
3、桌面为防火、防水、耐磨高密度防火板，前方鸭嘴弧形设计，采用PU封边工艺有效防止水及空气进入造成板材膨胀开裂，具有耐磨、耐刻刮、耐高温、耐冲击、易清洁、防火、防水、防酸碱等特点。
4、实验桌下方设有钢制柜子，静电喷塑烤漆工艺，不少于两种颜色搭配，设有抽屉及存储柜，用于存放实验模块或计算机主机等，用于存放实验工具导线实验指导书等。
（2）实训控制屏1台，满足：
1、交流电源控制单元
三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制，同时具有漏电告警指示及告警复位。
提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。
2、定时器兼报警记录仪
定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。
3、直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等
直流电压：0～10V可调输出；直流电流：4～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表；电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级；电流表量程0～200 mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直流24V继电器、信号转换座若干。
（3）配套主机实训组件1套，满足：
主机性能采用西门子S7-1214C,工作存储器≥125 KB；工作电源24VDC，自带DI14/DQ10，板载 DI14 ×24VDC 漏型/源型，板载 DQ10×24VDC ；板载≥ 6 个高速计数器和≥2个脉冲输出；支持≥3 个用于串行通信的通信模块，≥6 个用于 I/O 扩展的信号模块；运行速度≤0.04 ms/1000 条指令；具有≥2 个 PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。
PLC特殊功能扩展模块（模拟量）（西门子SM 1232）
1、模拟量输出：≥2点；
2、模拟量输出范围：电压：DC-10V~10V，电流：DC0~20mA；
3、满量程范围（数据字）：电压：-27648 － 27648；电流：0 － 27648；
4、精度：电压：14位，电流：13位。
挂箱采用专用钢制型材设计，氧化工艺，安装有铝合金拉手。
面板采用铝质面板，表面采用烤漆工艺，并采用≥4种颜色字符线条彩色印刷。
实验挂箱面板正面印有原理图及符号，反面焊有相应元器件，需要测量及观察的部分装有锁紧式接插件。
控制器必须完全兼容STEP 7-MicroWIN 及博图PLC编程软件，支持梯形图及STL语言。提供承诺函并加盖投标人公章。
（4）触摸屏实训组件1套，满足：
触摸屏单元采用≥7英寸彩色触摸屏，用于1200主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。
（1）7英寸TFT真彩液晶显示屏；
（2）分辨率：800x480像素；
（3）64K种颜色；
（4）1个以太网接口+1个USB接口；
（5）支持触摸和8个覆膜按键（功能按键可编程）；
（6）与PLC控制模块品牌一致。
挂箱采用专用钢制型材设计，氧化工艺，安装有铝合金拉手。
面板采用铝质面板，表面采用烤漆工艺，并采用≥4种颜色字符线条彩色印刷。
实验挂箱面板正面印有原理图及符号，反面焊有相应元器件，需要测量及观察的部分装有锁紧式接插件。
（5）以太网交换机实训组件1套，满足：
以太网交换机采用非网管型工业以太网 10/100MBIT/S交换机，配置≥5个双绞线端口，RJ45 接口；用于构建小型星形和总线形拓扑结构；配置LED诊断显示，供电电源DC 24V 。
挂箱采用专用钢制型材设计，氧化工艺，安装有铝合金拉手。
面板采用铝质面板，表面采用烤漆工艺，并采用≥4种颜色字符线条彩色印刷。
实验挂箱面板正面印有原理图及符号，反面焊有相应元器件，需要测量及观察的部分装有锁紧式接插件。
（6）变频调速实训组件1套，满足：
变频调速单元采用变频V20，输出功率0.37KW。集成RS-485通讯接口，提供BOP操作面板；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制；具备过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护等。
1、电源：单相230V 50/60HZ；
2、功率：≤0.55KW；
3、过载能力：拥有150% 60秒过载能力；
4、输出频率：0-550Hz，精度0.01Hz；
5、能效系数：98%；
6、控制模式：V/F控制；
7、数字量输入：DI1~DI4；
8、数字量输出：晶体管/继电器输出；
9、集成直流制动，复合制动。
挂箱采用专用钢制型材设计，氧化工艺，安装有铝合金拉手。
面板采用铝质面板，表面采用烤漆工艺，并采用≥4种颜色字符线条彩色印刷。
实验挂箱面板正面印有原理图及符号，反面焊有相应元器件，需要测量及观察的部分装有锁紧式接插件。
（7）可编程模拟实验模块 1套，满足：
采用专用塑制盒体。
面板采用PCB面板，≥4种颜色字符线条彩色印刷。
实验挂箱面板正面印有原理图及符号，反面焊有相应元器件，需要测量及观察的部分装有锁紧式接插件，实验电路采用单元电路方式设计，每个单元电路以基本电路为主，再连接不同的元件为该电路参数或通过不同的单元电路组合，完成不同的实验要求。实验内容包含：
PLC001交通信号灯PLC自动控制
PLC002电机的自动控制
PLC003自动送料装车系统
PLC004水塔自动供水系统
（8）步进控制模块
1、步进驱动器（雷赛 DM432C）
(1)数字DIP技术，超低振动噪音，内置高细分，细分设定范围为1~512；
(2)可驱动4，6，8线的两相步进电机；
(3)最大输出峰值电流可达3.2A；
(4)脉冲响应频率最高可达75KHz；
(5)采用直流电源供电，工作电压范围为20－40VDC；
(6)具有电源和故障指示灯；
(7)过压、过流/短路保护功能；
(8)可通过串口进行参数配置；
(9)可通过SW4来设定驱动器的自动半流功能；
(10)一般用途中应将 SW4 设成 off，使得电机和驱动器的发热减少，可靠性提高；
(11)脉冲串停止后约0.4秒左右电流自动减至一半左右（实际值的60％），发热量理论上减至36％；
(12)信号接口：PUL接脉冲控制端；DIR接方向控制端；ENA接使能端。（附加rs232接口）；
(13)电机接口：A＋和 A－接步进电机A相绕组的正负端；B＋和B－接步进电机B相绕组的正负端。当A、B两相绕组调换时，可使电机方向反向；
(14)参数自整定功能：若SW4在1秒之内往返拨运一次，驱动器便可自动完成电机参数识别以及控制参数自整定。
2、步进电机（雷赛42CM02）
(1)步距角：1.8°；
(2)步距角精度：±0.09°；
(3)温升：Max 85K；
(4)额定电流：1.5A；
(5)径向跳动：0.025 mm MAX (负载5N）；
(6)轴向跳动：0.075 mm MAX (负载10N）；
(7)径向最大负载：75N（距离法兰面10mm处）；
(8)轴向最大负载：电机自重。
（9）编码器模块
1、旋转编码器（欧姆龙 E6C3-CWZ5GH）
（1）输出：A、B、Z，三相方波；
（2）最大转速5000rpm；
（3）防护等级：可防油，IP65；
（4）分辨率：1000脉冲/旋转；
（5）外径Φ50；
（6）线长：≥1米。
2、同步带轮
（1）孔径：8mm/5mm 各一个；
（2）齿宽：约11.2mm；
（3）齿面外径（直径）：约18.75mm；
（4）高度：约25.6mm；
（5）材质:铝合金；
（6）表面处理:阳极氧化、银色；
（7）固定方式:键槽、螺丝锁紧孔。
3、同步带
（1）带长：≥215mm；
（2）带宽：约10mm；
（3）材质：聚氨酯。
（10）独立按钮模块
1、圆形无自锁按钮
（1）尺寸规格：16mm；
（2）指示灯电压24V；
（3）触点：≥1常开1常闭；
（4）绿≥3个。
2、圆形自锁按钮
（1）尺寸规格：16mm；
（2）指示灯电压24V；
（3）触点≥1常开1常闭；
（4）红≥3个。
（11）电工基础实训组件1套，满足：
电工基础实训单元主要由交流接触器、中间继电器、时间继电器、按钮等组成，用于电机正反转、星三角转换、启停自锁等实训。
（12）三相异步电动机1套，满足：
交流额定电压380V/△接法，转速≥1400转/min，功率180W，频率50HZ，绝缘等级E级。
（13）实训连接线1套，满足：
根据不同实训项目的特点，配备两种不同规格的实训连接线，强弱电均采用高可靠护套结构用枪插连接线（不存在任何触电的可能），插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片。
（14）凳子2把，满足：
圆凳，钢制4条凳腿，ABS凳面。
（15）常用工具1套，满足：
尖嘴钳、斜口钳、剪刀、测电笔、大小一字十字螺丝刀等
（16）说明书1套
（17）安装辅材1套，满足：
压线板、电缆线等安装辅材
钢制，臂式
（17）配套软件1套，满足以下功能模块：
功能模块一、软件PLC产品依据教育部有关专业教学大纲而设计研制，包括可编程控制器的项目，每个项目又根据需要设有：实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行等多种模块，基本涵盖了国家维修电工中级、高级和技师鉴定考核对于可编程控制器的应知应会全部要求。软件以技能为核心，项目为引领，任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程性、交互性和灵活性于一身，性价比极高。该软件不仅可以作为实训教学应用，其大量的原理动画演示也可以作为助教型软件素材应用于课堂教学环节。为电气自动化、机电一体化等电工电子专业的技能实训、鉴定信息化、现代化提供了丰富不可或缺的教学资源。



电气类实训室安全教育仿真软件：
★具有理论知识、用电事故预防、紧急救护三部分，理论知识包含：安全用电概述、安全用电的相关基础知识、怎么安全用电、触电预防；用电事故预防包含：电的危害、预防电气事故、电气火灾和爆炸的预防、用电设备安全管理、临时用电安全管理、电气伤害急救与电气火灾扑救；紧急救护包含：医疗急救小常识、触电急救动画讲解。

七、实训项目要求
PLC基本技能实训
MCGS组态棒图实验教学,利用已编辑好组态棒图,对以下任何实验进行动态跟踪教学实验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。
PLC模拟控制应用实训
（一）PLC基本技能实训
1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）
2.PLC仿真实训
典型电动机控制实操实训
1.三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制
2.三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制
3.三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制
4.三相鼠笼式异步电动机Y/△转换起动PLC控制
PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
1.变频器功能参数设置与操作
2.变频器报警与保护功能
3.外部端子点动控制
4.变频器控制电机正反转
5.多段速度选择变频调速
6.变频器无级调速
7.基于外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速
8.瞬时停电启动控制
9.PID变频调速控制
10.PLC控制变频器外部端子的电机正反转
11.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制
12.基于PLC数字量控制方式的多段速
13.基于PLC模拟量控制变频开环调速
14.基于PLC通信方式的变频器开环调速
15.基于PLC通信方式的速度闭环控制
16.基于PLC模拟量方式的变频器闭环调速
17.基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
18.基于触摸屏控制方式的LED控制
19.基于触摸屏控制方式的温度PID控制
20.PLC、触摸屏与变频器通信控制
21.基于MCGS的485总线网络通信技术
22、PLC与步进控制系统的应用
23、编码器速度检测的应用
24、编码器位置检测的应用
网络通讯综合实训
1. PLC与变频器RS485通讯实训
2. PLC、触摸屏与变频器通信控制
3. PLC主机之间PROFIBUS -DP通讯实训
4. PLC主机之间PROFINET通讯实训
5. PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训