电气自动控制电路装调维修考核装置

KCZWD-226D型电气自动控制电路装调维修考核装置

一、产品概述

本装置结合我国工业电气自动化技术发展，采用模块式结构，包含PLC主机挂组件、变频器组件、触摸屏组件等，适用于就业前及岗前综合技能训练，适合高级工技能培训考核，能进行小型工程项目设计、设备选型、安装调试、操作模拟，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，安全性高，设有多种保护功能，确保设备和人身安全。

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，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，可以用于插接式训练，也可进行线接式实操训练。

2. 主机选型为西门子S7-1200系列PLC，全面覆盖了西门子常用PLC类型，由简到繁的学习理念让学生容易接受。

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。

14. 掌握PLC实训教学课程APP软件的使用。

四、设备参数

（一）台架

1. 设备主体框架采用优质128mm×34mm±1mm工业铝型材搭建而成，设备布件区域采用由1.5mm厚优质钢板经数控机械精加工制作的标准网孔板，表面经酸洗磷化后，高温静电喷塑处理。

2. 设备底部带轮，方便设备的移动和放置。

3. 尺寸：≥W1200D700H1800mm

（二）电源箱

1. 交流输出：三相五线交流380V±10％单相三线交流220±10％使用自动空气开关通断电源， 设有短路保护系统、漏电保护系统、接地保护、急停保护。

2. 直流稳压电源：DC24V/2A以上，调节精度1%，具有短路软限流和短路自恢复功能。

3. 电源智能保护器具有缺相、欠压、过压、漏电、过流、短路、浪涌保护功能可自动重合闸功能；

4. 漏电保护设定范围可设置，漏电保护动作时间不大于0.1s；

5. 过压保护范围可设定，过压保护动作时间不超过5s；

6. 过流保护范围可设定，过流保护动作时间不超过5s；短路保护电路为三倍的额定电路，过流保护动作时间不超过0.1s；

7. 保护装置具有防雷击功能，L与N间高压脉冲测试2KV不产生误动作；

8. 故障信息可保存不少于999个；

9. 运行状态及故障状态均有指示灯指示，可显示实时电压、电流、漏电流等参数，具有声光报警功能；

10. 具有参数修改设置按键便于现场修改设置保护参数；能够实现有远程DI及DO功能可用于远程控制电源及电源控制柜门打开检测报警；主控装置可具有RS485接口能够实现多设备连接通信。

11. 设备支持云系统远程监控功能，可查看远程实时数据，数据曲线显示，保护参数在线设置等功能，并可远程控制电源打开及关闭等功能，配有无线/有线控制模块，可以通过监控软件监视电源，并可以对设备进行断电/启动控制，配置4路输入可以控制继电器工作。

（三）控制模块Ⅰ

1. PLC：采用西门子S7-1200系列主机，CPU 1214C，紧凑型 CPU，DC/DC/DC，机载 I/O： 14 个 24V DC 数字输入；10 个 24V DC 数字输出；2   AI 0-10V DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC，程序/数据存储器100 KB；数字量扩展I/O   16 DI/16 DO，16DI/16DO， 16DI   24V DC，灌电流/拉电流， 16DO，继电器 2A。

2. 变频器：采用西门子G120C变频器，配备安全集成STO PROFINET 6DI，3DO，2AI，2AO，最大 1F-DI   PTC/KTY接口 USB 和 SD/MMC 接口   防护等级 IP20，轻载功率：0.55KW，重载功率0.37KW。

3. 伺服系统： 采用西门子V90系列伺服控制器及伺服电机，输入电压：200-240V 单相交流 -15%/+10% 5.0A/3.0A 45-66，可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。

4. 触摸屏：采用西门子KTP700系列触摸屏，按键式/触摸式操作，7"TFT显示屏，65536 颜色，PROFINET接口。

5. 步进驱动器模块：两相步进电机驱动器，可正定电流范围1.0—4.2A，供电电压DC18-48V，细分1-128，脉冲控制型。

（四）控制模块Ⅱ

1. 采用3mm铝合金长方体为主体结构，包含多组中间继电器、指示灯、按钮等模块。

2. 控制电路使用弹簧式端子

（五）分拣任务模块

1. 功能：模拟生产线自动化控制，变频器控制输送电机实现调速功能，并通过光纤、光电、金属、RFID等多种传感器检测，PLC控制伺服、步进、多种气缸动作完成多种功能。

2. 结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。

3. 主要部件：

• 三相交流减速电机：额压380V，功率25W，减速比1:50。

• 伺服电机：工作电压230V 3AC，功率0.1kW，转速3000rpm，扭矩0.32Nm，轴高度20mm，编码器2500增量/转，防护等级IP65。

• 步进电机：额定电压3V，电流2A，步角距1.8°，长度49mm，保持转矩0.48N.m，线数4线，步距精度5%，绝缘电阻100MΩ Min 500VDC，耐压500V AC 1minute，径向跳动最大0.02mm(450g负载），轴向跳动最大0.08mm(450g负载）。

• 工业RFID读写器：支持1.5W射频功率，感应距离20cm，外形尺寸82mm×32mm，线长1500mm。

（六）直流调速模块

1. 采用测速发电机反馈电压和给定电压形成闭环调速系统，具有数字显示系统及透明防护罩。

2. PCB线路板采用插放式设计，方便学员测量分析，完成故障诊断与排除。

（七）电机组模块

包含步进电机、伺服电机、交流电动机。

（八）电脑桌

1. 工业铝型材框架结构，单工位，设有电脑主机位及键盘支架，用于放置编程电脑。

2. 尺寸：不小于L600mm×W700mm×H780mm。

3. 桌身：桌体底装有带刹车万向轮，方便移动和固定。

（九）装配桌（防静电装配平台）

1. 由桌身、工具柜、台面组成，用于电气及机械结构的装配平台。

2. 尺寸：不小于L1500mm×W700mm×H780mm。

3. 桌身：装配桌预设电源插座扩展孔，可加装电源插座，可随意拆装，方便运输安装。

4. 工具柜：采用冷轧钢板折弯焊接而成，有多个抽屉，可储藏工具，放置于装配桌底部一侧。

5. 台面：50mm厚高压复合成型纤维板，表面覆盖2mm绿色防静电胶皮，四边5mm PVC截面封边，具有耐磨、耐热、耐污、易清洁、耐冲击、耐酸碱、吸震、防静电功能。

（十）资源包

1. 实训项目的相关指导教材及参考资料。

2. 模拟训练题目、参考程序、手册、编程软件。

（十一）主要考核内容

1. 触摸屏的工程创建、编辑与下载操作。

2. 触摸屏的离线模拟应用。

3. 触摸屏的动画元件应用。

4. 触摸屏的数值、文本输入显示元件应用。

5. 触摸屏的系统综合应用。

6. 步进电机驱动器的接线与调试。

7. 步进电机驱动器参数的设置。

8. 步进电机驱动器与PLC的脉冲定位控制。

9. 伺服电机驱动器的接线与调试。

10. 伺服电机驱动器参数的设置。

11. 伺服电机驱动器与PLC的脉冲定位控制。

12. 伺服电机驱动器与PLC的通信定位控制。

13. PLC与RFID通信读写编程调试。

14. 变频器控制电机的接线与调试。

15. 变频器参数的设置。

16. 变频器控制环形传送分拣任务模型多段速运行。

17. PLC与变频器通信运行。

18. 分拣任务模型接线与调试。

19. 分拣任务模型运行控制程序设计。

20. PLC、触摸屏、变频器、伺服系统综合应用实训。

21. 检查双闭环直流调速系统组成双闭环直流调速系统调试及分析。

（十二）工具及仪表

1. 专用螺丝刀：与弹簧端子配套使用 1把。

2. 大两用螺丝刀 6寸 1把。

3. 小两用螺丝刀1把。

4. 棘轮式冷压端子钳 1把。

5. 内六角 中长杆，9件套装 1套。

6. 扒皮钳 6寸 1把。

7. 尖嘴钳 6寸 1把。

8. 工具箱 10寸 1个。

9. 万用表 UT39A+ 1把。

10. 安全帽 加厚型 1个。

11. 放线器 5种导线 1套。

12. 台虎钳 台钳口宽度应大于75mm（不可钻眼安装）1个。

13. 小型空压机 24L-750W  1套。

14. 配套线材、气管及连接配件，按实际需求提供。

五、实训项目

涵盖PLC编程、触摸屏组态、电机控制、伺服系统、变频器控制、工业通信等多方面的实训项目，具体包括：

1. 西门子S7-200SMART PLC的实训。

2. 西门子S7-1200 PLC的实训。

3. 触摸屏的实训。

4. 触摸屏与PLC通讯的实训。

5. S7-200SMART PLC与S7-1200 PLC之间通讯。

6. 三相电机实训。

7. 红绿灯控制实训。

8. 彩灯控制实训。

9. 送料传送带控制系统设计实训。

10. 抢答器实训。

11. 伺服电机的控制实训。

12. 变频器的控制实训。

13. 小车运动控制实训。

14. 编码器控制实训。

15. PLC与变频器PROFINET总线通信。

16. 以太网通信。

17. 继电器-交流接触器系统的电动机正反转，星-三角，两台电机的顺序控制。

18. 气动系统控制实训。

19. PLC远程监控。

20. PLC远程上下载程序。

21. PLC远程调试。

22. PLC之间无线通讯。

六、技术指标

1. 工作电源：三相五线制 AC 380 V±10% 50 Hz。

2. 设备外形尺寸：长×宽×高＝800mm×250mm×1700mm。

3. 台架材料：铝钢结构。

4. 整机消耗视在功率：≤1 kVA。

5. 安全保护措施：具有接地保护、漏电过载过流保护功能，具有误操作保护功能；安全性符合相关的国标标准，所有材质均符合环保标准。