SBGYW-02型開放式自動化及測控綜合實訓裝置
一、 產(chǎn)品概述
自動化測控綜合實訓裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設計師的四、三、二級開展培訓及技能鑒定。
參考圖（以實物圖為準）
二、 研發(fā)背景
1. 該裝置是根據(jù)人力資源和社會保障部制定的"可編程序控制系統(tǒng)設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。
2. 工業(yè)迅速發(fā)展處理器要求不斷提高，教學需要與時俱進設備要不斷升級，而教學還需要從基礎學起，同時滿足需要實驗室建設重復會導致浪費資金和實驗室空間。
3. 一個產(chǎn)品需要多種加工工藝，導致工業(yè)現(xiàn)場設備錯縱復雜，一個主機不能完成所有工作，需要多個站點進行相互配合完成。
4. 不同層次的考核需要不同設備，不能有機的進行結(jié)合，有些實訓完成后無法進行考量檢查學生的接受程度。
三、 裝置特色
1. 實訓建設理念為一次性建設，本設備采用通用型寬展口，所有主機的I/O口都可通過擴展口引出，可以用于插接式訓練，也可進行線接式實操訓練；還設有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對不同層次的學生進行考核。
2. 在主機選型方面由小型S7-200 SMART系列PLC到中型S7-1200系列PLC，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機可以通過并口連接到實訓區(qū)進行實訓，可從基礎小型PLC開始學起，再到中型PIC,由簡到繁的學習理念讓學生容易接受，學習起來更加得心應手。
3. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)仿真化、信息化實訓教學。
4. 項目實訓模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術完成對工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對象、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制。
5. 仿真實訓教學：通過虛擬環(huán)境實時顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場控制，可以進行編程訓練、程序編寫測試等功能。
6. 模塊化網(wǎng)絡系統(tǒng)：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)主要由西門子主機S7-1200、S7-200SMART構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應用歷程構(gòu)建了一個工業(yè)網(wǎng)絡，網(wǎng)絡通訊涉及PROFINET通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡通訊。
四、 技術性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜0.5kVA
4. 重 量：100kg
5. 外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm
6. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準
五、 基本配置及功能
實訓裝置由S7-1200單元、S7-200SMART單元、變頻調(diào)速單元、小車運動控制單元、、實訓組件、電工基礎實訓單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、交流電機等組成。
1. S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機1215C和信號轉(zhuǎn)接板組成。
主機1215C,工作存儲器125 KB；工作電源24VDC，自帶DI14/DQ10，AI2/AQ2板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個高速計數(shù)器和 4 個脈沖輸出；支持3 個用于串行通信的通信模塊，8 個用于 I/O 擴展的信號模塊；運行速度0.04 ms/1000 條指令；具有2 個 PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信。
2. S7-200SMART單元
S7-200SMART單元主要由主機CPU ST40, 工作電源24VDC，工作存儲器64 KB,集成數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出）、集成3路高速脈沖輸出，4路高速計數(shù)；支持RS-485和以太網(wǎng)通信。
3. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用西門子KTP700 Basic 7寸彩色觸摸屏，用于1200主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
4. 以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機，自帶5個雙絞線端口，RJ45 接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓撲結(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
5. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列V20變頻器，單相220V供電，輸出功率0.37KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；集成4路數(shù)字量輸入，2路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過熱保護，短路保護等。
6. 小車運動控制單元
主要由運動小車（直流電機驅(qū)動）、同步帶輪傳動機構(gòu)、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)運動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、報警運行控制、點動控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
7. 實訓組件
實訓組件主要由電源掛箱虛實結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求增加不同掛箱。
電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實訓掛箱和電機實訓單元提供動力源；設有啟動停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護。
8. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動組成。
伺服驅(qū)動用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應能力和很強的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制。
步進驅(qū)動用于控制X軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護等功能。
9. 電工基礎實訓單元
電工基礎實訓單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、按鈕等組成，用于電機正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實訓。
10. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
11.無線智能考核系統(tǒng)
采用最新 MCU 技術 RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。
控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅(qū)動模塊(智能故障設置驅(qū)動盒)分離， 避免復雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。
驅(qū)動模塊內(nèi)置智能故障設置控制系統(tǒng)，配有專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232 串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。
手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機對 話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅(qū)動模塊的實訓設備。
手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機操作，當帶驅(qū)動模塊的實訓設備無線組網(wǎng)時，手持移動控制終端可無線進網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學生機登錄實訓與考核的操作終端，也可作教師機登錄出題設故的操作終端。
可通過 PC機或平板電腦 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，教師與 學員界面分開，教師通過密碼進入教師界面出題，學員在普通界面答題。(注：教師與學員設故與排故界面原理圖與設備面板原理圖完全一致)
可自由設定任意一處有關的各種常見故障，故障類型包括：線路斷路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設置。可根據(jù)需求擴展設置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設置。可根據(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設置點的數(shù)量和故障設置類型。
所有配備驅(qū)動模塊的實訓設備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程集中管理。
用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設備配套的無線故障設置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡，通過主控計算機控制每一臺實訓設備的故障設置、故障排除、參數(shù)設定、遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。
★12.基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)（全室一套）
1）、特點
當智能控制系統(tǒng)檢測到有漏電或觸電情景出現(xiàn)時，智能控制系統(tǒng)在0.1秒斷開連接，保證人身和財產(chǎn)安全；智能控制系統(tǒng)本身有故障指示燈，用戶可根據(jù)智能控制系統(tǒng)故障指示燈顯示判斷出當前故障狀態(tài)，便于處理；智能控制系統(tǒng)有掛鎖功能，需要檢修時，在掛鎖位置上鎖，★防止他人上電，檢修更安全�？梢圆杉F(xiàn)場輸出型裝置數(shù)據(jù)，通過多種物聯(lián)網(wǎng)通信方式上傳至云端，實現(xiàn)本地設備的遠程監(jiān)控。
2）、功能
基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)，可進行用電數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、存儲、分析、查詢等。運用前端數(shù)據(jù)可視化技術將實時的用電數(shù)據(jù)展示在平臺上，并以圖表的形式提供可視化的用電信息查詢功能；運用數(shù)據(jù)庫技術實時監(jiān)測用電設備和線路運行狀況，對異常狀況及時告警，從而預防電氣火災；運用用電系統(tǒng)故障定位技術及時發(fā)現(xiàn)并精準定位用電故障點，自動生成故障報告，協(xié)助用戶第一時間修復用電系統(tǒng)故障；運用電能質(zhì)量監(jiān)測技術實時分析和評估電能質(zhì)量問題，并提供定制化的治理方案，協(xié)助用戶獲得優(yōu)質(zhì)電能；運用大數(shù)據(jù)技術和行業(yè)數(shù)學模型統(tǒng)計、分析并挖掘基礎的用電數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)發(fā)掘節(jié)能潛力，從而提供能效優(yōu)化方案。滿足用電管理系統(tǒng)可視、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的智慧用電模塊需求。
3）、基于物聯(lián)網(wǎng)實驗室安全用電智能控制系統(tǒng)由執(zhí)行裝置與網(wǎng)機組成，技術參數(shù)分別為：
（1）執(zhí)行裝置技術參數(shù)
（1）極數(shù)：3P+N
（2）脫扣特性：C（5-10）In D（10-14）In
（3）額定電流：In 6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A
（4）額定電壓：Ue AC 230V/400V
（5）額定頻率f：50Hz
（6）額定短路分斷能力：Icu10kA
（7）殼架等級額定電流：Inm63A
（8）缺相保護：設備防燒毀保護模式
（9）漏電保護：元器件損壞保護模式
（10）過載保護：電流過大防燒毀模式
（11）短路保護：碰線防燒毀模式
（12）掛鎖保護：便于維修安全
（13）過溫保護：可監(jiān)測線路溫度
（14）過欠壓保護：防止造成人身事故和機械設備損壞
（15）漏電或觸電時0.1秒斷開
（16）故障指示燈，便于查看工作狀態(tài)
★（17）掛鎖功能，檢修更方便
（2）網(wǎng)機技術參數(shù)
（1）內(nèi)置STM32F103C8T6主控芯片
（2）外置8M無源晶振
（3）采用SP3485作為485通信芯片
（4）485防浪涌保護
（5）標準RS485接口，可直接串口設備
（6）智能型數(shù)據(jù)終端，便捷實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能
★（7）提供強大的中心管理軟件，方便設備管理
★（8）提供便捷的軟件升級和固件更新服務
★（9）提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份，方便查看歷史數(shù)據(jù)
（10）尺寸：89mm*67.5mm*20.5mm
（11）重量：70g
（12）電源：AC220V
（13）功耗：1.5W
（14）工作溫度：-25℃ - +70℃
（15）工作濕度：95%
（16）WiFi版最大下行傳輸速率：64kbps
（17）WiFi版最大上行傳輸速率：32kbps
六、實訓項目
PLC基本技能實訓
MCGS組態(tài)棒圖實驗教學,利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以下任何實驗進行動態(tài)跟蹤教學實驗針對實驗項目的具體要求，學生自行編輯組態(tài)棒圖進行實驗。
1. PLC認知實訓（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
PLC虛擬控制應用實訓
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. 自控成型機控制
12. 自動洗衣機控制
13. 電鍍生產(chǎn)線控制
14. 自控軋鋼機控制
15. 郵件分揀機控制
16. 自動售貨機控制
17. 機械手控制控制
18. 四層電梯控制
PLC實物控制應用實訓
19. 直線運動位置檢測、定位控制
20. 步進電機定位控制
21. 步進電機的速度控制
22. 步進電機的正反轉(zhuǎn)控制
23. 伺服電機定位控制
24. 伺服電機的速度控制
25. 伺服電機的正反轉(zhuǎn)控制
26. 伺服電機和步進電機的綜合控制
典型電動機控制實操實訓
27. 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
28. 三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
29. 三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)PLC控制
30. 三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實訓
31. 變頻器功能參數(shù)設置與操作
32. 外部端子點動控制
33. 變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
34. 多段速度選擇變頻調(diào)速
35. 變頻器無級調(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
41. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
網(wǎng)絡通訊綜合實訓
42. PLC與變頻器RS485通訊實訓
43. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
44. PLC主機之間PROFINET通訊實訓
45. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應用實訓
