FCGE-16工業自動化PLC控制系統應用與實訓平臺

一、產品概述
工業自動化PLC控制系統應用與實訓平臺做到一機多用、資源共享、便于管理、PLC部分模擬實際工業控制過程中典型的控制對象，它形象生動的演示了PLC的整個執行過程。能夠形象生動的執行機構驗證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實際應用，增強學生對PLC的學習興趣。產品采用掛箱式，便于實驗項目擴展和用戶第二次開發。自產品推出以來，得到了各大院校教學教師和專家的一致好評。全套裝置設計合理、功能強大、操作簡單方便，對學生理解和掌握可編程控制器的控制原理和操作方法。加快學習PLC的編程方法。都具有極大的幫助。
二、主要設備構成
（1）邏輯控制單元
西門子S7-1200可編程控制器套件1套
1)控制器CPU 集成輸入/輸出：14 路數字量輸入 24V直流輸入，10路晶體管輸出24 V直流，2路模擬量輸入0 - 10V DC或0 - 20mA；供電：直流 DC 24 V；可編程數據存儲區：50 KB
2)模擬輸出模塊 1路模擬量輸出 12BIT +/- 10VDC / 0-20 mA
3)以太網電纜
4)數字量輸入輸出模塊 8輸入24V DC/ 8輸出繼電器
電源模塊，輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/2.5A
7）所有I/O口均采用插接和端接兩種方式。
（2）數據可視化單元
采用西門子KTP700人機界面 KTP700BASIC PN
1）1個HMI基本型色彩 PN，基本面版，按鍵和觸摸操作，7" TFT 顯示屏， 65536 色，PROFINET 接口；
2）1個適用于10/100MBIT/S 的非管理型工業以太網交換機；
3）所有I/O口均采用插接和端接兩種方式。
（3）創意搭建控制對象
1套 包含多個傳感器/執行器單件，為學員提供從單個對象控制到簡單控制系統搭建的實踐平臺。包括：
1)1個 工業級大電流固態繼電器，電流20A,電壓范圍：直流 DC 20.4 - 28.8 V，短路電路89A：
2)溫度加熱器一個，電源24V，功率與外界環境的變化而變化，具有自我保護，使用壽命長，
3)2個PT100傳感器，，測溫范圍0-100：
4)2個直流風扇，供電電壓24V，靜音
5)一個封閉空間，可實時觀看加熱過程和狀態
6)1個 急停開關，旋轉復位，常開/常閉可選
7)1個 按鈕開關，自復位式，常開/常閉可選
8)2個 指示燈，電壓范圍：直流 DC 20.4 - 28.8 V，顏色：紅/綠各一
8）所有I/O口均采用插接和端接兩種方式。
（4）邏輯編程控制對象
1套 信號模擬，包含的模擬器件提供真實的模擬量信號和開關量信號，能夠模擬工業現場的設備運行狀態。包括：
1)2個 電壓表，測量AQ輸出電壓。
2)2個 直滑電阻，提供0~10V 直流電壓信號。
3)8路開關和8路LED顯示。
配套教學使用的對象，三層電梯、自動售貨機、機械手、自動門、天塔之光、全自動洗衣機、自動成型機、紅綠燈、裝配流水線、四路搶答器、音樂噴泉、軋鋼機、郵件分揀、物料分揀、多級傳輸帶等模擬控制實訓，指示燈采用貼片雙色LED，面板采用3D立體彩色搭配設計，使模擬對象更直觀立體，開關采用自復位兼自鎖一體設計使實訓能靈活實用，為適用各類PLC模塊具有輸入信號高低電平切換功能。
（5）運動控制對象
提供一套伺服電機，伺服驅動器，支持多種通訊方式，配置一個485口，支持位置控制，速度控制，轉矩控制。直線軸承一套，絲杠一套，光桿一套，按鈕開關四個，傳感器3個
（6）變頻控制對象
提供西門子變頻器G120C一臺，功率0.37KW，電壓380V，支持6路數字量輸入，4路輸出，兩路模擬量輸入和輸出，一臺三相異步電機，功率180W
（7）氣動控制對象
配置一個SMC電磁閥，電磁閥供電電壓24V，SMC氣缸，氣缸行程200mm，壓力0.1-0.7MPa,動作方式雙作用，配備滑塊移動，缸徑10mm，配置兩個傳感器，控制氣缸運行
（8）傳感器應用控制對象
1）節點模塊1參數
主要組成由原裝進CC2530蕊片、基于集成板載，串口通信蕊片，ZigBee仿真器接口、獨立電源開關、復位開關、信號測式開關、外部輸出LED8個,0.96寸OLED顯示液晶屏\紅外接收頭1個、5mm紅外發射一個、I/O端口等.
接口類型: USB/串口1個，傳輸速率: 115200Kbps；，有效通信距離: 300m，工作電壓: 5V，工作頻段: 24GHz，串口通信蕊片一路用于NBLOT\4G\WIFI和STM32,另處一路用于485\TTL\仿真下載，
2）節點模塊2參數
主要組成由原裝進CC2530蕊片、基于集成板載，串口通信蕊片，ZigBee仿真器接口、獨立電源開關、復位開關、信號測式開關、外部輸出LED6個,0.96寸OLED顯示液晶屏、I/O端口等.
接口類型: USB/串口1個，傳輸速率: 115200Kbps；，有效通信距離: 300m，工作電壓: 5V
工作頻段: 24GHz，串口通信蕊片一路用于NBLOT\4G\WIFI和STM32,另處一路用于485\TTL\仿真下載
3）紅外傳感器
采用進口探頭基于集成板載，高精比電運算蕊片、信號電路模塊等組成。
工作電壓：3.3-5V
信號輸出：數字量，測試點：3點，靈敏度：0.1mv
4）煙霧傳感器：采用進口探頭基于1集成板載，高精比運算蕊片、運算輸出指示燈、電位調節器、信號電路模塊等組成。
工作電壓：3.3-5V，信號輸出：數字量/模擬量，測試點：5點，濃度比設值：50%，適應環境：-10C°-50C°
5）光照傳感器：采用高清光敏探頭基于集成板載，高精比光照運算蕊片、運算輸出指示燈、電位調節器、信號電路模塊等組成。
工作電壓：3.3-5V，信號輸出：數字量/模擬量，測試點：4點，光照值：0-5000LUX，適應環境：-10C°-50C°
6）燃氣傳感器：燃氣傳感器基于集成板載，高精模數運算蕊片、運算輸出指示燈、電位調節器、信號電路模塊等組成。
工作電壓：3.3-5V，信號輸出：數字量/模擬量，測試點：5點，識別：液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、煙霧等，適應環境：-10C°-50C°
7）溫濕傳感器：溫濕傳感器基于集成板載，采用DHT11 數字式溫濕度傳感器、高精多圈電位調節器、信號電路模塊等組成。
工作電壓：3.3-5V，信號輸出：數字量/模擬量，測試點：3點，適應環境：-10C°-50C°
8）報警按鈕：AD16/  有效電流：5A觸點：NC/N0
9）繼電器塊：基于集成板載，輸出端口3個、電源指示燈一個、工作指示燈1個
載流：AC220V/3A/:DC30/3A 工作電壓：5V動作電流：10MA
10）LED燈：基于集成板載，輸入端口2個工作電壓：12V
11）模擬風機基于集成板載，輸入端口2個，工作電壓：12V工作電流：<10MA
尺寸;30*30*10
12）聲光報警器：基于集成板載，輸入端口2個，工作電壓：12V工作電流：<10MA
尺寸;Φ22分貝：<70
13）模擬直流電機：基于集成板載，輸入端口2個，工作電壓：12V，工作電流：<10MA，尺寸;Φ30轉速：100/M
14）實訓項目：溫濕度傳感器模塊 采集環境的溫度與濕度、光敏傳感器模塊 采集環境的光照強度、煙霧探測傳感器模塊 模擬安防中的煙霧探測、人體感應傳感器 模擬安防中的入侵檢測、LED燈模塊 模擬室內照明、直流電機 模擬空調風扇等家電設備、步進電機 模塊電動窗簾、洗衣機等設備、繼電器輸出（燈） 模擬環境加溫設備、數據上傳及APP監控
5、緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕
6、液晶模塊顯示溫度等
（9）產品平臺尺寸
1套 網孔式標準控制屏（臺式）：H2000*W800*D800
配套電腦桌，鋁型材鋼木結構。
（10驗室智慧用電安全控制系統
（1）該控制系統由無線遠程實驗臺電源管理終端和實驗室安全管理平臺軟件組成
（2）無線遠程實驗臺電源管理終端啟動時需教師輸入正確密碼才能啟動電源，避免學員誤操作；
（3）無線遠程實驗臺電源管理終端由2.8寸TFT彩色液晶顯示屏和數據采集模塊組成，實時顯示實驗臺三相電流值、三相電壓值、三相有功功率值、三相無功功率、功率因數、頻率等電參數。
（4）終端具有兩級使用權限：普通權限和高級權限
普通權限：設備上電即自動進入普通權限，在該權限下任何人都可以自由查看各相電參數；但是無權干預設備的運行且無權更改系統設置；
高級權限：需要教師輸入密碼才能獲取該權限級別，進入該權限級別后即可獲取本電源管理系統的所有操作權利，包括拉合閘（運行或停止運行）、本地定時開關機，過欠壓，過流以及余額不足報警閾值設置及其功能使能；報警記錄查看，費用管理部分的預付費功能開關，電量充值和剩余電量清零等操作；并且可以更改登錄密碼，系統對時模式設置，配網觸發模式選擇等；
（5）平臺軟件
1）實驗室安全管理平臺軟件使用全球化開發平臺，連接可靠性強，網絡數據延遲小。
2）軟件APP與終端設備緊密結合，通過手機或其他智能移動終端系統監控查詢學生實驗臺的電源開關狀態；可以單獨開啟關閉學生實驗臺電源；全部開啟或全部關閉實驗臺電源功能；定時預約實驗臺電源開啟關閉功能（云定時）。
3）軟件APP能實現終端設備與云端聯動，在聯網狀態(顯示綠色WIFI標志)，教師通過手機APP或平板電腦，可遠程實時高速讀取實訓臺的電流、電壓值、功率因數等參數；實時顯示設備使用功率和歷史曲線，實時監控設備的運行狀態、故障預警和異常報警；設備的電參數和運行狀態會實時的映射到智能移動終端；
4）軟件APP可遠程設置實驗臺保護電壓和電流，當輸入電壓或者電流超過保護電壓值或者保護電流值自動切斷實驗臺電源保護設備，并推送信息到教師控制端。在終端上更改系統設置也會即時的反饋到云端，并顯示在APP上；在APP上的操作權限同高級權限一樣可實現對設備的完全控制；
5）預付費功能，在APP端，用戶對產品具有完全的操作權，可以給電表設備進行電量充值，剩余電量為0.00kWh時自動拉閘斷電；帶有余額不足提醒功能，余額不足時自動上報到云端，APP也會立即顯示并記錄該事件以提示用戶及時進行電量充值；（預付費功能和余額不足報警功能也以被關閉）
6）軟件APP可以顯示總有功電量和歷史小時電量/日電量/月電量/年電量統計記錄；
7）設備分享功能，通過APP可以把設備分享給其他成員，方便協同管理，如果不想分享給其他成員也可以直接解除分享；初次添加設備的用戶為設備所有者，對設備分享與否具有絕對掌控權；
工業4.0仿真實訓軟件
軟件采用三維建?；谔摂M現實技術的計算機仿真模擬技術，可以進行電氣仿真、電子仿真、在線學習，氣動仿真、液壓仿真、傳感器仿真等常用工業技術仿真
1）電子仿真 
（1）電子產品制造技術：電子產品制造過程；焊接與拆焊技術；SMT技術
（2）儀器儀表的使用：萬用表使用仿真；示波器使用仿真；信號發生器使用仿真
（3）原件識讀與檢測：電阻種類、識別、檢測仿真；電容種類、識別、檢測仿真；電感與小型變壓器種類、識別仿真；二極管種類、識別、檢測仿真；電阻種類、識別、檢測仿真；三極管種類、識別、檢測仿真；集成電路種類、識別仿真；晶閘管種類、識別仿真；貼片原件種類、識別仿真；傳感器種類仿真；開關種類仿真；接插件種類仿真；
（3）綜合技能實訓
①調光臺燈電路的連線組裝仿真、測試、排故②數字時鐘電路的連線組裝仿真、測試、排故③放大電路的連線組裝仿真、測試、排故④收音機電路的連線組裝仿真、測試、排故⑤穩壓電源電路的連線組裝仿真、測試、排故⑥聲光報警電路的連線組裝仿真、測試、排故
2）電氣仿真  
（1）電工基本常識與操作：
①安全用電常識：觸電方式；防護措施；接地接零；急救措施
②常用電工工具：通用工具；線路工具；設備工具
③常用導線連接：絕緣連接；線頭連接；接線樁；絕緣恢復
④手工焊接工藝：焊接工具；焊接過程；焊接質量；拆焊過程
（2）電工儀表
①萬用表：外形仿真，結構仿真，面板仿真，使用仿真；
②電能表：外形仿真，原理仿真，檢測仿真，布局仿真，連仿真線，使用仿真；
③鉗形電流表：外形仿真，原理仿真，使用仿真；
④兆歐表：外形仿真，原理仿真，使用仿真；
⑤直流電橋：外形仿真，使用仿真；
⑥配電板：外形仿真，布局仿真，連線仿真，使用仿真；
（3）照明電路安裝
①熒光燈：器材仿真，電路仿真，原理仿真，連線仿真，排故仿真；
②兩地控制線路：器材仿真，電路仿真連線仿真
（4）電機與變壓器
①三相異步電動機：外形仿真，結構仿真，裝配仿真，維修仿真；
②單相異步電動機：外形仿真，結構仿真，裝配仿真；
③伺服電動機：外形仿真，結構仿真，原理仿真；
④步進電動機：外形仿真，原理仿真；
⑤直流電動機：外形仿真，結構仿真，裝配仿真；
⑥變壓器：外形仿真，結構仿真，原理仿真，裝配仿真；
（5）低壓電器
①交流接觸器：外形仿真，結構仿真，原理仿真，組裝仿真，檢測仿真；
②繼電器：外形仿真，結構仿真，原理仿真，檢測仿真；
③常用閘刀開關：外形仿真，結構仿真；
④低壓斷路器：外形仿真，結構仿真，原理仿真；
⑤熔斷器：外形仿真，結構仿真；
⑥啟動器：外形仿真
⑦主令電器：外形仿真，結構仿真；
（6）電動機控制仿真
①接線仿真：
1.過載保護的三相電動機正轉控制接線仿真
2.互鎖的三相電動機正反轉控制接線仿真
3.動機接觸器星形、三角形控制接線仿真
4.動機時間繼電器接線仿真
5.動機機械制動控制電路仿真
②電路仿真：
1.電動機具有過載保護的正轉控制仿真
2.機械行程控制電路仿真
3.電動機自耦降壓起動仿真
4.電動機接觸器星形、三角形控制仿真
5.繼電器仿真
6.電動機機械制動控制電路仿真
7.機反接制動控制電路仿真
8.壓器全波整流能耗制動控制電路仿真
9.控制的雙速電動機調速電路仿真
10.繼電器控制繞線式異步電動機起動控制線路仿真
11.氣控制仿真
12.蘆仿真
13.搖臂鉆床仿真
③排故仿真：
1.過載保護的正轉控制排故
2.互鎖的正反轉控制排故
3.機械行程控制電路排故
4.降壓起動排故
5.器星形、三角形控制排故
6.繼電器排故
7.電動機機械制動控制電路排故
8.機反接制動控制電路排故
9.壓器全波整流能耗制動控制電路排故
10.器控制的雙速電動機調速電路排故
（7）電工識圖
3）電工基礎仿真：能進行39個仿真實驗如下
實訓一  電位、電壓的測定
實訓二  電源的外特性
實訓三  歐姆表工作原理
實訓四  電阻的串、并、混聯
實訓五  電壓控制電流源
實訓六  電壓控制電壓源
實訓七  電容器的串、并、混聯電路
實訓八  電容在交直流電路中的作用
實訓九  一階RC電路的過渡過程
實訓十  二階電路的響應
實訓十一  負載獲得最大功率的條件
實訓十二  惠斯通電橋
實訓十三  電阻與溫度的關系
實訓十四  直流電路星形和三角形電路的等效互換
實訓十五  RL串聯電路
實訓十六  RC串聯電路
實訓十七  RCL并聯電路
實訓十八  電感在交直流電路中作用
實訓十九  一階RL電路的過渡過程   實訓二十  諧振電路
實訓二十一  RC選頻電路
實訓二十二  通斷電自感現象
實訓二十三  電壓表電流表的工作原理
實訓二十四  單相交流電路功率因數的改善及日光燈的接法
實訓二十五  變壓器實驗
實訓二十六  單相交流電路實驗
實訓二十七  電焊變壓器原理
實訓二十八  交流互感器原理
實訓二十九  電壓互感器原理
實訓三十  磁耦合線圈的反、順接法
實訓三十一  三相負載的星、三角形連接電路
實訓三十二  樓梯開關兩地控制
實訓三十三  戴維南定理實驗
實訓三十四  歐姆定律
實訓三十五  互易定律
實訓三十六  基爾霍夫第一定律
實訓三十七  基爾霍夫第二定律
實訓三十八  迭加定律
實訓三十九  諾頓定律
4）在線學習培訓
（1）提供免費遠程單片機培訓PLC培訓,伺服,步進,觸摸屏,變頻器, 單片機，數控，機器人，工業組態及網絡通信等全系列自動化技術培訓
（2）教師可以遠程通過新建不同班級、不同課程并上傳課程資料，可進行網上試卷批閱，作業批閱，回答學生問題。
（3）教師可以自由組合不同教學手段，實現各種不同的教學方法，比如談話式、研討式、活動式、競賽式等等，學習體驗；
（4）學生可以登錄在線學習系統，進行不同老師和不同課程學習，可以通過在線學習系統向老師提問，做筆記，評價及參與話題討論
5）液壓傳動原理的動態演示并不少于18種動態演示。
6）傳感器仿真（1）溫度變送傳感器仿真（2）液位傳感器仿真（3）流量傳感器仿真
7）氣動回路仿真演示：28回路的仿真，14路“考考你！”典型氣路設備故障。
8）PLC仿真可以通過PLC編程控制模型的相應動作從而完成工序動作包含機械手仿真、自動門仿真、升降機仿真、分揀仿真、正反轉仿真、郵件分揀、流水線、自動分揀等。
9）PLC運行數據顯示：PLC輸入電壓監控，PLC輸出電壓監控，PLC輸入開關監控，PLC輸出開關控制以及PLC輸入電壓模擬量實時數據，可根據實際需求添加128路。
10）PLC運行歷史數據：顯示PLC運行歷史數據，可按時、天、月進行查詢歷史數據曲線，以及歷史數據表格，可表格數據導出處理。
11）電機軟啟動及電機保護器的仿真
三、可實訓項目
（1）PLC的置位指令練習
（2）PLC的復位指令練習
（3）PLC的移動指令練習
（4）PLC的傳送指令練習
（5）PLC的邊沿指令練習
（6）PLC的觸發器指令練習
（7）PLC的加法指令練習
（8）PLC減法指令練習
（9）PLC乘法指令練習
（10）PLC除法指令練習
（11）PLC計數器指令練習
（12）PLC定時器指令練習
（13）PLC的與或非指令練習
（14）PLC的基本指令練習實訓
（15）PLC模擬量數據處理實訓
（16）紅綠燈的PLC控制實訓
（17）沖壓機的PLC控制實訓
（18）流水燈的PLC控制實訓
（19）自動售貨機的PLC控制實訓
（20）機械手的PLC控制實訓
（21）天塔之光的PLC控制實訓
（22）洗衣機的PLC控制實訓
（23）自動門的PLC控制實訓
（24）三層電梯PLC控制實訓
（25）四路搶答器PLC控制實訓
（26）音樂噴泉PLC控制實訓
（27）軋鋼機PLC控制實訓
（28）郵件分揀PLC控制實訓
（29）物料分揀PLC控制實訓
（30）多級傳輸帶PLC控制實訓
（31）觸摸屏的基本畫面編輯實訓
（32）觸摸屏通訊參數設置實訓
（33）觸摸屏上下載程序實訓
（34）觸摸屏的交通燈控制實訓
（35）PLC與觸摸屏通訊實訓
（36）伺服電機的參數設置
（37）伺服電機的外部端子控制
（38）伺服電機的位置控制
（39）伺服電機 模擬量控制
（40）伺服電機通訊控制
（41）變頻器參數設置
（42）變頻器面板啟停
（43）變頻器外部端子啟停
（44）變頻器模擬量控制
（45）變頻器通訊控制
（46）觸摸屏、PLC、變頻器總線通訊控制
（47）觸摸屏、PLC、伺服電機脈沖控制
（48）PLC溫度的轉換控制
（49）PLC溫度PID恒溫控制練習
（50）PLC氣動系統的控制
（51）感器應用實訓