工业自动化通信网络实验台
一、产品概述
工业自动化通信网络实验台是专为“可编程序控制系统设计师”培训所设计的先进教学设备。它严格按照国家职业标准考核大纲和职业教育培训要求研发，融合了最新的技术元素。这一实验台不仅适合职业院校、职业培训学校等教育机构使用，也完全能够满足鉴定站/所对可编程序控制系统设计师的多级培训与技能鉴定需求。
二、研发背景解读
本实验台紧密贴合“可编程序控制系统设计师”的培训需求，结合国家职业标准考核大纲，引入前沿技术，旨在提升职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学的质量和水平。
面对工业快速发展的现状，教学设备需不断更新以适应处理器技术的升级。同时，实验室建设应避免重复投资，减少资金和空间的浪费，实现资源共享。
工业现场设备种类繁多，加工工艺各异，一个完整的产品往往需要多个站点协同完成。因此，实验台设计需考虑多站点配合，模拟真实工业环境。
针对不同层次的考核需求，实验台应提供多样化的实训模块，确保学生能够在实际操作中巩固所学知识，同时方便教师进行考量检查。
三、实验装置特色详述
本实验台采用通用型宽展口设计，I/O口均可通过光电隔离转接模块引出，保护主机元件，既可用于插接式训练，也可进行线接式实操训练，实现一次性建设的高效利用。
主机选型覆盖西门子常用PLC类型，从基础小型PLC到大型PLC，由简到繁，符合学生学习规律，让学生轻松上手，逐步深入。
采用模块组合式结构，涵盖开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等多个方面，配备MCGS工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学，提升学生实践操作能力。
项目实训模块利用可编程控制器及总线技术模拟工业生产中的典型案例，实现逻辑、模拟、过程、运动等多种控制功能，帮助学生更好地理解和掌握工业控制系统。
仿真实训教学通过虚拟环境实时展示PLC运行状态，模拟工业现场控制场景，提供编程训练、程序编写测试等功能，增强学生的编程能力和问题解决能力。
模块化网络系统由西门子不同型号的PLC构成，构建了一个涵盖多层网络通讯的工业网络，涉及RS485通讯、DP主从站通讯、以太网通讯等，帮助学生全面了解工业通信网络的构建与应用。
四、技术性能指标
电源适配：该实训装置采用三相四线或三相五线电源，电压波动范围在380V±10%，频率为50Hz，确保稳定运行。
工作环境要求：实训装置适用于温度-10℃～+40℃、相对湿度小于85%（25℃）且海拔低于4000m的环境，确保在各种常规条件下都能正常工作。
装置容量与重量：装置容量控制在0.5kVA以下，重量约为100kg，便于搬运和安装。
外形尺寸：实训装置的外形尺寸为1780mm×730mm×1460mm，设计合理，占用空间小。
安全保护机制：装置内置漏电压、漏电流保护装置，符合国家标准，确保用户在使用过程中的安全。
五、基本配置与功能概述
实训装置由多个单元组成，包括S7-1500单元、S7-1200单元、S7-200SMART单元等，以及变频调速单元、小车运动控制单元、触摸屏单元等。
S7-1500单元
该单元由主机1511C-1PN、DP通讯模块CP1542-5和信号转接板组成。主机自带显示屏，具备强大的处理能力和丰富的接口，支持多种通信协议。DP通讯模块实现与PROFIBUS DP网络的连接，支持主从站通信。信号转接板采用光电隔离设计，保护主机元件，方便学生实训操作。S7-1200单元
该单元由主机1215C和信号转接板组成。主机具备高速处理能力和丰富的I/O接口，支持PROFINET通信。信号转接板同样采用光电隔离设计，保护主机元件并方便实训操作。S7-200SMART单元
该单元由主机CPU ST30、通讯模块DP01和信号转接板组成。主机集成数字量I/O和高速脉冲输出，支持RS-485和以太网通信。通讯模块实现与PROFIBUS DP网络的连接。信号转接板同样采用光电隔离设计，保护主机元件并方便实训操作。触摸屏单元
采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏，用于与S7-1200主机进行以太网通讯，实现运行状态的控制和显示。以太网交换机
采用非网管型工业以太网交换机，提供5个双绞线端口，用于构建小型星形和总线形拓扑结构。交换机自带LED诊断显示，方便用户进行故障排查。变频调速单元
采用西门子SINAMICS系列G120C变频器，具备多种控制模式和保护功能，如线性V/F控制、平方V/F控制等。同时集成以太网口通讯接口，方便与PLC进行通信和控制。小车运动控制单元
由运动小车、传感器和传动机构等组成，通过传感检测和PLC编程实现运动距离测量和传动控制功能。该单元有助于学生深入了解运动控制系统的原理和应用。
六、实训项目
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。
1. PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等）
PLC虚拟控制应用实训
1. 数码显示控制
2. 抢答器控制
3. 天塔之光控制
4. 音乐喷泉控制
5. 十字路口交通灯控制
6. 水塔水位控制
7. 自动送料装车系统控制
8. 四节传送带控制
9. 装配流水线控制
10. 多种液体混合装置控制
11. 自控成型机控制
12. 自动洗衣机控制
13. 电镀生产线控制
14. 自控轧钢机控制
15. 邮件分拣机控制
16. 自动售货机控制
17. 机械手控制控制
18. 四层电梯控制
PLC实物控制应用实训
19. 直线运动位置检测、定位控制
20. 步进电机定位控制
21. 步进电机的速度控制
22. 步进电机的正反转控制
23. 伺服电机定位控制
24. 伺服电机的速度控制
25. 伺服电机的正反转控制
26. 伺服电机和步进电机的综合控制
典型电动机控制实操实训
27. 三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制
28. 三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制
29. 三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制
30. 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
31. 变频器功能参数设置与操作
32. 外部端子点动控制
33. 变频器控制电机正反转
34. 多段速度选择变频调速
35. 变频器无级调速
36. 外部模拟量方式的变频调速控制
37. 基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制
38. 基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制
39. 基于PLC通信方式的变频开环调速
40. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
41. 基于触摸屏控制方式的数码显示控制
网络通讯综合实训
42. PLC与变频器PROFINET通讯实训
43. PLC、触摸屏与变频器通信控制
44. PLC主机之间PROFIBUS -DP通讯实训
45. PLC主机之间PROFINET通讯实训
46. PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训
47. PLC与伺服电机CAN通讯
48. PLC与传感器总线通讯
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