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  • ZLBU-127 机电、电气实验室设备(可编程序控制器PLC)


  • 发布者:电机实训设备透明电机 发表时间:2018-03-15

  •   机电、电气实验室设备(可编程序控制器PLC)是根据《中华人民共和国教育行业标准---电工电子类实训基地仪器设备配备标准》,教育部“振兴21世纪职业教育课程改革和教材建设规划”要求,我公司联合相关单位院校的专业教师、资深行业专业人员,按照职业教育教学和实训要求,结合实际的教学和学生实验情况,研发了该实验室设备。
      PLC是微电子技术和自动控制技术相结合的产物,是专门针对工业环境应用而设计的一种特殊的计算机系统,具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点,可用于各类机械或生产过程的复杂控制和自动化网络构建,在工业控制领域里得到了广泛的应用,是现代工业自动化的三大支柱(PLC、CAD/CAM、机器人)之一。甚至可以说,PLC+变频器=无所不能!
      该实验室内的设备配置了可编程序控制器(SIMATIC S7-200)是选用了SIEMANS公司生产的小型PLC及其扩展模块,特别值得一提的是,该实验室的控制箱是自行设计和制作的,相关的教师和技术人员正在积极申请专利。
    建议使用单位配置稳压电源和数字式万用表等常规仪器工具
    一、PLC课程简介
    在可编程控制器(PLC)出现以前,继电器控制在工业控制领域占主导地位,由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作,若要改变控制的顺序就必须改变控制系统的硬件接线,因此,其通用性和灵活性较差。
    随着计算机技术的发展,1969年,美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器,在美国通用汽车公司的生产线上试用成功,并取得了满意的效果,可编程控制器自此诞生。PLC综合了计算机技术、电气控制技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。它具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等一系列优点,在工业生产过程自动控制领域得到广泛的应用。无论是国外引进的自动化生产线,还是自行设计的自动控制系统,都广泛采用单台或多台可编程序控制器组成。所以,掌握PLC技术,是改造传统生产工艺和设备的重要途径。目前,PLC与电气控制在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
    《PLC原理及应用》课程是我院机电一体化技术专业的核心专业课程。
    二、控制箱的设计思路
    1.可编程控制器(PLC)控制实验箱的设计基本思路,就是要让学生贴近生产实际,增加学生实验的自主性,加强动手能力,灵活运用PLC(包括扩展模块)及各种控制器件而不只是单纯地为实验而实验。通过实验、开放、小课题以及毕业设计,使学生逐步了解并最终达到初步掌握应用PLC的能力。
    2.控制箱的设计与生产企业的实际应用相结合,所使用的元件、导线、连接方式、箱子外型等都尽可能与实际机械设备上的控制箱类似。
    3.控制箱内有足够多的输入和输出元件,以及接触器、时间继电器、不同电压等级的中间继电器等,既能满足基本教学需要,又便于进一步扩展应用。各种控制电器的类型尽可能多样化,让学生能尽快了解不同种类的电器元件。
    4.为了最大限度地提高学生的动手能力,又尽可能减少对元件器本身的损害,各种元器件输入、输出端子都被引接至端子排上,编上线号,并将编线号的分布情况绘成图纸。学生可以根据图纸,自行设计电路及接线方式。这样既能使学生了解编号的设计方式,又能掌握编号接线的优势,同时还能最大限度地保证元件设备完好。
    三、控制箱的性能特点
    1.该控制箱的功能齐全,元器件数量和种类较多,既有实验、自行设计开发功能,又有体验实际的效果。控制箱设计周全,外观精美、体积小巧,安装专业、线号清晰,接线方便、直观性强,是一种通用型的PLC实验教学仪器。
    2.控制箱只比普通电脑显示器略宽一点,仅有1根电源线与外界相连,可以放置于普通实验桌上。建议1个学生使用1台设备,也可以两个人及更多学生同时设计、操作同一台控制箱。必要时,甚至可以将若干台控制箱进行多个PLC的联网操作。
    3.每一个使用实验室控制箱的学生,都是第一次接触这些厂矿企业实际在用的元器件和设备,动手操作的能力非常有限。为此,将部分最常用的接线端子安装在控制箱顶部,可以让学生看清线路的安装方法和线号,也便于接线;同时,对于初学者来说,不需要打开控制箱门就可以完成一般的实验,提高了实验的安全性。
    4.控制箱的顶部,还有安装着三个风扇电机和两个限位开关,是仿照工业现场中此类元件往往安装在机械设备上、而不安装于控制箱内的情况,尽可能将生产实际展现给学生,增强直观感受。采用轴流电机代替三相交流电动机,以及三个大按钮全部采用新型的保护式按钮,能够更有效地保证学生的安全。
    5.各种类型的输入和输出点引出数量多达150个,便于学生对PLC进行扩展功能的应用。并且在个别输入、输出点损坏的情况下,不影响学生对实验箱的使用。
    6.所有的线号全部是电脑打印的,并采用字母加数字的方式按一定规律编排,既美观又便于学生识别;由此,可以帮助学生进一步理解线号的作用,还提高了接线时的安全性。
    7.所有穿导线的金属面板孔都加装了橡胶防护套,确保控制箱使用时不发生漏电等意外事故。
    8.安装了两个快速反应的空气开关,能更好地防止线路短路等事故发生,还为学生使用220V提供了一路单独供电的电源。这两个开关的顺序操作功能,可以更好地培养学生分段操作、减少事故发生的理念。
    四、控制箱的可开实验
    可编程序控制器(PLC)实验控制箱可以由教师指定实验项目,也可以由学生自行设计、开发实验项目,可完成的实验主要有:不同电压等级之间的间接控制,各种电动机的自动控制,模拟交通信号灯控制,艺术造型彩灯控制,步进电机控制,顺序控制,自动洗衣机模拟控制等等几十种既定实验,以及数百种设计性实验。
    五、技术性能配置与参数:
    可编程控制器(PLC)24点I/O(14个输入点和10个输出点),220V指示灯6个,24V指示灯30个,220V和24V继电器各5个,24V直流电机3个,24V/12V/5V(直流)开关电源一组
    实验桌外观尺寸:1600×800×800mm3
    控制箱外观尺寸:宽600×高550×厚250 mm3(加装了所有元件后)
    输入电源:220V(交流)/24V(直流)
    输出电源:24V/12V/5V(直流)
    装置容量:100VA
    可编程序控制器(PLC)
    六、实验项目
    可完成的实验项目:
    1、小车循环运动的控制、
    2、传送带报警的控制、
    3、电机的顺序启动与停止、
    4、抢答器、
    5、电机启停的控制、
    6、十字路口交通灯控制、
    7、多个传送带启停控制、
    8、大小球分捡装置、
    9、传送带报警的控制、
    10、搅拌器的PLC自动控制实验、
    11、LED数码管显示PLC自动控制实验、
    12、四层电梯的PLC自动控制实验、
    13、艺术彩灯造型的PLC控制实验、
    14、电机的自动控制实验、
    15、步进电机的PLC控制、
    16、自动送料装车系统控制实验自动售货机实验、
    17、自动洗衣机控制系统模拟实验、
    18、继电器控制系统
    并可在实际运用中开发出更多的实验项目。
    七、基本配置
    一桌/台为例:A型为全木实验桌,B型为钢木实验桌。

    序号 材料名称 规格型号 数量 备注
    1 计算机   1 自配
    2 主控制箱
    已装5-27
    宽600×高550×厚250,全钢磷化喷塑 1  
    3A 全木型实验桌 1600X800X800 1 可选
    3B 钢木型实验桌 1600X800X800 1 可选
    4 学生实验凳 镀铬钢管,仿皮 1  
    5 断路器 D47-2P/10A 1  
    6 断路器 D47-2P/16A 1  
    7 交流接触器 CJX2 0910 3  
    8 时间继电器 DH48S 1  
    9 时间继电器 H3Y 1  
    10 中间继电器 HH52P 5  
    11 启动按钮   2  
    12 停止按钮   1  
    13 紧急停止按钮 RDA37-11ZS 1  
    14 开关电源 220/24/12/5V 1  
    15 信号灯 220V 6  
    16 小信号灯 SAD16-22D/S28  24V 30  
    17 带灯自锁按钮   1  
    18 带钥匙开关   1  
    19 二位转换开关   1  
    20 三位转换开关   1  
    21 不带灯自锁按钮   1  
    22 小启动按钮 ZB2-BE101C 4  
    23 小停止按钮 RDA37-11BN 1  
    24 限位开关 LX19-001 1  
    25 限位开关 LX19-212 1  
    26 直流电机 100*100  24V 3  
    27 可编程序控制器 西门子S7 200 1  
    28 电源线 1.2米 1  
    29 数据线   1  
    30 数字万用表   1  
    31 稳压电源 220V、1-3KW 1 自配或代配
     

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