PLC 电气控制应用平台

1

主体平台

套

1

2

智能物联网模块

套

1

3

电源模块

套

1

4

PLC电气控制挂板

套

1

5

环形传送分拣任务模型

套

1

6

数字孪生仿真系统

套

1

电力拖动实训平台

1

主体平台

套

1

2

智能物联网模块

套

1

3

电源模块

套

1

4

电力拖动挂板

套

1

5

电动机组

套

1

立式塑胶机控制电路故障诊断实训平台

1

电源模块

套

1

2

主体平台

套

1

3

立式塑胶机控制电路挂板

套

1

4

智能物联网模块

套

1

5

直流调速模型

套

1

6

电脑桌

套

1

7

装配桌

套

1

8

培训资源包

套

1

9

设备配线包

套

1

10

凳子

张

2

电力拖动实训套件箱

1

剩余电流动作断路器

NB1LE-40 3P+N C16

个

1

2

小型断路器

NB1-63 3P C16

个

1

3

交流接触器

CJX2-1210 220V

个

6

4

辅助触头

F4-22

个

6

5

中间继电器

JZC1-44 AC220V

个

4

6

熔体

RT28-32/4A

个

7

7

熔断器座

RT28N-32 32A

个

7

8

时间继电器

JSZ3A-B（通电延时0.1s-6m) AC220V

个

2

9

时间继电器

JSZ3C-B （瞬动型通电延时0.1s-6m) AC220V

个

2

10

时间继电器座

PF083-A /8T圆孔

个

4

11

热过载继电器

NR4-63/1.6-2.5A

个

3

12

行程开关

LXK3-20S/B 不带锁 单轮

个

3

13

行程开关

LXK3-20S/BH 带锁 单轮

个

3

14

自复平头按钮

LA38-11BN 1常开1常闭 红色

个

2

15

自复平头按钮

LA38-11BN 1常开1常闭 绿色

个

3

16

自复平头按钮

LA38-11BN 1常开1常闭 黄色

个

1

17

1位蘑菇头式按钮

LA38-11

个

1

18

1位按钮盒

NPH1-10 浅灰色

个

1

19

2位按钮盒

NPH1-20 浅灰色

个

1

20

3位按钮盒

NPH1-30 浅灰色

个

4

21

信号指示灯

AD16-22DS/4 AC220V 绿色

个

3

22

信号指示灯

AD16-22DS/4 AC220V 黄色

个

2

23

信号指示灯

AD16-22DS/4 AC220V 红色

个

2

24

二位置锁定旋钮式开关

LA38-11 1常开1常闭

个

3

25

桥堆

KBPC5010 50A/10W

个

1

26

管式电阻

RX20-50W100Ω±5%

个

3

27

线槽

40*35白色

条

3

28

通用C45铝导轨

35*7.5*1.1mm 1米

条

3

29

安装螺钉

套

1

实训工具

1

欧式管型压线钳

0.25-6mm2 (HSC86-4)

把

1

2

螺丝刀

十字PH2*100 mm

把

1

3

螺丝刀

PH0*75强力型十字

把

1

4

螺丝刀

5*75强力型一字

把

1

5

手动螺丝刀套件

38PCS,H4*28mm

把

1

6

剥线钳

150MM

把

1

7

不锈钢剪刀

NS-3

把

1

8

卷尺

5米

把

1

9

直角尺

300*150mm 

把

1

10

斜口钳

7寸 货号

把

1

11

手柄套筒

7mm

把

1

12

塑柄调节式钢锯架

10寸-12寸 可调试

条

1

13

钢锯条

18TPI×12"/300mm

把

4

14

数字万用表

UT139C

把

1

15

多角度桌虎钳

3寸

把

1

16

外热式电烙铁

60W

把

1

17

全金属电烙铁架

双格 110*98mm 黑色

个

1

18

焊锡丝

Ф0.8mm

卷

1

19

数字示波器

台

1

用户自购

1

主体平台

1.尺寸：W800*D700*H1830mm
2.平台采用立式结构开放式设计，主体采用40*80型材做骨架，周边采用Q235冷扎钢板做封板，表面静电喷塑处理，整机既坚固耐用，又美观大方。底部装有带脚垫万向轮，万向轮移动时用，可调脚固定时用，移动固定两相宜。顶部安装电源模块，中部为实训区域，依据任务安装不同挂板。

2

智能物联网模块

1.功能：实现与各种仪表的数据采集、处理，经过数据处理后上传到服务器平台，同时服务器平台可对物联网模块下达指令，配合扩展板模块实现远程控制。
2.组成：由物联网云平台、采集通信模块与扩展模块组成，其中采集通信模组包括：4G通信模块、网口模块、主控模块、485通信模块以及指示灯模块。扩展模块配有4路输入检测与4路输出驱动电路，

模块功能参数如下：
a.采集与通信模块
模块可以通过RS-485接口，利用ModbusRTU协议采集仪表和PLC的数据，再将数据按照三向物联网服务器平台的协议进行打包，然后通过4G模块或网口模块上传到服务器平台进行数据解析并显示，同时服务器平台可以发送相应的控制指令到通信模块，完成对应的ModbusRTU设备或者对扩展板模块进行数据传输。
物联网底板：该模块作为智能物联网模块的桥梁，上面搭载了24V电源输入端子、3.3V电源转换集成电路、固件更新接口、网络模式切换按钮、两路RS-485接口、与4G模块相兼容的单排母接口、与主控模块兼容的双排母接口、与扩展板相连的排线口、与网口模块相连的过孔以及与指示灯面板相连的通孔与焊盘。该模块设计集成度超高，兼容性好，在产品损坏更换或硬件模块更新时可以直接将模块替换而无需更换底板。
网口模块：模块采用ARM内核，支持TCP Server、TCP Client、UDP Client、UDP Server、Httpd Client 多种工作模式，支持Modbus网关功能。模块用于实现串口到以太网口的数据的双向透明传输，模块内部完成协议转换，数据包，通过简单设置即可指定工作细节。网口参数可以通过内置网页也可以通过设置软件或串口发送AT指令的方式进行设置，一次设置永久保存。采用双网口结构,分为外网口与内网口。外网口用于与外网连接将信息发送到云端服务器平台，内网口用于MosbusRTU协议与MosbusTCP协议相互转换，可用于兼容仅支持ModbusTCP协议和网口相连的设备。
4G模块：模块采用4G通信模组与Arm Cortex-M0+内核的低功耗控制器相集成的4G模块，模块是一款带分集接收功能的4G多模全网通无线通信模块，该模块支持LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/WCDMA/GPRS五模。模块支持多输入多输出技术（MIMO），即在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而降低误码率，改善通信质量。整体的4G模块利用Arm Cortex-M0+内核控制实现4G模块自动运行，故障重启，断开连接，参数修改与保存等功能。
核心控制模块：核心控制模块由Arm Cortex-M4内核高性能微控制器及外围电路组成，运行主频可达168MHZ，模块配有固件烧录口，方便调试。模块控制固件采用了FreeRTOS实时操作系统，具有源码公开、可移植、可裁减、调度策略灵活的特点，可以方便地移植到各种单片机上运行。模块利用FreeRTOS实时操作系统实现分任务管理，使程序处理效率大大增加。
b.扩展板模块
该模块由4路继电器输出接口，4路输入检测接口，指示灯以及电源接口组成，主要用于配合采集与通讯模块工作，达到服务器平台远程控制继电器输出，从而控制继电器上的用电器通断。
2.技术参数
（1）额定工作电压：24VDC
（2）额定工作电流：≤300mA
（3）物联网云平台通信：可选择4G移动网络TCP/IP连接和网口TCP/IP连接两种通信方式连接到物联网云平台。
（4）RS485通信：采用标准的ModBusRTU协议，可与PLC、电量表、气量表、温湿度计等带有ModBusRTU标准协议的仪器仪表进行数据交互。
（5）开关量输入检测：具备4路开关量检测，检测采用光耦隔离的方式，可检测电压最高35V，最大电流50mA。
（6）继电器输出：具备4路继电器输出，可以连接到交流接触器实现低压控制高压电器通断。
（7）系统故障检查与警示：具备故障检查机制，在系统未正常工作时对应面板指示灯熄灭方便工作人员发现问题。

3

电源模块

1.功能：为实训任务提供各种电源，具有漏电保护、过流保护、短路保护、接地保护等。
2.尺寸：W718*D98*H158mm
3.结构：由箱体和面板组成，采用Q235冷轧钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理，文字符采用现代UV打印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。
4.直流电源：DC24V/6.5A，带短路保护及自动恢复功能；
5.两组交流电源输出；AC380V、AC220V，采用安全端子及螺钉端子两种输出方式，方便不同方式接线。
6.电源输出区域设计有透明安全防护罩，提高用电的安全性。防护罩开合角度大于110度，出线孔为拱门型设计。

4

PLC电气控制挂板

1.功能：挂板集成安装有PLC控制器、触摸屏、变频器、伺服系统、步进系统、指示灯按钮模块等，所有器件端口引至接线端子，配合环形传送分拣任务模型，完成接线、编程、调试等实训。
2.尺寸：W719*D40*H660mm（不含器件）
3.结构：挂板采用二横二竖通用网孔设计，2.0mm厚Q235冷轧钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理。
4.主要器件参数：
（1） S7-1200 PLC模块
a.品牌：西门子
b.CPU1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
c.数字量输入输出模块：16输入24V DC/16输出继电器
（2）触摸屏
a.型号：TPC7062Ti
b.品牌：昆仑通态
c.液晶屏：7"TFT液晶屏，分辨率（800×480）
d.CPU主板 ：Cortex-A8 CPU为核心（主频600MHz）
e.触摸屏：四线电阻式
f.内存：128M SDRAM，HK/HS具备图形加速
g.存储设备128M NAND Flash，HK/HS软件支持大数据储存
h.接口：1×RS232，1×RS485，2×USB（1主1从），1×以太网口
i.安装方式 ：嵌入式安装
j.电源：DC24V/30W
k.总体尺寸：226.5mm×163mm×36mm
l.净重：0.8kg
（3）MD200变频器
a.命令源:操作面板给定、控制端子给定、串行通讯口给定等
b.输入端子： 4个数字输入端子
c.输出端子： 1个继电器输出端子， 1个模拟量输出端子，支持0-10V电压输出
d.显示面板： LED显示
e.保护功能：上电电机短路检测、输入输出缺相保护、过流保护、欠压保 护、过热保护等
f.环境温度： -10℃~+50℃
g.防护等级： IP20
（4）IS620P 伺服系统
a.主电路电源：单相 AC220-240V+10~-15%,50Hz /1.6 A
b.适用电机：0.1kW
c.防护等级：IP10
d.频率特性：1.2kHz
e.尺寸：≥50*160*173mm
（5）步进系统
a.名称：两相数字式步进驱动器
b.型号：YKD2305M
c.驱动电压：20-50VDV
d.适配电流：<3A
e.保护功能：具有过流、过压、欠压等保护
（6） 指示灯按钮模块
a.采用Q235冷轧钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理，文字符采用现代丝印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。
b.安装有自复平钮4个、旋钮2个、信号指示灯6个，端口引至接线端子。

5

环形传送分拣任务模型

1.功能：该任务模拟生产线自动化控制，变频器控制输送带电机实现调速功能；通过光纤、光电、金属、RFID等多种传感器检测，PLC控制多种气缸动作完成上料、分拣、搬运、入仓等多种功能。同时为方便教学实训，端口采用全开放设计。
2.尺寸：约 L710mm*W554mm*H391mm。
3.结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。
4.三相交流减速电机
（1）型号：4IK25GN-S3/4GN50K
（2）额定电压：380V
（3）功率：25W
（4）减速比:1:50
5.伺服电机
（1）额定功率：0.1kW
（2）额定转矩：0.32Nm
（3）额定电流：1.3A
（4）额定转速：3000
（5）电压：220V
（5）编码器类型： 23bit多圈绝对值编码器
6.步进电机
（1）YK42XQ47-02A
（2）额定电压：3V
（3）额定电流：2A
（4）步角距：1.8°
（5）电机长度：49mm
（6）保持转矩：0.48N.m
（7）电机线数：4线
（8）步距精度：5%?
（9）绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC
（10）耐压:500V AC 1minute
（11）径向跳动：最大0.02mm(450g负载）
（12）轴向跳动：最大0.08mm(450g负载）
7.数字光纤传感器
（1）型号：FM-E31
（2）电源电压：12V至24VDC±10%
（3）控制输出：NPN型
（4）保护电路：电源具有逆电极保护、输出具有过流保护、过电压保护功能
（5）输出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(开关选择）
（6）延时功能：断开延时计时器/开启延时计时器/单次计时器
（7）响应时间：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。
8.光纤头
（1）型号：FN-D076
（2）检测距离：20至190mm
（3）最小弯曲半径：R20。
9.金属传感器
（1）型号：E2E-X10ME1
（2）检测头尺寸：M18
（3）检测距离：10mm±10%,
（4）设定距离：0-8mm,
（5）电源电压：DC12-24V,
（6）?输出NPN格式；
10.圆柱型光电传感器
（1）型号：UE-11D,
（2）控制输出：NPN型，
（3）检测范围：11cm，
（4）反应时间：最迟1.5ms，
（4）电源电压：12V至24VDC±10%。
11.工业RFID读写器：
（1）可支持达至1.5W射频功率；
（2）感应距离可达20cm
（3）颜色：黑色+不锈钢；
（4）外形长：82mm；
（5）前端直径：32mm；
（6）调整距离外径：35/38mm；
（7）线长：1500mm；
（8）重量：150g

6

仿真软件

1.数字孪生仿真系统
（1）功能：
信息化虚拟仿真上位机，交互式软件接口实现与下位机通讯。采用软件建模及上位机界面设计，实现与下位机的通讯功能（USB、Wifi、以太网协议），实现上位机的虚拟仿真。
将设备的PLC控制程序下载到真实PLC中，3D仿真模型和仿真数据驱动器取代实物设备受PLC程序控制并反馈相关的传感器信号。仿真模型接收数据后驱动3D模型运行，运行中机构对应的传感器等信息通过仿真驱动器IO输出端输出到PLC及自动化控制系统的输入端。
仿真数据驱动器通过IO输入端采集送料模型、机械手搬运模型、物料传送分拣模型的输出控制信息，将输出控制信息通过USB通信传送给上位机仿真模型
（2）仿真软件模型包括：
颗粒上料单元自动化工作站，包括工作台，型材台面，上料筒2个颗粒推送气缸2个，双皮带分拣输送带1条，双工位旋转吸料机构1个，瓶子上料输送带1条，填装输送皮带1条，填装气动定位机构1个。
盖拧盖单元自动化工作站，包括工作台，型材台面，加盖机构1个，拧盖机构1个，输送带1条，定位机构2个。
检测分拣自动化工作站，包括工作台，型材台面，龙门检测机构1个，不合格品分拣机构1个，输送带1条，定位机构1个。
立体仓库自动化工作站，包括工作台，型材台面，仓库构架1个，2轴垛机机构1个。
（3）仿真驱动器主机：
电源：DC24V，≤200mA
数字：I/O ，8路输入、8路输出均兼容PNP和NPN接线方式
模拟：I/O ，2路输入4-20mA、2路输出4-20mA/0-10V
状态指示：电源指示、I/O状态指示、通讯状态指示
支持通讯接口：支持RS485、以太网、USB
通讯波特率：115200
嵌入式系统：内置μC/OS-III嵌入式系统
控制芯片：ARM Cortex-M3
尺寸：180*98*50mm
（4）仿真驱动器扩展板：
电源：DC24V，≤300mA
输入端口：2路高速脉冲输入，16路开关量输入，兼容PNP和NPN接线方式
输出端口：16路开关量输出，兼容PNP和NPN接线方式
连接方式：接线端子排、37Pin快速插头
状态指示：电源指示、I/O状态指示、通讯状态指示
通讯接口：RS485
I/O扩展：32路40Pin快速插头
嵌入式系统：内置μC/OS-III嵌入式系统
控制芯片：ARM Cortex-M3
尺寸：200*110*60mm

7

电力拖动挂板

1.功能：采用万能网孔板开放式设计，自由组合的思路，平台配套电力拖动实训套件箱，学员根据实训项目的要求，选取器件、组合成相应的实训电路，完成电力拖动线路安装、接线、调试及工艺整理实训；
2.尺寸：W719*D40*H1000mm（不含器件）
3.结构：挂板采用二横二竖通用网孔设计，2.0mm厚Q235冷轧钢板折弯焊接而成，表面静电喷塑处理。

8

电动机组

1.功能：底板采用Q235冷扎钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理，底板安装有三相异步电动机及双速电动机，电动机引线采用高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。装有两个黑色铸铝拉手，方便搬运。在设备中作为电路负载模块使用。
2.尺寸：W600*D260*H160mm（含器件）
3.三相异步电动机4台
a.电压： 380V
b.功率：180W
c.频率：50HZ
d.接法：Y/△
e.电流：0.4A
f.转速：1400r/min
4.双速电机 1台
a.电压： 380V
b.频率：50HZ
c.接法：Y Y/△
d.电流：0.7A
e.转速：1400/700r/min

9

立式塑胶机控制电路挂板

1.功能：控制电路挂板选取的立式塑胶机的电路，模仿真实的工业塑料加工生产控制系统，其中包含了装料、加热、冷却和卸料工序。该模模可以预设故障，学员根据工艺流程，进行故障诊断与排除。
2.尺寸：W719*D40*H1000mm（不含器件）
3.结构：挂板采用二横二竖通用网孔设计，2.0mm厚Q235冷轧钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理。
4.挂板集成安装有传感器模块、故障设置模块、指法灯按钮模块、交流接触器、中间继电器、正反转控制器、电机断路器、开关电源、时间继电器等。

10

直流调速模型

1.功能：直流调速模型采用测速发电机反馈电压和给定电压形成闭环调速系统，调速系统由给定电压、转速负反馈、放大电路、触发产生电路及主电路组成。直流调速PCB线路板采用插放式设计，方便学员取出。学员根据功能要求进行测量分析，完成故障诊断与排除。
2.尺寸：L600*W300*H200mm
3.主要器件：
a.闭环直流调速PCB线路板
b.永磁直流电动机-永磁测速发电机组
c.数字显示系统
d.透明防护罩

11

电脑桌

1.功能：单工位设计，用于放置编程电脑，方便学员实训使用。
2.尺寸：L600mm×W700mm×H780mm
3.桌身：桌身采用Q235冷轧钢板折弯焊接而成，桌体底装有带刹车万向轮，移动和固定两相宜，方便调整设备的摆放位置。
4.台面：采用25mm厚高密度中纤板外贴防火板,PVC截面封边，桌边鸭嘴型设计，台面具有耐磨、耐热、耐污及易清洁等特点。

12

装配桌

1.功能：由桌身、工具柜、台面组成，用于电气及机械结构的装配平台。
2.尺寸：L1500mm×W700mm×H780mm
3.桌身：采用冷轧钢板折弯焊接而成，喷塑后组装连接，装配桌预设电源插座扩展孔，依据用途可加装电源插座。整个装配桌可随意拆装，方便运输安装。
4.工具柜：采用冷轧钢板折弯焊接而成，工具柜有多个抽屉，可储藏工具，放置于装配桌底部一侧。
5.台面：采用25mm厚高密度中纤板外贴防火板,PVC截面封边，台面具有耐磨、耐热、耐污及易清洁等特点。

13

培训资源

1. 设备使用说明书

（1）系统介绍

（2）使用说明

（3）安全事项

（4）设备维护

（5）设备安装

（6）应用软件的介绍   

2. 培训项目：

第一：PLC电气控制实训内容

（1）触摸屏的工程创建、编辑与下载操作

（2）触摸屏的离线模拟应用

（3）触摸屏的输入输出位元件应用

（4）触摸屏的输入输出字元件应用

（5）触摸屏的XY曲线图形元件应用

（6）触摸屏的动画元件应用

（7）触摸屏的数值、文本输入显示元件应用

（8）触摸屏的报警信息、事件登录等元件的应用

（9）触摸屏的定时器等元件的应用

（10）触摸屏的系统综合应用

（11）步进电机驱动器的接线与调试

（12）步进电机驱动器参数的设置

（13）步进电机驱动器与PLC的脉冲定位控制

（14）伺服电机驱动器的接线与调试

（15）伺服电机驱动器参数的设置

（16）伺服电机驱动器与PLC的脉冲定位控制

（17）变频器控制电机的接线与调试

（18）变频器参数的设置

（19）变频器控制环形传送分拣任务模型多段速运行

（20）环形传送分拣任务模型接线与调试

（21）环形传送分拣任务模型运行控制程序设计

（22）PLC、触摸屏、变频器、伺服系统综合应用实训

第二：电力拖动部分实训内容

（1）接触器点动正转控制电路安装与调试

（2）接触器自锁正转控制线路安装与调试

（3）具有过载保护的接触器正转控制线路安装与调试

（4）点动与连续混合正转控制线路安装与调试

（5）两地正转控制电路安装与调试 

（6）一个按钮启动、停止控制电路安装与调试     

（7）接触器联锁正、反转控制线路安装与调试

（8）接触器双重联锁正、反转控制线路安装与调试 

（9）位置控制线路安装与调试

（10）自动循环控制线路安装与调试

（11）接触器联锁的自动往返控制电路安装与调试  

（12）顺序启动逆序停止控制电路安装与调试 

（13）按钮、接触器控制Y-△降压启动电路安装与调试

（14）按钮、接触器控制双速电动机电路安装与调试

（15）带有点动的自动往返控制电路安装与调试    

（16）双速电机（从低速到高速）自动控制电路安装与调试

（17）电葫芦电气控制电路安装与调试

（18）小车自动往返、延时停止控制电路安装与调试

（19）点动、连续、停止延时自动往返控制电路安装与调试

（20）CA6140型车床控制电路安装与调试

第三：故障诊断与维修测量实训内容

（1）闭环直流调速模块电路的故障诊断与维修测量

（2）工业生产控制系统线路故障诊断与维修测量