工業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

工業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

一、產(chǎn)品簡述

工業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)裝置是依據(jù)“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師”的職業(yè)培訓(xùn)及考核要求精心打造的一款實(shí)訓(xùn)設(shè)備。它不僅融入了新技術(shù)，還滿足了職業(yè)教育、技能鑒定及實(shí)訓(xùn)教學(xué)的多重需求。該裝置特別適用于各級(jí)職業(yè)院校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等，助力可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的技能培訓(xùn)與鑒定工作。

二、研發(fā)背景概覽

1. 緊貼職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)人力資源和社會(huì)保障部的相關(guān)培訓(xùn)及考核大綱，結(jié)合實(shí)際需求，研制出這款實(shí)訓(xùn)裝置，確保教學(xué)與考核的同步進(jìn)行。

2. 教學(xué)需求升級(jí)：隨著工業(yè)數(shù)字化的快速發(fā)展，教學(xué)設(shè)備也需要不斷升級(jí)以滿足更高的教學(xué)要求。同時(shí)，考慮到教學(xué)需要從基礎(chǔ)開始，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需避免重復(fù)投入，實(shí)現(xiàn)資源最大化利用。

3. 工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜性：工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備多樣，單一主機(jī)無法滿足所有需求。因此，本裝置采用多站點(diǎn)配合的設(shè)計(jì)，模擬真實(shí)的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。

4. 考核需求多樣化：不同層次的學(xué)生需要不同的考核設(shè)備。本裝置通過模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了不同考核需求的靈活組合，并可通過實(shí)訓(xùn)結(jié)果有效評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

三、裝置特色解析

1. 通用性與擴(kuò)展性：裝置采用通用型寬展口設(shè)計(jì)，I/O口可通過擴(kuò)展口引出，支持插接式訓(xùn)練和線接式實(shí)操訓(xùn)練。同時(shí)，設(shè)有可拆卸的網(wǎng)孔板，方便對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。

2. 主機(jī)選型全面：涵蓋西門子從小型S7-200 SMART系列到中型S7-1200系列再到大型S7-1500系列的PLC主機(jī)，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)到高級(jí)的遞進(jìn)式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生逐步掌握PLC技術(shù)。

3. 模塊組合式結(jié)構(gòu)：集成開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等多種功能，配合MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的仿真化與信息化。

4. 典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)：通過模擬工業(yè)生產(chǎn)中的典型案例，訓(xùn)練學(xué)生在邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等方面的控制能力，提升實(shí)際操作技能。

5. 仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：借助虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)展示PLC運(yùn)行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制場景，提供編程訓(xùn)練、程序編寫測試等功能，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)PLC運(yùn)行原理的理解。

6. 模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：構(gòu)建由西門子不同型號(hào)PLC主機(jī)組成的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，涉及多層網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，幫助學(xué)生全面了解工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與運(yùn)行。

四、技術(shù)性能概述

1. 輸入電源穩(wěn)定：采用三相四線或三相五線供電，電壓波動(dòng)范圍小，確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：適應(yīng)較寬的溫度和濕度范圍，以及一定海拔高度的使用環(huán)境，滿足不同地域的實(shí)訓(xùn)需求。

3. 裝置容量適中：在保證實(shí)訓(xùn)效果的前提下，控制裝置容量在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

4. 結(jié)構(gòu)緊湊輕便：采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，裝置重量適中，便于搬運(yùn)和安裝。

5. 外形尺寸規(guī)范：裝置尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，方便在實(shí)訓(xùn)場地進(jìn)行布局和擺放。

6. 安全保護(hù)完善：配備漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，確保實(shí)訓(xùn)過程的安全可靠，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

五、實(shí)訓(xùn)裝置的核心配置及其功能解析

本實(shí)訓(xùn)裝置融合了多款西門子PLC主機(jī)，以及變頻調(diào)速、運(yùn)動(dòng)控制、觸摸屏等多種功能模塊，旨在滿足職業(yè)教育與技能培訓(xùn)的多元化需求。

1. 西門子PLC主機(jī)系列

• S7-1500單元：作為高端PLC主機(jī)，S7-1500具備強(qiáng)大的處理能力和豐富的通信接口。其自帶的顯示屏使操作更為便捷，同時(shí)支持多種安全防護(hù)機(jī)制，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

• S7-1200單元：中型PLC主機(jī)，具有高性價(jià)比和靈活的擴(kuò)展性。通過信號(hào)轉(zhuǎn)接板，可以輕松實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的連接和控制。

• S7-200SMART單元：作為小型PLC主機(jī)，S7-200SMART集成了數(shù)字量I/O和高速脈沖輸出等功能，同時(shí)支持以太網(wǎng)通信，滿足基礎(chǔ)教學(xué)和簡單應(yīng)用的需求。

2. 觸摸屏單元

• 采用西門子KTP700 Basic 7寸彩色觸摸屏，為用戶提供直觀的操作界面。通過與S7-1500主機(jī)的以太網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)各單元運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。

3. 以太網(wǎng)交換機(jī)

• 采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，構(gòu)建穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持多設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信和共享。

4. 變頻調(diào)速單元

• 采用西門子SINAMICS系列V20變頻器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速和精確控制。集成的多種保護(hù)功能確保電機(jī)運(yùn)行的安全可靠。

5. 小車運(yùn)動(dòng)控制單元

• 結(jié)合傳感檢測技術(shù)和PLC編程，實(shí)現(xiàn)小車的精準(zhǔn)定位、傳動(dòng)控制等功能。通過豐富的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生深入理解運(yùn)動(dòng)控制的原理和應(yīng)用。

6. 實(shí)訓(xùn)組件

• 電源掛箱提供多種電源輸出，滿足實(shí)訓(xùn)設(shè)備的動(dòng)力需求。虛實(shí)結(jié)合掛箱采用開放式結(jié)構(gòu)，方便用戶根據(jù)需求添加不同功能的掛箱。

7. 二維絲桿控制單元

• 結(jié)合伺服驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二維絲桿的精準(zhǔn)控制。通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生掌握伺服系統(tǒng)和步進(jìn)系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用技巧。

8. 電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元

• 包含交流接觸器、繼電器等電工基礎(chǔ)元件，用于電機(jī)控制、電路搭建等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生鞏固電工基礎(chǔ)知識(shí)。

9. 三相交流電機(jī)

• 作為實(shí)訓(xùn)設(shè)備的動(dòng)力源，三相交流電機(jī)具有穩(wěn)定的運(yùn)行性能和廣泛的應(yīng)用場景。通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生可以深入了解電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制方法。

六、配套教學(xué)資源

1.西門子PLC仿真實(shí)訓(xùn)軟件（具有軟件著作權(quán)，網(wǎng)絡(luò)版，配10個(gè)節(jié)點(diǎn)）

七、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

PLC基本技能實(shí)訓(xùn)

MCGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對(duì)以下任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1. PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）

PLC虛擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

1. 數(shù)碼顯示控制

2. 搶答器控制

3. 天塔之光控制

4. 音樂噴泉控制

5. 十字路口交通燈控制

6. 水塔水位控制

7. 自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制

8. 四節(jié)傳送帶控制

9. 裝配流水線控制

10. 多種液體混合裝置控制

11. 自控成型機(jī)控制

12. 自動(dòng)洗衣機(jī)控制

13. 電鍍生產(chǎn)線控制

14. 自控軋鋼機(jī)控制

15. 郵件分揀機(jī)控制

16. 自動(dòng)售貨機(jī)控制

17. 機(jī)械手控制控制

18. 四層電梯控制

PLC實(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

19. 直線運(yùn)動(dòng)位置檢測、定位控制

20. 步進(jìn)電機(jī)定位控制

21. 步進(jìn)電機(jī)的速度控制

22. 步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

23. 伺服電機(jī)定位控制

24. 伺服電機(jī)的速度控制

25. 伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

26. 伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制

典型電動(dòng)機(jī)控制實(shí)操實(shí)訓(xùn)

27. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖PLC控制

28. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC控制

29. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)PLC控制

30. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC控制

PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)

31. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作

32. 外部端子點(diǎn)動(dòng)控制

33. 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)

34. 多段速度選擇變頻調(diào)速

35. 變頻器無級(jí)調(diào)速

36. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制

37. 基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

38. 基于PLC模擬量方式變頻開環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制

39. 基于PLC通信方式的變頻開環(huán)調(diào)速

40. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)

41. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制

網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)

42. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)

43. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制

44. PLC主機(jī)之間PROFIBUS -DP通訊實(shí)訓(xùn)

45. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)

46. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)