工业数字化网络综合实训平台
一、产品简述
工业数字化网络综合实训装置是依据“可编程序控制系统设计师”的职业培训及考核要求精心打造的一款实训设备。它不仅融入了新技术,还满足了职业教育、技能鉴定及实训教学的多重需求。该装置特别适用于各级职业院校、培训机构等,助力可编程序控制系统设计师的技能培训与鉴定工作。
二、研发背景概览
紧贴职业标准:根据人力资源和社会保障部的相关培训及考核大纲,结合实际需求,研制出这款实训装置,确保教学与考核的同步进行。
教学需求升级:随着工业数字化的快速发展,教学设备也需要不断升级以满足更高的教学要求。同时,考虑到教学需要从基础开始,实验室建设需避免重复投入,实现资源最大化利用。
工业现场复杂性:工业现场设备多样,单一主机无法满足所有需求。因此,本装置采用多站点配合的设计,模拟真实的工业现场环境。
考核需求多样化:不同层次的学生需要不同的考核设备。本装置通过模块化设计,实现了不同考核需求的灵活组合,并可通过实训结果有效评估学生的学习效果。
三、装置特色解析
通用性与扩展性:装置采用通用型宽展口设计,I/O口可通过扩展口引出,支持插接式训练和线接式实操训练。同时,设有可拆卸的网孔板,方便对不同层次的学生进行考核。
主机选型全面:涵盖西门子从小型S7-200 SMART系列到中型S7-1200系列再到大型S7-1500系列的PLC主机,实现从基础到高级的递进式学习,让学生逐步掌握PLC技术。
模块组合式结构:集成开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等多种功能,配合MCGS工控组态监控软件,实现实训教学的仿真化与信息化。
典型项目实训:通过模拟工业生产中的典型案例,训练学生在逻辑、模拟、过程、运动等方面的控制能力,提升实际操作技能。
仿真实训教学:借助虚拟环境实时展示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,增强学生对PLC运行原理的理解。
模块化网络系统:构建由西门子不同型号PLC主机组成的工业网络,涉及多层网络通讯技术,帮助学生全面了解工业网络的构建与运行。
四、技术性能概述
输入电源稳定:采用三相四线或三相五线供电,电压波动范围小,确保装置稳定运行。
工作环境适应性强:适应较宽的温度和湿度范围,以及一定海拔高度的使用环境,满足不同地域的实训需求。
装置容量适中:在保证实训效果的前提下,控制装置容量在合理范围内,实现节能环保。
结构紧凑轻便:采用优化设计,装置重量适中,便于搬运和安装。
外形尺寸规范:装置尺寸符合标准规格,方便在实训场地进行布局和摆放。
安全保护完善:配备漏电压、漏电流保护装置,确保实训过程的安全可靠,符合国家相关标准。
五、实训装置的核心配置及其功能解析
本实训装置融合了多款西门子PLC主机,以及变频调速、运动控制、触摸屏等多种功能模块,旨在满足职业教育与技能培训的多元化需求。
西门子PLC主机系列
S7-1500单元:作为高端PLC主机,S7-1500具备强大的处理能力和丰富的通信接口。其自带的显示屏使操作更为便捷,同时支持多种安全防护机制,确保系统的稳定运行。
S7-1200单元:中型PLC主机,具有高性价比和灵活的扩展性。通过信号转接板,可以轻松实现与外部设备的连接和控制。
S7-200SMART单元:作为小型PLC主机,S7-200SMART集成了数字量I/O和高速脉冲输出等功能,同时支持以太网通信,满足基础教学和简单应用的需求。
触摸屏单元
采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏,为用户提供直观的操作界面。通过与S7-1500主机的以太网通信,实现对各单元运行状态的实时监控和控制。
以太网交换机
采用非网管型工业以太网交换机,构建稳定可靠的网络拓扑结构,支持多设备间的数据通信和共享。
变频调速单元
采用西门子SINAMICS系列V20变频器,实现电机的无级调速和精确控制。集成的多种保护功能确保电机运行的安全可靠。
小车运动控制单元
结合传感检测技术和PLC编程,实现小车的精准定位、传动控制等功能。通过丰富的实训项目,帮助学生深入理解运动控制的原理和应用。
实训组件
电源挂箱提供多种电源输出,满足实训设备的动力需求。虚实结合挂箱采用开放式结构,方便用户根据需求添加不同功能的挂箱。
二维丝杆控制单元
结合伺服驱动和步进驱动技术,实现对二维丝杆的精准控制。通过实训项目,帮助学生掌握伺服系统和步进系统的基本原理和应用技巧。
电工基础实训单元
包含交流接触器、继电器等电工基础元件,用于电机控制、电路搭建等实训项目,帮助学生巩固电工基础知识。
三相交流电机
作为实训设备的动力源,三相交流电机具有稳定的运行性能和广泛的应用场景。通过实训项目,学生可以深入了解电机的结构、工作原理和控制方法。
六、配套教学资源
1.西门子PLC仿真实训软件(具有软件著作权,网络版,配10个节点)
一级模块 | 二级模块 | 三级模块 |
基本指令 | 1.电动机启停控制 | 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 |
2.电动机正反转控制 | 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 | |
3.电动机循环正反转 | 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 | |
4.可逆运行反接制动 | 控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 | |
5.三速电机控制 | 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 | |
6.星角降压启动控制 | 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 | |
7.数码管点亮控制 | 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 | |
8.交通灯控制 | 控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 | |
9.恒压供水系统控制 | 实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接 | |
应用指令 | 1.循环彩灯控制 | 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 |
2.停车场车位控制 | 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 | |
3.小推车控制 | 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 | |
4.简易三层电梯控制 | 实训目的、控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 | |
顺序控制指令 | 1.大小球传送装置控制 | 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 |
2.简易机械手控制 | 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 | |
3.音乐喷泉控制 | 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 | |
4.运料小车控制 | 控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 | |
5.电镀生产线控制 | 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 | |
6.皮带运输线控制 | 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 | |
7.工业洗衣机控制 | 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 | |
8.双面铣床控制 | 实训目的、控制要求、I/O分配、T型图、指令表、电路连接、通电运行 |
七、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RS485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