工业自动化PLC、变频器、单片机综合实训装置

工业自动化PLC、变频器、单片机综合实训装置

一、概述
工业自动化实验考核设备，集单片机、可编程控制器(PLC)及变频调速器于一身，是工业自动控制理论的理想实训平台。

单片机部分，我们采用备受欢迎的51系列单片机，并配备先进的51仿真器与编程器。实验系统通过挂箱结构与多功能实验考核系统相结合，不仅满足实验教学需求，更能用于单片机的程序开发与考核。同时，我们提供多样化的参考实验程序，确保学生在全面掌握单片机知识的同时，能够灵活应用于实际项目中。

可编程控制器(PLC)部分，我们采用日本三菱FX1N主机，这款主机在市场上享有很高的声誉。实验程序同样采用挂箱结构，主机的所有I/O口均通过接线端子输出，与各实验挂箱的连接极为便捷。所有连接均采用接插件形式，插拔方便、接触可靠、连线快捷，且可反复使用。此外，实验装置还提供典型的工控实验程序，有助于学生深入了解和掌握PLC的原理及工作过程，为未来工作奠定坚实基础。

变频器部分，我们采用日本三菱FR-A840-1.5K主机，主机所有接口均通过接线端子输出。通过实验操作，学生能够轻松掌握变频器的原理与运用，此设备无疑是理想的变频器实验装置。

二、外形尺寸及电气参数

1. 实验台外形尺寸：长1600mm×宽700mm×高760mm，确保设备稳定且便于操作。

2. 实验屏尺寸：长1500mm×宽800mm，设计合理，满足各种实验需求。

3. 输入电压：AC380V±10% 50Hz，确保设备稳定运行。

4. 输出电压：AC380V、AC220V、DC24V、DC5V，满足各种实验电路的需求。

5. 设备具有三相漏电保护功能，确保实验操作的安全性。

6. 配备紧急停止开关，确保在紧急情况下能够迅速切断电源，保障人员安全。

7. PLC主机型号：三菱FX1N-40MR，性能稳定可靠。

8. 变频器主机型号：三菱FR-A840-1.5K，提供高效稳定的变频调速功能。

9. 51仿真器型号：集成一体化仿真器，方便学生进行单片机程序的调试与仿真。

10. 装置容量：<1.5KVA，节能环保，满足长时间实验需求。

三、产品特点

1. 采用组件式结构，更换便捷。如需扩展功能或开发新实验项目，仅需添加相应部件，保持设备的持续更新与升级。

2. 实验对象形象逼真，贴近工业现场实际应用。通过本装置的训练，学生能够迅速适应现场工作环境，提高实践能力。

3. 综合性强，集PLC、单片机、变频调速原理与综合运用于一体，满足学生全面学习工业自动化技术的需求。

4. 应用广泛，适用于综合实验、课程设计、毕业设计等多种教学环节，为学生提供丰富的实践机会。

5. 配备数据采集和工控组态软件应用开发功能，所有实验项目均有组态棒图跟踪教学，帮助学生直观理解实验过程与结果。

四、实验装置的配置与功能详解

本工业自动化实验考核设备，其配置与功能均经过精心设计，旨在为学生提供全面、深入的工业自动化实践体验。

（一）实验屏——核心控制与显示中心

实验屏采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，搭配铝质面板，不仅美观大方，而且坚固耐用。它集成了交流电源、直流电源、恒流源、测量仪表、模拟量调节器、定时器等关键功能，为各类实验提供了全面、稳定的电源支持与精确的数据测量。

其中，380V与220V交流电源满足多种实验需求，同时设有漏电及短路保护功能，确保实验安全。直流可调稳压电源与固定直流稳压电源为实验提供稳定的直流电压输出，而恒流源则能输出稳定的电流，满足特定实验要求。此外，实验屏还配备BCD拨码器、模拟量调节器、实验管理器以及高精度电压电流表，方便学生实时监控实验数据。

（二）实验挂箱及器材——丰富多样的实验模块

实验挂箱及器材是实验装置的重要组成部分，本设备提供了多种实验挂箱，涵盖了PLC可编程控制器、单片机综合开发系统以及变频调速等多个方面。

PLC可编程控制器实验挂箱包括多个模块，如抢答器、音乐喷泉、装配流水线等，这些模块能够模拟实际工业现场的各种应用场景，帮助学生深入理解PLC的工作原理及编程方法。

单片机综合开发系统实验挂箱则注重于单片机的程序开发与实践应用。该挂箱配备了中英文双平台支持的开发环境，以及独创的FlashDown仿真技术，使学生能够轻松进行单片机的编程与调试。同时，其开放的ISA通用插座设计，支持学生自行设计实验模块，培养学生的独立设计与动手能力。

变频调速实验挂箱则专注于变频器的原理与应用。通过该挂箱的实验，学生可以掌握变频器的基本工作原理、控制方式及实际应用方法，为将来从事相关工作打下坚实的基础。

（三）工控组态软件——直观动态的教学辅助工具

本设备还配备了一套工控组态软件，该软件能够编辑出形象直观、动感强、数字效果好的组态棒图，对实验过程进行动态跟踪教学。通过该软件，学生可以更加直观地了解实验过程与结果，提高学习效果。

（四）实验内容：
（1）单片机单元：
单片机原理实验
实验一　系统认识实验
实验二　数码转换实验
1.BCD整数转换为二进制整数
2.二进制整数转换为十进制整数
实验三　运算程序设计实验
1.多字节加法程序
2.双字节无符号数乘法
3.双字节除法
实验四　查表程序设计实验
1.采用查表的方法将16进制数转换为ASCII码
2.通过查表实现y=x2
实验五　数据排序实验
实验六　位操作实验
第3章　单片机集成功能模块实验
实验一　数字量输入输出实验
1.P1口I/O实验
2.P1口流水灯实验
实验二　中断控制实验
1.定时器中断
2.外部中断
实验三　定时／计数器实验
1.定时器实验
2.计数器实验
实验四　串行通信实验
1.自发自收实验
2.双机通信实验5
实验五　片内看门狗应用实验
实验六　片内EEPROM应用实验　
单片机接口扩展应用实验
实验一　存储器扩展实验
实验二　I/O扩展实验
实验三　8255并行口实验
1.8255 A/B/C口输出方波
2.8255 PA输入／PB输出
3.8255控制交通灯
实验四　A/D 0809模数转换实验
实验五　D/A 0832数模转换实验
实验六　键盘与显示设计实验
实验七　LCD 128×64液晶显示实验
实验八　LED 16×16点阵显示实验
实验九　音频驱动实验
实验十　继电器控制实验
实验十一　步进电机控制实验
实验十二　直流电机控制实验
实验十三　数字温度传感器实验
实验十四　V/F转换实验
实验十五　PWM输出实验
实验十六　实时时钟实验
实验十七　红外遥控实验
实验十八　并串与串并转换实验
实验十九　AT24C02串行存储器读写实验
实验二十　X5045P看门狗应用实验
实验二十一　串行A/D转换实验
实验二十二　串行D/A转换实验
实验二十三　8251串行通信应用实验
实验二十四　8253定时／计数器应用实验
实验二十五　8259中断器控制实验
（2）PLC可编程控制器单元：
1．邮件分拣机实验系统
2．电梯控制实验系统
3．机械手实验系统
4．五相步进电机控制实验系统
5．电机控制实验系统
6．七段数码实验系统
7．天塔之光实验系统
8．交通信号等自控和手控实验系统
9．水塔水为自动控制按系统
10．自控成型机实验系统
11．自控扎刚机实验系统
12．多种液体混合控制实验系统
13．自动送料装车实验系统
14．PLC控制电机直接启动实验
15．PLC控制电机正反转线路实验
16．PLC控制电机Y/△启动线路实验
（3）PLC、变频调速综合实验：
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调速
13、基于PLC数字量控制变频开环调速
14、基于PLC通信方式的的变频器开环调速
四、配置清单