工業數字化網絡PLC綜合實驗平臺
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ZRGYW-05工業數字化網絡PLC綜合實驗平臺
一、 產品概述
本裝置是根據人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統設計師”培訓及國家職業標準考核大綱內容，適當增加新技術，按照職業教育培訓、職業技能鑒定和實訓教學要求而研制的。適合職業院校、職業培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統設計師的四、三、二級開展培訓及技能鑒定。
二、 研發背景
1. 本裝置是根據人力資源和社會保障部制定的“可編程序控制系統設計師”培訓及國家職業標準考核大綱內容，適當增加新技術，按照職業教育培訓、職業技能鑒定和實訓教學要求而研制的。
2. 工業迅速發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. 一個產品需要多種加工工藝，導致工業現場設備錯縱復雜，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，不能有機的進行結合，有些實訓完成后無法進行考量檢查學生的接受程度。
三、 產品特色
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FX3U系列PLC到中型FX5U系列PLC再到大型Q系列PLC，全面覆蓋了三菱常用PLC類型，主機可以通過并口連接到實訓區進行實訓，可從基礎小型PLC開始學起，再到中型PIC,最后到大型PLC，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. 采用模塊組合式結構，含開關量、模擬量、變頻調速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態監控軟件，實現仿真化、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生產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：通過虛擬環境實時顯示PLC運行狀態，模擬工業現場控制，可以進行編程訓練、程序編寫測試等功能。
6. 模塊化網絡系統：網絡結構主要由三菱主機Q03UDV、FX5U-32MT、FX3U-32MT構成，根據工業中三菱PLC應用歷程構建了一個工業網絡，網絡通訊涉及CCLINK通訊、三菱變頻器專用協議，主從站通訊、以太網通等多層網絡通訊。
四、 技術性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）AC380V±10% 50Hz
2. 裝置容量：＜0.5kVA
3. 重 量：100kg
4. 外形尺寸：1310mm×700mm×1780mm
5. 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
實訓裝置由實訓平臺、電源模塊、PLC模擬控制模塊、Q03UDV、FX5U-32MT、FX3U-32MT、變頻調速單元、觸摸屏單元、以太網交換機、二維控制單元、電工基礎實訓單元、交流電機、型材電腦桌及實驗導線等組成。相關電氣部件接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關電氣控制線路。
1. 實訓平臺
平臺采用立式網孔板結構，由工業鋁型材搭建而成，左側網孔板為固定式結構；右側為兩塊可拆卸的網孔板，底部設有帶剎車萬向輪，方便移動布局，造型美觀大方。
2. 電源模塊
提供三相380V交流電源，同時可得到單相220V交流電源。交流電源輸出處設有智能設備管控及安全保護系統，當相間、線間過電流及直接短路均能自動保護。并提供直流24V/5A電源。
3. PLC模擬控制模塊
學生在標準的PLC的編程環境編寫好控制程序后，編譯下載到PLC進行實訓，實現對虛擬場景的實時控制。掛箱側重于學習PLC應用模擬控制編程實訓，用手槍插式護套結構實訓連接線搭建實訓線路。
可完成數碼顯示控制、搶答器控制、天塔之光控制、音樂噴泉控制、十字路口交通燈控制、水塔水位控制、自動送料裝車系統控制、四節傳送帶控制、裝配流水線控制、多種液體混合裝置控制、自控成型機控制、自控軋鋼機控制、郵件分揀機控制、自動售貨機控制、機械手控制控制、三層電梯控制、加工中心控制、自動洗衣機、電鍍生產線等實訓項目。
4. Q03單元
[控制方式] 存儲程序重復運算[輸入輸出控制方式] 刷新方式(通過指定直接訪問方式輸入輸出(DX□、DY□)時，可以進行直接訪問方式的輸入輸出 )[程序語言(順控程序控制語言)] 繼電器符號語言、邏輯符號語言、MELSAP3(SFC)、MELSAP-L、功能塊、結構化文本 (ST)[處理速度(順控程序指令)] LD X0 1.9ns；MOV D0 D1 3.9ns[恒定掃描(用于保持掃描時間恒定的功能)] 0.5~2000ms(可以以0.1ms為單位進行設置)(根據參數設置)[程序容量] 30K步(120K字節)[存儲器容量] . 程序存儲器(驅動器0)：120K字節. 存儲卡(SD)(驅動器2)：可安裝SD存儲卡(SD/SDHC)容量(最大32G字節 ). 標準RAM(驅動器3)未使用擴展SRAM卡盒時：192K字節使用擴展SRAM卡盒時：未使用擴展SRAM卡盒時的容量+擴展SRAM卡盒的容量(擴展SRAM卡盒最大8M字節 ).標準ROM(驅動器4)：1025.5K字節.CPU共享存儲器：8K字節多CPU間高速通信區域：32K字節[最大存儲文件個數]. 程序存儲器：124. 存儲卡(SD)SD：根文件夾最多512個、子目錄最多65534個SDHC：根文件夾最多65535個、子目錄最多65534個. 標準RAM：使用/未使用擴展SRAM卡盒時都為323. 標準ROM：256[智能功能模塊參數最多設置個數] 初始設置4096，刷新時2048[程序存儲器的寫入次數] 最多10萬次[標準 ROM 的寫入次數] 最多10萬次[輸入輸出軟元件點數(程序上可使用點數)] 8192點(X/Y0~1FFF)[輸入輸出點數(實際輸入輸出模塊的可訪問點數)] 4096點(X/Y0~FFF)[CPU內置以太網端口的規格] . 數據傳送速度：100/10Mbps. 通信模式：全雙工/半雙工. 傳送方法：基帶. 集線器與節點的最長距離：100m. 最大節點數/連接：10BASE-T串聯連接最多4級、100BASE-TX串聯連接最多2級. 連接數：套接字通信、MELSOFT連接及MC協議合計16個，FTP用1個[鎖存(停點保持 )范圍] L0~8191(默認值8192點)(可以為B、F、V、T、ST、C、D、W設置鎖存范圍)(通過參數設置)[RUN/PAUSE觸點] 可以在X0~1FFF中設置RUN/PAUSE觸點各1點(通過參數設置 )[允許瞬停時間] 0.58A(CPU模塊本體)/0.6A(安裝擴展SRAM卡盒時)
多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關電氣控制線路。
5. FX5U單元
高速計數器功能、脈沖寬度測定功能、輸入中斷功能、PWM輸出功能。定位功能二、FX5-16ET/ES-H產品規格說明1、輸入規格[輸入點數] 8點[連接形式] 端子排(M3螺絲)[輸入形式] 漏型/源型[輸入信號電壓] DC24V +20%、-15%[輸入信號電流] 5.3mA/DC24V[輸入阻抗] 4.3kΩ[輸入ON靈敏度電流] 3.5mA以上[輸入OFF靈敏度電流] 1.5mA以下[輸入響應頻率] X□~X□+5為200kHz、X□+6、X□+7為10kHz[輸入響應時間(H/W 濾波器延遲)] . X□~X□+5：2.5μs以下. X□+6、X□+7：ON時30μs以下、OFF時50μs以下[輸入響應時間(數字式濾波器設定值)] 無、10μs、50μs、0.1ms、0.2ms、0.4ms、0.6ms、1ms、5ms、10ms (初始值)、20ms、70ms在噪音較多的環境中使用時， 請對數字式濾波器進行設定。[輸入信號形式] 無電壓觸點輸入漏型：NPN集電極開路型晶體管源型：PNP集電極開路型晶體管[輸入回路絕緣] 光耦絕緣[輸入動作顯示] 輸入接通時LED燈亮2、輸出規格[輸出點數] 8點[輸出種類] 晶體管/漏型輸出[外部電源] DC5~30V[最大負載] 1.6A/8點公共端[開路漏電流] 0.1mA以下/DC30V[ON時壓降] . Y□、Y□+1、Y□+4、Y□+5：1.0V以下. Y□+2、Y□+3、Y□+6、Y□+7：1.5V以下[響應時間] . Y□、Y□+1、Y□+4、Y□+5：2.5μs以下/10mA以上(DC5~24V). Y□+2、Y□+3、Y□+6、Y□+7：0.2ms以下/200mA以上(DC24V)[輸出回路絕緣] 光耦絕緣[輸出動作顯示] 輸出接通時LED燈亮
功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關電氣控制線路。
5. FX3U單元
電源電壓:DC24V +20% -15%紋波(p-p) 5%以內，允許瞬時停電時間:對5ms以下的瞬時停電會繼續運行，電源絲:125V 3.15A，沖擊電流:30A 0.5ms/DC24V
， DC5V內部供電電源(mA):560【FX3UC-32MT/DDC24V漏型輸入規格】，輸入形式：DC24V漏型輸入點數：16點，輸入連接方式：連接器，輸入信號電壓：DC24V
+20% -15%紋波(P-P) 5%以內，輸入阻抗：.9KΩ(X000~X005);3.3KΩ(X006~X007);4.3KΩ(X010以后); 輸入信號電流：6mA/DC24V (X000~X005);7mA/DC24V (X006~X007);5mA/DC24V (X010以后); 輸入靈敏度電流：OFF->ON 3.5mA(X000~X005);4.5mA(X006~X007);3.5mA(X010以后);ON->OFF 1.5mA，輸入響應時間：約10ms，輸入信號形式：無電壓觸點輸入或是NPN集電極開路型晶體管，回路隔離：光耦隔離，輸入動作顯示：輸入接通時LED燈亮， 輸入回路的結構圖，【FX3UC-32MT/D晶體管漏型輸出規格】，輸出形式：晶體管漏型輸出，輸出點數：16點，輸出連接方式：連接器，外部電源：DC5~30V，電阻負載：0.3A/1點(Y000~Y003),0.3A/1點(Y004以后)，電感性負載：7.2W/1點DC24V (Y000~Y003),2.4W/1點DC24V(Y004以后)，開路漏電流：0.1mA以下/DC30V，ON電壓：1.5V以下， 輸出響應時間：Y000~Y002：5μs以下/10mA以上(DC5~24V)Y003:FX3uc-口口MT/D 0.2ms以下/100mA (DC24V時)
Y004以后：0.2ms以下/100mA (DC24V時)，回路隔離：光耦隔離，輸出動作顯示：輸入接通時LED燈亮
多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關電氣控制線路。
6. 觸摸屏單元
觸摸屏單元采用昆侖通態 7寸彩色觸摸屏TPC7062TI，用于PLC主機以太網通訊，控制和顯示各單元的運行狀態。配置昆侖通態編程軟件。
7. 變頻調速單元
變頻調速單元采用FR-D700系列FR-D720S，功率0.4KW ，電壓380V，多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關電氣控制線路。
8. 以太網交換機
采用非網管型工業以太網10/100MBIT/S交換機，自帶5個雙絞線端口，RJ45接口；采用雙電源供電接口，自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V。
9. 小車運動控制單元
主要由運動小車（直流電機驅動）、同步帶輪傳動機構、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，實現傳動控制、鍵值優化比較行走控制、定向控制、定位控制、報警運行控制、點動控制等，能實現小車的精確定位。該系統外觀精美，體積緊湊，重量輕。
10. 二維控制單元
二維控制單元主要由伺服驅動和步進驅動組成。
伺服驅動用于控制Y軸絲桿，采用三菱MR-JE-10C交流伺服驅動及電機，工作電壓AC220V，輸出功率400W。采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內部集成了驅動電路,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。
步進驅動用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內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。
（4）多功能端子，電氣接口采用多功能端子引出，具有插孔式實驗驗證和接線式工程訓練兩種方式，可由學生自主搭建相關電氣控制線路。
11. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法，轉速1400轉/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
12. 實驗連接線
每套配有高可靠護套結構手槍插連接線，無氧銅抽絲而成，插頭采用實芯銅質件外套鈹輕銅彈片，強弱電導線的插頭插座尺寸分開，不可混插，安全可靠。
六、 實訓項目
PLC基本技能實訓
MCGS組態棒圖實驗教學,利用已編輯好組態棒圖,對以下任何實驗進行動態跟蹤教學實驗針對實驗項目的具體要求，學生自行編輯組態棒圖進行實驗。
1. PLC認知實訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令、接線、編程下載等）
PLC虛擬控制應用實訓
2. 數碼顯示控制
3. 搶答器控制
4. 天塔之光控制
5. 音樂噴泉控制
6. 十字路口交通燈控制
7. 水塔水位控制
8. 自動送料裝車系統控制
9. 四節傳送帶控制
10. 裝配流水線控制
11. 多種液體混合裝置控制
12. 自控成型機控制
13. 自動洗衣機控制
14. 電鍍生產線控制
15. 自控軋鋼機控制
16. 郵件分揀機控制
17. 自動售貨機控制
18. 機械手控制控制
19. 四層電梯控制
PLC實物控制應用實訓
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動正反轉PLC控制
29. 三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉PLC控制
30. 三相鼠籠式異步電動機Y/△轉換起動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
34. 多段速度選擇變頻調速
35. 變頻器無級調速
36. 外部模擬量方式的變頻調速控制
37. 基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉控制
38. 基于PLC模擬量方式變頻開環調速控制
39. 基于PLC通信方式的變頻開環調速
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碼顯示控制
網絡通訊綜合實訓
42. PLC與變頻器通訊實訓
43. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
44. PLC主機之間通訊實訓
45. PLC、變頻器、觸摸屏組網綜合應用實訓
|
序號 |
名稱 |
型號 |
數量 |
單位 |
備注 |
|
1 |
三菱模塊 |
Q03UDV |
1 |
塊 |
|
|
2 |
三菱電源單元基板 |
Q35B |
1 |
條 |
|
|
3 |
三菱模塊 |
Q61P |
1 |
塊 |
|
|
4 |
三菱模塊 |
QX40 |
1 |
塊 |
|
|
5 |
三菱輸出模塊 |
QY10 |
1 |
塊 |
|
|
6 |
三菱cclink通信模塊 |
QJ61BT11N |
1 |
塊 |
|
|
7 |
三菱通訊線 |
|
1 |
條 |
|
|
8 |
三菱可編程控制器 |
FX3U-32MT |
1 |
個 |
|
|
9 |
三菱模塊 |
FX3U-3A-ADP |
1 |
個 |
|
|
10 |
三菱cclink通信模塊 |
FX2N-32CCL |
1 |
個 |
|
|
11 |
FX系列下載線 |
RS-232 |
1 |
條 |
|
|
12 |
485通訊模塊 |
FX3U-485-BD |
1 |
個 |
|
|
13 |
三菱變頻器 |
FR-D720-0.4K-CH |
1 |
臺 |
|
|
14 |
伺服電機 |
HGKN13J-S100 |
1 |
臺 |
|
|
15 |
伺服驅動器 |
MR-JE-10C |
1 |
臺 |
|
|
16 |
觸摸屏 |
TPC7062TI |
1 |
臺 |
|
|
17 |
|
|
|
|
|
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