一、PLC可編程控制器單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置概述
FCX-02A PLC可編程控制器實(shí)訓(xùn)裝置、單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置，PLC部分集可編程邏輯控制器、通信編輯器、編程軟件、工控組態(tài)軟件、仿真教學(xué)軟件、模擬控制實(shí)訓(xùn)掛箱、實(shí)物等于一體，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令訓(xùn)練，多個(gè)應(yīng)用廣泛的PLC實(shí)際應(yīng)用模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)物控制實(shí)訓(xùn)，也為高層次的設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)提供良好的條件。為了結(jié)合教學(xué)要求，設(shè)計(jì)過程中參考了國內(nèi)多種教材，配備三相鼠籠異步電機(jī)及繼電器，能完成多個(gè)電氣控制項(xiàng)目訓(xùn)練。
單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用部分功能強(qiáng)大，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容豐富，可完成單片機(jī)接口擴(kuò)展、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤控制、定時(shí)器、打印機(jī)接口等眾多項(xiàng)目訓(xùn)練。
二、PLC可編程控制器單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置特點(diǎn)
1．裝置采用組件多結(jié)構(gòu) 更換實(shí)驗(yàn)?zāi)K便捷，如需擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加實(shí)驗(yàn)掛箱即可，永不淘汰。
2．雙口接線法 PLC主機(jī)與實(shí)驗(yàn)掛箱之間的連接即可采用自鎖采用自鎖緊接插線單線逐點(diǎn)連接，以提高動(dòng)手動(dòng)腦能力，加深了解PLC的結(jié)構(gòu)功能，又可通過排線一次性連接，以提高實(shí)驗(yàn)連接速度，與單一連接法相比具有絕對優(yōu)越性
3．PLC實(shí)訓(xùn)對象形像逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用，通過本實(shí)驗(yàn)裝置的訓(xùn)練，學(xué)生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場的工作。
4．單片機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目豐富，結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理。
5．采用三菱FX系列可編程控制器，功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越，采用模塊化設(shè)計(jì)，組合靈活。
6．組態(tài)棒圖教學(xué) 采用MCGS工控組態(tài)軟件，所有實(shí)驗(yàn)都已編輯出形象直觀、動(dòng)感強(qiáng)、教學(xué)效果好的組態(tài)棒圖，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)。
7)工業(yè)4.0仿真實(shí)訓(xùn)軟件
軟件采用三維建?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)，可以進(jìn)行PLC電氣控制仿真、電工電子仿真、氣動(dòng)仿真、液壓仿真、傳感器仿真等工業(yè)常用技術(shù)仿真
1）PLC仿真可以通過PLC編程控制模型的相應(yīng)動(dòng)作從而完成工序動(dòng)作包含機(jī)械手仿真、自動(dòng)門仿真、升降機(jī)仿真、分揀仿真、正反轉(zhuǎn)仿真、郵件分揀、流水線、自動(dòng)分揀等。
2）電工電子仿真
（1）接線仿真
01具有過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制接線仿真、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制接線仿真、05接觸器星形、三角形控制接線仿真、06時(shí)間繼電器接線仿真、07三相電動(dòng)機(jī)機(jī)械制動(dòng)控制電路仿真
（2）電路仿真
01具有過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制仿真、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制仿真、03生產(chǎn)機(jī)械行程控制電路仿真、04自耦降壓起動(dòng)仿真、05接觸器星形、三角形控制仿真、06時(shí)間繼電器仿真、07三相電動(dòng)機(jī)機(jī)械制動(dòng)控制電路仿真、08電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路仿真、09有變壓器全波整流能耗制動(dòng)控制電路仿真、10接觸器控制的雙速電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路仿真、12利用電流繼電器控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制線路仿真、c620車床電氣控制仿真，電動(dòng)葫蘆仿真，z35搖臂鉆床仿真
（3）排故仿真
01具有過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制排故、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制排故、03生產(chǎn)機(jī)械行程控制電路排故、04自耦降壓起動(dòng)排故、05接觸器星形、三角形控制排故、06時(shí)間繼電器排故、07三相電動(dòng)機(jī)機(jī)械制動(dòng)控制電路排故、08電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路排故、09有變壓器全波整流能耗制動(dòng)控制電路排故、10接觸器控制的雙速電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路排故、12利用電流繼電器控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制線路排故、13c620車床電氣控制排故、兩地控制連線等
（4）原理仿真
變壓器工作原理、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理、單向異步電動(dòng)機(jī)工作原理、電度表工作原理、兩地控制燈電路、鉗型電流表原理、熱繼電器工作原理、伺服電動(dòng)機(jī)工作原理、兆歐表工作原理、塑殼式斷路器工作原理、交流接觸器原理等
（5）電機(jī)拆裝仿真，三相異步機(jī)拆分、單相異步機(jī)拆分等
（6）儀器儀表的使用仿真萬用表、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、頻譜儀、鉗形表等
3）氣動(dòng)回路仿真
（1）軟件以氣動(dòng)經(jīng)典22回路為依據(jù)開發(fā)出28回路的在線及離線仿真
（2）軟件中設(shè)置的14路“考考你！”表現(xiàn)為典型氣路設(shè)備故障。
（3）軟件狀態(tài)含“模擬運(yùn)行”“聯(lián)機(jī)運(yùn)行”即離線仿真、在線仿真。兩種運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)切換，當(dāng)連接外部設(shè)備時(shí)自動(dòng)切換為在線仿真，無外部設(shè)備連接時(shí)為離線仿真即模擬運(yùn)行。
軟件中離線仿真13個(gè)回路包括：1、單作用氣缸的換向回路（a）2、雙作用氣缸的換向回路（a）3、單作用氣缸的速度控制回路（a）4、單作用氣缸的速度控制回路（b）5、雙作用氣缸單向調(diào)速回路（a）6、雙作用氣缸單向調(diào)速回路（b）7、雙作用氣缸的速度控制回路一 8、雙作用氣缸的速度控制回路二 9、壓力控制回路 10、計(jì)數(shù)回路 11、延時(shí)回路 12、用機(jī)械行程閥的單往復(fù)控制回路 13、過載保護(hù)回路。
離線、在線自動(dòng)切換的15個(gè)回路包括：1、單作用氣缸的換向回路（b）2、雙作用氣缸的換向回路（b）3、速度換接回路4、緩沖回路5、互鎖回路6、用行程開關(guān)的單缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路7、單缸連續(xù)往復(fù)動(dòng)作回路8、直線缸、旋轉(zhuǎn)缸順序動(dòng)作回路9、多缸順序動(dòng)作回路10、雙缸同步動(dòng)作回路11、四缸聯(lián)動(dòng)回路12、卸荷回路13、或門型梭閥的應(yīng)用回路14、快速排氣閥的應(yīng)用回路15、高低壓切換控制回路。
（4）設(shè)置14路“考考你！”當(dāng)點(diǎn)開了“考考你”對話框回路自動(dòng)設(shè)置故障，當(dāng)回答正確或關(guān)閉“考考你”對話框，故障自動(dòng)接觸，回路正常仿真。14路“考考你”包括模擬故障有：1單作用氣缸故障2、電磁閥故障3、雙作用氣缸故障4、調(diào)節(jié)閥故障5、節(jié)流閥故障6、手動(dòng)換向閥異常7、節(jié)流閥堵死故障8、行程開關(guān)故障9過濾三聯(lián)件故障10、氣容故障11、行程閥故障12、順序閥故障13、行程開關(guān)失靈14、負(fù)載阻力過小
4）液壓回路仿真其界面可清楚的展示液壓元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及液壓回路的工作過程。液壓傳動(dòng)原理的動(dòng)態(tài)演示并不少于18種動(dòng)態(tài)演示。
a)多級高壓回路b) 減壓回路c)先導(dǎo)式溢流閥缷荷回路d)順序平衡回路e)回油節(jié)流調(diào)速回路 f)旁路節(jié)流調(diào)速回路 g) 液壓缸差動(dòng)連接回路 h)三位四通電磁換向閥換向回路 i)液控單向閥鎖緊回路 j)順序閥控制順序動(dòng)作回路k)壓力繼電器控制順序動(dòng)作回路 l) 行程開關(guān)控制順序同步回路 m)調(diào)速閥控制同步回路 n)液壓馬達(dá)回油節(jié)流調(diào)速回路 o)二位四通電磁閥換向回路 p)手動(dòng)閥換向回路 q) 速度換接回路 r)二位二通缷荷
5）傳感器仿真
（1）溫度變送傳感器器仿真包含溫度變送傳感器模擬拆裝；溫度變送傳感器模擬接線；溫度變送傳感器模擬運(yùn)行仿真
（2）液位傳感器仿真包含液位傳感器模擬拆裝；液位傳感器模擬接線；液位傳感器模擬運(yùn)行仿真
（3）流量傳感器仿真包含流量傳感器模擬拆裝；流量傳感器模擬接線；流量傳感器模擬運(yùn)行仿真
三、PLC可編程控制器單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用及電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)裝置構(gòu)成
（一）PLC部分
1．PLC可編程控制器實(shí)訓(xùn)臺：提供三相電源，直流穩(wěn)壓電源及安全保護(hù)裝置
2．PLC可編程控制器實(shí)訓(xùn)裝置(掛箱規(guī)格：40×24×6 cm3)
1）PLC001 交通信號燈PLC自動(dòng)控制
2）PLC002 攪拌器的PLC自動(dòng)控制
3）PLC003 LED數(shù)碼管顯示PLC自動(dòng)控制
4）PLC004 四層電梯的PLC自動(dòng)控制 （實(shí)物）
5）PLC005 加工中心刀具庫選擇控制（實(shí)物）
6）PLC006 藝術(shù)彩燈造型的PLC控制
7）PLC007 電機(jī)的自動(dòng)控制（實(shí)物）
8）PLC008 步進(jìn)電機(jī)的PLC控制（實(shí)物）
9）PLC009 模擬電視發(fā)射塔
10）PLC010 自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)
11）PLC011 自動(dòng)售貨機(jī)
12）PLC012 自動(dòng)成型系統(tǒng)
13）PLC013 水塔自動(dòng)供水系統(tǒng)
14）PLC014 郵件自動(dòng)分揀系統(tǒng)
15）PLC015 自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)
16）PLC016 電鍍系統(tǒng)
17）PLC017 繼電器控制（一）
18）三相鼠籠電動(dòng)機(jī)
19）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)裝置
3．PLC可編程控制器操作桌
4．編程應(yīng)用軟件
5．PLC仿真實(shí)訓(xùn)軟件一套
（1）通過PLASH虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC的運(yùn)行狀態(tài)
（2）可以實(shí)現(xiàn)PLC虛擬接線，并對接線進(jìn)行錯(cuò)誤檢查
（3）PLC編程訓(xùn)練、PLC程序編寫測試等功能
（4）實(shí)現(xiàn)PLC運(yùn)行模擬，對錯(cuò)誤程序進(jìn)行檢查
6．工控組態(tài)軟件一套：打開軟件編程環(huán)境，任何實(shí)訓(xùn)都可以編輯出形象直觀動(dòng)感強(qiáng)、教學(xué)效果好的組態(tài)棒圖，并進(jìn)行實(shí)訓(xùn)動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)。
7．PLC可編程控制器（接口都已引到面板）及轉(zhuǎn)接通迅電纜。
8．電腦或手持編程器（用戶自備或代購）
（二）單片機(jī)部分
1．DP–01 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（一）
LED點(diǎn)陣顯示模塊、點(diǎn)陣式字符液晶顯示模塊、8253定時(shí)計(jì)數(shù)器、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、V/F轉(zhuǎn)換、F/V轉(zhuǎn)換、串引EEPROM、EEPROM、Flash Rom、SRAM、I2C總線接口
2．DP–02 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（二）
8251串引口擴(kuò)展、232總線串引接口、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)2、拔碼開關(guān)輸出
3．DP–03 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（三）
ISD 1420語音控制、IC卡讀寫接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷、USB接口、RS232轉(zhuǎn)RS485接口
4．DP–04 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)掛箱（四）
8279接口電路、8255 I/O擴(kuò)展、8155 I/O擴(kuò)展、動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊、轉(zhuǎn)換接口、MC14433、整列式鍵盤實(shí)驗(yàn)?zāi)K
5．DP–05 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（五）
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序示列、溫度傳感器與溫度控制、汽車轉(zhuǎn)彎信號燈/十字路口交通燈、數(shù)字頻率計(jì)、看門狗
6．DP–06 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（六）
十六位邏輯電平顯示、繼電器控制接口、常用器件接口、八位邏輯電平輸出、單項(xiàng)脈沖、揚(yáng)聲器、串引靜態(tài)顯示模塊、查詢式鍵盤。
7．DP–07 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（七）
主功能邏輯筆、多功能密碼鎖、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、微型打印機(jī)與單片機(jī)的接口
8．DP–08 單片機(jī)實(shí)訓(xùn)掛箱（八）
單片機(jī)與CPLD實(shí)驗(yàn)、sh51仿真器四、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線電源，輸入時(shí)指示燈亮。
2、電源輸出：有漏電型保護(hù)器、過載、短路保護(hù)裝置。
A．三相四線380V輸出，由三只電壓表指示輸出電壓
B．～220V通過安全插座輸出
C．+24V/2A直流穩(wěn)壓輸出（數(shù)顯）
D．+5V/1A直流穩(wěn)壓輸出（數(shù)顯）
E．±12V/1A直流穩(wěn)壓輸出（根據(jù)裝置需求而定）
3、PLC可編程控制器：
品牌、型號：三菱FX1N40–40mR（輸入24點(diǎn)，輸出16點(diǎn)），也可選擇西門子、歐姆龍，價(jià)格另議。
4、重量：100Kg
5、外形尺寸：160×75×150 cm3
五、基本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（一）PLC控制部分
1）與、或、非邏輯功能測試
2）定時(shí)器、計(jì)數(shù)器功能測試
3）跳轉(zhuǎn)、分支功能訓(xùn)練
4）移位寄存器測試
5）數(shù)據(jù)處理功能訓(xùn)練
6）微分、位操作測試
7）交通信號燈PLC自動(dòng)控制
8）攪拌器的PLC自動(dòng)控制
9）LED數(shù)碼官顯示PLC自動(dòng)控制（實(shí)物)
10）四層電梯的PLC自動(dòng)控制（實(shí)物）
11）加工中心刀具庫選擇控制（實(shí)物）
12）藝術(shù)彩燈造型的PLC控制
13）電機(jī)的自動(dòng)控制（實(shí)物）
14）模擬電視發(fā)射塔實(shí)驗(yàn)
15）自動(dòng)售貨機(jī)
16）水塔自動(dòng)供水控制系統(tǒng)
17）自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)模擬訓(xùn)練
18）步進(jìn)電機(jī)的PLC控制（實(shí)物）
19）自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
20）自動(dòng)成型訓(xùn)練
21）郵件自動(dòng)分揀
22）電鍍過程控制
23）三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制和自鎖控制(實(shí)物)
24）三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)正反轉(zhuǎn)控制(實(shí)物)
25）三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)控制(實(shí)物)
26）三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)Y/△轉(zhuǎn)換起動(dòng)控制(實(shí)物)27）MSGS組態(tài)棒圖實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以上任何實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤教學(xué)實(shí)驗(yàn)
28）針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（二）單片機(jī)部分
1．存儲器塊清零
2．二進(jìn)制到BCD碼轉(zhuǎn)換
3．二進(jìn)制到ASCII碼轉(zhuǎn)換
4．程序跳轉(zhuǎn)表
5．內(nèi)存塊移動(dòng)
6．?dāng)?shù)據(jù)排序
7．P1口輸入、輸出實(shí)驗(yàn)
8．繼電器控制實(shí)驗(yàn)
9．用74LS244讀入數(shù)據(jù)
10．用74LS273輸出數(shù)據(jù)
11．串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行數(shù)據(jù)
12．并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)
13．PWM轉(zhuǎn)換電壓實(shí)驗(yàn)
14．音頻控制實(shí)驗(yàn)
15．8255輸入、輸出實(shí)驗(yàn)
16．8155輸入、輸出實(shí)驗(yàn)
17．5LED靜態(tài)串行顯示實(shí)驗(yàn)
18．6LED動(dòng)態(tài)掃描顯示實(shí)驗(yàn)
19．查詢式鍵盤實(shí)驗(yàn)
20．陣列式鍵盤實(shí)驗(yàn)
21．計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)
22．定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
23．8253定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
24．外部中斷實(shí)驗(yàn)
25．串行口通訊實(shí)驗(yàn)
26．ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
27．DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
28．MC14433模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
29．EEPROM外部數(shù)據(jù)程序存儲器實(shí)驗(yàn)
30．SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
31．93C46串行EEPROM數(shù)據(jù)讀寫實(shí)驗(yàn)
32．電子時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
33．電子琴模擬實(shí)驗(yàn)
34．打印機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
35．汽車轉(zhuǎn)彎信號燈控制實(shí)驗(yàn)
36．溫度傳感器溫度控制實(shí)驗(yàn)
37．溫度過程控制模擬實(shí)驗(yàn)
38．五相步進(jìn)電機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)
39．計(jì)算器實(shí)驗(yàn)
40．?dāng)?shù)字頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)
41．V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
42．F/V轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
43．LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
44．字符液晶顯示屏控制實(shí)驗(yàn)
45．8279鍵盤掃描顯示實(shí)驗(yàn)
46．看門狗實(shí)驗(yàn)
47．8251串行口擴(kuò)展通訊實(shí)驗(yàn)
48．I2C總線讀寫實(shí)驗(yàn)
49．RS232轉(zhuǎn)RS485實(shí)驗(yàn)
50．USB接口實(shí)驗(yàn)
51．十字路口交通燈控制實(shí)驗(yàn)
52．五功能邏輯筆實(shí)驗(yàn)
53．直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)速實(shí)驗(yàn)（實(shí)物）
54．步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)（實(shí)物）
55．IC卡讀寫實(shí)驗(yàn)
56．實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷控制實(shí)驗(yàn)
57．語音芯片控制實(shí)驗(yàn)
58．單片機(jī)與CPLD實(shí)驗(yàn)
59．8051與PC機(jī)串行口通訊實(shí)驗(yàn)
60．Flash Rom外部程序存儲器實(shí)驗(yàn)
61．多功能密碼鎖實(shí)驗(yàn)
