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工業(yè)網絡技術應用實訓室,工業(yè)自動化通訊網絡實訓平臺

2022-08-30 08:51


工業(yè)網絡技術應用實訓室配備有工業(yè)自動化網絡控制平臺、工業(yè)自動化通訊網絡實訓平臺。該設備涵蓋電氣自動化專業(yè)中所涉及的PLC控制技術、變頻控制技術、工業(yè)網絡技術,目前可進行設備層Profi-bus、Profi-Net等總線通訊,管理層、控制層以太網通訊等。
目前承擔維修電工三級(高級)、二級(技師)職業(yè)技能訓練課程,還承擔高等職業(yè)院校、中等職業(yè)院校和技工學校教師專業(yè)技能培訓,以及企業(yè)事業(yè)單位員工電工職業(yè)技能培訓。
一、
工業(yè)網絡技術應用實訓室,工業(yè)自動化通訊網絡實訓平臺,工業(yè)網絡技術應用實訓室建設方案主要訓練和培訓項目有:
1.西門子TIA Portal V14系統(tǒng)組態(tài)及編程調試;
2.西門子S7-1200PLC與變頻驅動層的Profi_net通訊,與上位機的以太網通訊;
3.西門子S7-300PLC網絡組態(tài),PLC控制層之間MPI通訊,與變頻設備Profi_bus總線通訊;
4.單片機工業(yè)控制網絡通訊。
二、
工業(yè)網絡技術應用實訓室,工業(yè)自動化通訊網絡實訓平臺,工業(yè)網絡技術應用實訓室建設方案實驗室主要的配置設備:

A、MY-35A 工業(yè)自動化網絡控制平臺

一)產品概述:
實訓裝置以網孔架為基礎實訓單元,仿真企業(yè)真實環(huán)境,可開展PLC系統(tǒng)基礎模塊連接實訓。工作臺分為A,B兩個工作面,其中A工作面應為西門子S7-200SMART PLC實訓區(qū),該實訓區(qū)由電源單元、PLC單元、PLC學習箱單元、基礎實訓單元、伺服控制小車運動實訓單元、變頻器單元等組成。B工作面應為西門子S7-1200PLC 實訓區(qū),包含電源單元、PLC單元、基礎實訓單元、實訓擴展區(qū)等。
工作臺實訓內容須包含:西門子S7-200SMART PLC的實訓;西門子S7-1200 PLC的實訓;觸摸屏的實訓;觸摸屏與PLC通訊的實訓;S7-200SMART PLC與S7-1200 PLC之間通訊;三相電機實訓;紅綠燈控制實訓;彩燈控制實訓;送料傳送帶控制系統(tǒng)設計實訓;搶答器實訓;伺服電機的控制實訓;變頻器的控制實訓;小車運動控制實訓;編碼器控制實訓;PLC與變頻器PROFINET總線通信;以太網通信等;以及繼電器-交流接觸器系統(tǒng)的電動機正反轉,星-三角,兩臺電機的順序控制等實訓,實訓內容從易到難,便于學生更輕松高效的學習PLC知識。
二)工作臺參數(shù):
工作臺采用方形鋼材焊接而成,分為兩個工作面,每個工作面應由網孔板拼接而成,網孔板兩端直接用螺栓與工作臺固定。
工作臺組成:
分成A,B兩個工作面,每個工作面為一個實訓區(qū),可分別滿足西門子S7-200SMART PLC以及S7-1200PLC的實訓。A工作面分兩種接線方式,一種為學習型接線,要求采用即插即用型端子插接方式接線,使用靈活,可增強學生對PLC接線的認識。另一種為直接接線方式,該方式應接近工廠實際,能更好的提高學生接線的動手能力。
1.A工作面組成:電源單元、PLC單元、PLC學習箱單元、基礎實訓單元、小車運動單元、變頻器單元
(1)電源單元:
組成:三相四線漏電保護開關、380V指示儀表、220V指示儀表、開關電源、即插即用端子、雙層端子、保險絲端子,導軌
功能:提供交流380V、220V、直流24V的電壓供電,滿足整機的需求。
(2)PLC單元:
組成:觸摸屏,西門子S7-200SMART PLC,線槽
功能:本單元為整機邏輯控制單元,可完成觸摸屏編程組態(tài)的實訓、PLC編程的實訓、觸摸屏與PLC之間的通訊實訓、PLC之間的通訊等內容。
(3)PLC學習箱單元:
組成:接線端子、即插即用端口、按鈕、指示燈、撥碼開關、PLC學習箱
功能:該單元為PLC學習仿真區(qū),可通過即插即用端子與PLC端進行連接,完成各類實訓,方便快捷。其中實訓項目包含三相電機實訓、紅綠燈控制實訓、彩燈控制實訓、  送料傳送帶控制系統(tǒng)設計的實訓以及郵件分揀實訓。
(4)基礎實訓區(qū)單元:
組成:繼電器、交流接觸器、熱繼電器、導軌、線槽、雙層端子
功能:該單元可以完成三相電機正反轉控制實訓,將左側實訓箱內容實體化,與學習箱形成對比,更有利于學生的學習。另外該單元可以配合PLC,完成對伺服驅動器、小車運動單元、變頻器單元,電機模塊的控制。
(5)伺服控制小車運動單元:
組成:伺服電機、伺服驅動器、金屬傳感器、小車運動機構
功能:該單元為整機的執(zhí)行機構,通過與PLC系統(tǒng)的配合或伺服系統(tǒng)本身可完成對小車運功機構進行控制,從而實現(xiàn)小車的定位,傳感器檢測等一系列內容,完成對伺服系統(tǒng)的實訓,傳感器檢測的實訓。
(6)變頻器單元:
組成:變頻器、三相異步電動機、編碼器、端子排
功能:該單元可以完成變頻器系統(tǒng)的實訓,編碼器的實訓
2.B工作面組成(投標文件內須含各單元的圖片):電源單元、PLC單元、基礎實訓單元、實訓擴展區(qū)
(1)電源單元:
組成:三相四線漏電保護開關、開關電源、雙層端子、保險絲端子,導軌
功能:提供交流380V、220V、直流24V的電壓供電,滿足整機的需求。
(2)PLC單元:
組成:西門子S7-1200PLC,線槽
功能:該單元為整機邏輯控制單元,可完成觸摸屏編程組態(tài)的實訓、PLC編程的實訓、觸摸屏與PLC之間的通訊實訓、PLC之間的通訊等內容。
(3)基礎實訓單元
組成:繼電器、交流接觸器、熱繼電器、指示燈模塊、按鈕控制模塊、導軌、線槽、雙層端子
功能:該單元要求能完成指示燈控制實訓,搶答器實訓,三相電機正反轉控制實訓,直流電機正反轉實訓等內容。另外該單元可以配合PLC,完成對機械手搬運單元的控制。
三)裝置配置:
1. 電氣控制工作臺網孔架1臺≥1700*800*250mm
2. 開關電源2套:24v 6A,漏電開關2只:3P+N,電壓指示儀表(380V)2只
3. 觸摸屏1只:帶以太網,600MHz高主頻,10.2英寸高亮度TFT液晶顯示屏(分辨率1024×600),四線電阻式觸摸屏(分辨率4096×4096),預裝嵌入式組態(tài)軟件
4. PLC1系統(tǒng)1套:西門子S7-200smart系列 SR40 PLC,輸入輸出總點數(shù)40點。
5. PLC2系統(tǒng)1套:西門子S7-1200系列1214 PLC或同等品牌PLC,輸入輸出總點數(shù)24點,配套相應模塊。
6. 按鈕開關12只:L16A黃色、綠色、紅色
7. 指示燈12只:AD16-16C黃色、綠色、紅色,撥碼開關4只
8. 交流接觸器6只:220V電壓,中間繼電器16套:24V電壓
9. 熱繼電器6只:4.5A-7.2A
10. PLC學習箱1套:三相電機實訓、紅綠燈控制實訓、彩燈控制實訓、送料傳送帶控制系統(tǒng)設計實訓以及搶答器實訓、模擬量實訓掛箱
11. 伺服系統(tǒng)1套:電機400W,配套交流伺服驅動器、小車運動機構(由伺服、步進電機驅動、傳感器、微動開關、滾珠絲杠、增量型編碼器組成)
12. 變頻器系統(tǒng)1套:變頻器(0.75kw);三相異步電機(額定電壓:380V,額定功率:25w)
13. 步進驅動器1只:直流24V ~ 48V, 1.2A~ 3.5A,控制信號輸出:6~16mA;包含小車運動機構1套(由伺服、步進電機驅動、傳感器、微動開關、滾珠絲杠、增量型編碼器組成)
14. 步進電機1只:步距角 1.8°C ± 5% ;相電流 (A) 3.0 ;保持扭矩 (Nm) 0.9 ;阻尼扭矩 (Nm) 0.04 ;相電阻 (Ω) 0.65±10% ;相電感 (mH) 2.5±20% ;電機慣量(kg.cm2) 0.26 ;電機長度 L(mm) 54 ;引線數(shù)量 4
15. 金屬傳感器3只,限位開關2只,線槽4米,導軌0.5米,螺絲螺帽若干
16. 電線若干:采用護套結構手槍式連接線(有效防止觸電危險);導線采用多股無氧銅線,手感柔軟,外包絕緣層,具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點;插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片,接觸優(yōu)良;
17. 配套資料1套
18. PLC編程線纜1條:與所選PLC配套,PLC編程軟件1套:與所選PLC配套
19. 觸摸屏與計算機通信線1條:與所選觸摸屏配套,觸摸屏與PLC通信線1條:與所選觸摸屏配套
20. 工具1套,產品配套光盤1套,線架1個
四)實訓項目:
PLC實訓:
1. 西門子S7-200smart PLC的實訓
2. 西門子S7-1200 PLC的實訓
3. 觸摸屏的實訓
4. 觸摸屏與PLC通訊的實訓
5. S7-200smart PLC與S7-1200 PLC之間通訊
6. 三相電機實訓
7. 紅綠燈控制實訓
8. 彩燈控制實訓
9. 送料傳送帶控制系統(tǒng)設計實訓
10. 搶答器實訓
11. 伺服電機的控制實訓
12. 變頻器的控制實訓
13. 小車運動控制實訓
14. 編碼器控制實訓
15. PLC與變頻器PROFINET總線通信
16. 以太網通信
17. 繼電器-交流接觸器系統(tǒng)的電動機正反轉,星-三角,兩臺電機的順序控制
18. 氣動系統(tǒng)控制實訓
五)技術指標
1.工作電源:三相五線制 AC 380 V±10%  50 Hz;
2.設備外形尺寸:長×寬×高=800mm×250mm×1700mm;
3.臺架材料:鋁鋼結構;
4.整機消耗視在功率:≤1 kVA;
5.安全保護措施:具有接地保護、漏電過載過流保護功能,具有誤操作保護功能;安全性符合相關的國標標準,所有材質均符合環(huán)保標準。

B、MY-33G 工業(yè)自動化通訊網絡實訓平臺

一)產品概述:
本裝置突破傳統(tǒng)的網絡教學實訓模式,依據(jù)目前工業(yè)網絡結構的現(xiàn)狀,將現(xiàn)代企業(yè)中的"現(xiàn)場控制層"、"過程監(jiān)控層"、"企業(yè)管理層"三個網絡層次直觀的展現(xiàn)在學生面前,通過完成網絡實訓讓學生對現(xiàn)今的企業(yè)網絡層次結構有更深的理解;同時還具有掛接其它外圍設備的能力,如工業(yè)全數(shù)字直流調速系統(tǒng)實訓臺、工業(yè)全數(shù)字交流調速系統(tǒng)實訓臺、實物模型對象等,真正實現(xiàn)實訓平臺的功能。具有結構合理、功能完善、可靠性好、性價比高。
二)系統(tǒng)特點:
1.在控制屏正面面板上采用按照現(xiàn)代企業(yè)的"現(xiàn)場控制層"、"過程監(jiān)控層"、"企業(yè)管理層"三個網絡層次結構布置各模塊,使得整個網絡層次清晰、直觀,便于使用者從宏觀上掌握網絡層次結構。
2.實訓平臺硬件采用全開放設計,便于學校用戶根據(jù)自己的需求開發(fā)或應用新的產品,同時提供全部的實訓源程序,便于使用者根據(jù)需要進行自主修改、設計和二次開發(fā)。
3.實訓平臺具備擴展功能,作為一個網絡平臺,在其工業(yè)以太網和PROFIBUS-DP總線上還可以掛接支持該總線協(xié)議的第三方設備。
三)技術性能:
1.輸入電源:單相三線~220V±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:<1kVA
4.外形尺寸:160cm×70cm×165cm
四)網絡結構圖:
網絡系統(tǒng)結構總圖
工業(yè)以太網以上的部分屬于"企業(yè)管理層",完成的是大量的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控工作,上部配兩臺PC機,一臺為工程師站,完成對下層網絡硬件設備的配置和底層設備的編程,另一臺為操作員站,完成對整個網絡設備運行情況的總體監(jiān)控。
工業(yè)以太網和現(xiàn)場總線之間為"過程監(jiān)控層",完成的是對現(xiàn)場總線上設備的控制以及數(shù)據(jù)通訊。
現(xiàn)場總線以下的為"現(xiàn)場控制層",完成具體的現(xiàn)場操作的功能。
五)系統(tǒng)配置:
1.S7-300PLC
主機(CPU314C-2PN/DP)一臺:128 KB 主存儲器,24V DC 電源,集成功能, MPI ; PROFIBUS DP 主站/ 從站接口;128K MMC存儲卡; 集成24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出,4路模擬量輸入/2路模擬量輸出,6路高速計數(shù)器,1路PT100、PID、計數(shù)器、PWM脈沖輸出、頻率測量、一軸定位等功能;配套PC/MPI編程電纜。
2.S7-200PLC
主機(CPU224)一臺: 8k的用戶程序區(qū),5k的數(shù)據(jù)儲存區(qū),本身集成14個數(shù)字量輸入/10個數(shù)字量輸入,可以支持PPI、MPI等通訊協(xié)議。
通訊模塊(EM277)一個:用于SIMATIC S7-200連接到現(xiàn)場總線(PROFIBUS-DP)。
3.觸摸屏
西門子KTP700 Basic DP一臺,顯示尺寸為7寸,TFT 真彩液晶屏,64K 色觸摸屏,支持MPI / PROFIBUS DP通訊方式。
4.分布式I/O
選用西門子ET200M系列,同時增加以下模塊:
PROFIBUS-DP 接口模塊(IM153)一個:用于將ET200M連接到PROFIBUS-DP網絡中;
數(shù)字量輸入/輸出(SM323)一個:16路數(shù)字量輸入/輸出;
模擬量輸入(SM331)一個:8路×12位模擬量輸入;
模擬量輸出(SM332)一個:4路×12位模擬量輸出。
5.交流變頻器
設有西門子的MICROMASTER 420  0.37KW通用變頻器一個,安裝PROFIBUS-DP通訊模塊及基本操作面板,供總線通訊及參數(shù)設置使用。
6.電機:0.37kW的三相鼠籠式異步電機一臺,作為變頻器驅動的負載。
7.通訊網卡
西門子CP5611一塊用于工控機連接到PROFIBUS 和SIMATIC S7 的MPI,支持PROFIBUS 主站和從站、PG/OP、S7通訊。
8.豪華型電腦桌  兩張
9.計算機(須用戶自備)
要組建C/S(客戶機/服務器)系統(tǒng),至少需要2臺計算機,一臺為工程師站,安裝STEP 7等軟件,主要完成的是對下層網絡硬件設備的配置和底層設備的編程(包括PLC等);另一臺PC機稱為操作員站,機器上安裝WinCC等組態(tài)軟件,主要完成對整個網絡設備運行情況的總體監(jiān)控。如果整個網絡只用工程師站來完成編程和監(jiān)控工作,則需要1臺計算機即可。
六)實訓項目:
1.西門子S7-200 PLC編程
2.西門子S7-300 PLC編程
3.交流變頻器操作
4.觸摸屏編程
5.WinCC工控組態(tài)軟件編程
6.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線分布式I/O控制
7.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線變頻器的控制
8.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線主從數(shù)據(jù)交換
9.基于物聯(lián)網PLC設備遠程監(jiān)控
10.基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-300十字路口交通燈控制
11.基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-300音樂噴泉控制
12.基于PROFINET現(xiàn)場總線觸摸屏S7-300PLC變頻器通訊調速實驗
13.基于PROFINET現(xiàn)場總線S7-300遠程模擬量讀取與輸出
14.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線觸摸屏S7-200PLC通訊實驗
15.基于PROFIBUS DP S7-1200與S7-300現(xiàn)場總線通訊實驗
16.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線S7-300主機相互通訊
17.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線S7-300十字路口交通燈控制
18.基于PROFIBUS DP現(xiàn)場總線S7-300音樂噴泉控制
三、
工業(yè)網絡技術應用實訓室,工業(yè)自動化通訊網絡實訓平臺,工業(yè)網絡技術應用實訓室建設方案實驗室建設的總結:
通過訓練培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能,解決設備電氣實際問題的能力和創(chuàng)新實踐能力,培養(yǎng)學生對實際工作過程的認知和職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成,以適應社會對高技能應用型人才的需求。

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