一、PLC可編程控制器單片機開發(fā)應(yīng)用及變頻調(diào)速綜合實訓(xùn)裝置概述
本裝置集單片機、變頻控制、PLC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、模擬控制實訓(xùn)掛箱、實物與于一體，綜合性強、功能齊全。
單片機開發(fā)應(yīng)用部分功能強大、實訓(xùn)內(nèi)容豐富，可完成單片機接口擴展、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤控制、定時器、打印機接口等眾多項目訓(xùn)練。PLC部分可直觀地進行基本指令訓(xùn)練，多個應(yīng)用廣泛的PLC實際應(yīng)用模擬和實物控制訓(xùn)練，同時也為了高層次的設(shè)計開發(fā)實驗實訓(xùn)提供良好的條件：為了結(jié)合教學(xué)要求，設(shè)計過程參考國內(nèi)多種教材，配備三相鼠籠異步電機及繼電器，能完成多個電氣控制項目訓(xùn)練。變頻器選用應(yīng)用廣泛的三菱FR-S520變頻器，帶有R485通信接口，可完成變頻調(diào)速技術(shù)課程的相關(guān)教學(xué)實訓(xùn)。
二、PLC可編程控制器單片機開發(fā)應(yīng)用及變頻調(diào)速綜合實訓(xùn)裝置特點
1．裝置采用組件多結(jié)構(gòu) 更換實驗?zāi)K便捷，如需擴展功能或開發(fā)新實驗，只需添加實驗掛箱即可，永不淘汰。
2．雙口接線法 PLC主機與實驗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連接，以提高動手動腦能力，加深了解PLC的結(jié)構(gòu)功能，又可通過排線一次性連接，以提高實驗連接速度，與單一連接法相比具有絕對優(yōu)越性。
3．PLC實訓(xùn)對象形像逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，通過本實驗裝置的訓(xùn)練，學(xué)生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場的工作。
4．單片機實訓(xùn)項目豐富，結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理。
5．采用三菱FX系列可編程控制器，功能強大，性能優(yōu)越，采用模塊化設(shè)計，組合靈活。
6．組態(tài)棒圖教學(xué) 采用MCGS工控組態(tài)軟件，所有實驗都已編輯出形象直觀、動感強、教學(xué)效果好的組態(tài)棒圖，進行實驗動態(tài)跟蹤教學(xué)。
7.工業(yè)4.0仿真實訓(xùn)軟件
軟件采用三維建?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的計算機仿真模擬技術(shù)，可以進行PLC電氣控制仿真、電工電子仿真、氣動仿真、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)動作從而完成工序動作包含機械手仿真、自動門仿真、升降機仿真、分揀仿真、正反轉(zhuǎn)仿真、郵件分揀、流水線、自動分揀等。
2）電工電子仿真
（1）接線仿真
01具有過載保護的正轉(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時間繼電器接線仿真、07三相電動機機械制動控制電路仿真
（2）電路仿真
01具有過載保護的正轉(zhuǎn)控制仿真、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制仿真、03生產(chǎn)機械行程控制電路仿真、04自耦降壓起動仿真、05接觸器星形、三角形控制仿真、06時間繼電器仿真、07三相電動機機械制動控制電路仿真、08電動機反接制動控制電路仿真、09有變壓器全波整流能耗制動控制電路仿真、10接觸器控制的雙速電動機調(diào)速電路仿真、12利用電流繼電器控制繞線式異步電動機起動控制線路仿真、c620車床電氣控制仿真，電動葫蘆仿真，z35搖臂鉆床仿真
（3）排故仿真
01具有過載保護的正轉(zhuǎn)控制排故、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制排故、03生產(chǎn)機械行程控制電路排故、04自耦降壓起動排故、05接觸器星形、三角形控制排故、06時間繼電器排故、07三相電動機機械制動控制電路排故、08電動機反接制動控制電路排故、09有變壓器全波整流能耗制動控制電路排故、10接觸器控制的雙速電動機調(diào)速電路排故、12利用電流繼電器控制繞線式異步電動機起動控制線路排故、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、步進電動機工作原理、單向異步電動機工作原理、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、伺服電動機工作原理、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）電機拆裝仿真，三相異步機拆分、單相異步機拆分等
（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）氣動回路仿真
（1）軟件以氣動經(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“模擬運行”“聯(lián)機運行”即離線仿真、在線仿真。兩種運行狀態(tài)自動切換，當(dāng)連接外部設(shè)備時自動切換為在線仿真，無外部設(shè)備連接時為離線仿真即模擬運行。
軟件中離線仿真13個回路包括：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、計數(shù)回路 11、延時回路 12、用機械行程閥的單往復(fù)控制回路 13、過載保護回路。
離線、在線自動切換的15個回路包括：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)運動回路7、單缸連續(xù)往復(fù)動作回路8、直線缸、旋轉(zhuǎn)缸順序動作回路9、多缸順序動作回路10、雙缸同步動作回路11、四缸聯(lián)動回路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)點開了“考考你”對話框回路自動設(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。液壓傳動原理的動態(tài)演示并不少于18種動態(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)順序閥控制順序動作回路k)壓力繼電器控制順序動作回路 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
三、PLC可編程控制器單片機開發(fā)應(yīng)用及變頻調(diào)速綜合實訓(xùn)裝置構(gòu)成
（一）PLC部分
1．PLC可編程控制器實訓(xùn)臺：提供三相電源，直流穩(wěn)壓電源及安全保護裝置
2．PLC可編程控制器實訓(xùn)裝置(掛箱規(guī)格：40×24×6 cm3)
1）PLC001 交通信號燈PLC自動控制
2）PLC002 攪拌器的PLC自動控制
3）PLC003 LED數(shù)碼管顯示PLC自動控制（實物）
4）PLC004 四層電梯的PLC自動控制 （實物）
5）PLC005 加工中心刀具庫選擇控制（實物）
6）PLC006 藝術(shù)彩燈造型的PLC控制
7）PLC007 電機的自動控制（實物）
8）PLC008 步進電機的PLC控制（實物）
9）PLC009 模擬電視發(fā)射塔
10）PLC010 自動送料裝車系統(tǒng) |
11）PLC011 自動售貨機
12）PLC012 自動成型系統(tǒng)
13）PLC013 水塔自動供水系統(tǒng)
14）PLC014 郵件自動分揀系統(tǒng)
15）PLC015 自動洗衣機系統(tǒng)
16）PLC016 電鍍系統(tǒng)
17）PLC017 繼電器控制
18）三相鼠籠電動機
19）基礎(chǔ)實驗裝置
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3．PLC可編程控制器操作桌
4．編程應(yīng)用軟件
5．PLC仿真實訓(xùn)軟件一套
（1）通過PLASH虛擬環(huán)境實時顯示PLC的運行狀態(tài)
（2）可以實現(xiàn)PLC虛擬接線，并對接線進行錯誤檢查
（3）PLC編程訓(xùn)練、PLC程序編寫測試等功能
（4）實現(xiàn)PLC運行模擬，對錯誤程序進行檢查
6．工控組態(tài)軟件一套：打開軟件編程環(huán)境，任何實訓(xùn)都可以編輯出形象直觀動感強、教學(xué)效果好的組態(tài)棒圖，并進行實訓(xùn)動態(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）單片機部分
1．DP–01 單片機實驗掛箱（一）
LED點陣顯示模塊、點陣式字符液晶顯示模塊、8253定時計數(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 單片機實驗掛箱（二）
8251串引口擴展、232總線串引接口、單片機應(yīng)用系統(tǒng)1、單片機應(yīng)用系統(tǒng)2、拔碼開關(guān)輸出
3．DP–03 單片機實驗掛箱（三）
ISD 1420語音控制、IC卡讀寫接口、實時時針/日歷、USB接口、RS232轉(zhuǎn)RS485接口
4．DP–04 單片機實驗掛箱（四）
8279接口電路、8255 I/O擴展、8155 I/O擴展、動態(tài)掃描顯示模塊、轉(zhuǎn)換接口、MC14433、整列式鍵盤實驗?zāi)K
5．DP–05 單片機實驗掛箱（五）
步進電機驅(qū)動程序示列、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、看門狗
6．DP–06 單片機實驗掛箱（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、單項脈沖、揚聲器、串引靜態(tài)顯示模塊、查詢式鍵盤。
7．DP–07 單片機實驗掛箱（七）
主功能邏輯筆、多功能密碼鎖、直流電動機驅(qū)動、步進電機驅(qū)動、微型打印機與單片機的接口
8．DP–08 單片機實驗掛箱（八）
單片機與CPLD實驗、sh51仿真器
（三）頻率調(diào)速部分：配備三菱FR-S520變頻器及相關(guān)接口附件。
（四）電機導(dǎo)軌及光電編碼器一套
（五）三相異步電動機180W 1臺
四、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線電源，輸入時指示燈亮。
2、電源輸出：有漏電型保護器、過載、短路保護裝置。
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，輸出16點），也可選擇西門子、歐姆龍，價格另議。
4、重量：100Kg
5、外形尺寸：160×75×150cm3
五、基本實驗項目
（一）PLC部分
1）與、或、非邏輯功能測試
3）跳轉(zhuǎn)、分支功能訓(xùn)練
5）數(shù)據(jù)處理功能訓(xùn)練
7）交通信號燈PLC自動控制
9）LED數(shù)碼官顯示PLC自動控制
11）加工中心刀具庫選擇控制
13）電機的自動控制
15）模擬電視發(fā)射塔實驗
17）自動售貨機
19）水塔自動供水控制系統(tǒng)
21）自動洗衣機控制系統(tǒng)模擬訓(xùn)練 |
2）定時器、計數(shù)器功能測試
4）移位寄存器測試
6）微分、位操作測試
8）攪拌器的PLC自動控制
10）四層電梯的PLC自動控制
12）藝術(shù)彩燈造型的PLC控制
14）步進電機的PLC控制
16）自動送料裝車系統(tǒng)控制
18）自動成型訓(xùn)練
20）郵件自動分揀
22）電鍍過程控制 |
23）三相鼠籠式異步電動機點動控制和自鎖控制(實物)
24）三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)控制(實物)
25）三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)控制(實物)
26）三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動控制(實物)
27）MSGS組態(tài)棒圖實驗教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以上任何實驗進行動態(tài)跟蹤教學(xué)實驗
28）針對實驗項目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進行實驗。
（二）單片機部分
1．存儲器塊清零
2．二進制到BCD碼轉(zhuǎn)換
3．二進制到ASCII碼轉(zhuǎn)換
4．程序跳轉(zhuǎn)表
5．內(nèi)存塊移動
6．?dāng)?shù)據(jù)排序
7．P1口輸入、輸出實驗
8．繼電器控制實驗
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)換電壓實驗
14．音頻控制實驗
15．8255輸入、輸出實驗
16．8155輸入、輸出實驗
17．5LED靜態(tài)串行顯示實驗
18．6LED動態(tài)掃描顯示實驗
19．查詢式鍵盤實驗
20．陣列式鍵盤實驗
21．計數(shù)器實驗
22．定時器實驗
23．8253定時器實驗
24．外部中斷實驗
25．串行口通訊實驗
26．ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗
27．DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗
28．MC14433模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗
29．EEPROM外部數(shù)據(jù)程序存儲器實驗
30．SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器擴展實驗
31．93C46串行EEPROM數(shù)據(jù)讀寫實驗 |
32．電子時鐘實驗
33．電子琴模擬實驗
34．打印機控制實驗
35．汽車轉(zhuǎn)彎信號燈控制實驗
36．溫度傳感器溫度控制實驗
37．溫度過程控制模擬實驗
38．五相步進電機模擬實驗
39．計算器實驗
40．?dāng)?shù)字頻率計實驗
41．V/F轉(zhuǎn)換實驗
42．F/V轉(zhuǎn)換實驗
43．LED點陣顯示實驗
44．字符液晶顯示屏控制實驗
45．8279鍵盤掃描顯示實驗
46．看門狗實驗
47．8251串行口擴展通訊實驗
48．I2C總線讀寫實驗
49．RS232轉(zhuǎn)RS485實驗
50．USB接口實驗
51．十字路口交通燈控制實驗
52．五功能邏輯筆實驗
53．直流電機驅(qū)動調(diào)速實驗（實物）
54．步進電機驅(qū)動實驗（實物）
55．IC卡讀寫實驗
56．實時時鐘/日歷控制實驗
57．語音芯片控制實驗
58．單片機與CPLD實驗
59．8051與PC機串行口通訊實驗
60．Flash Rom外部程序存儲器實驗
61．多功能密碼鎖實驗
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（三）變頻調(diào)速部分：
1、變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
2、變頻器報警與保護功能
3、外部端子點動控制
4、變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
5、多段速度選擇變頻調(diào)速
6、變頻器無級調(diào)速
7、基于外部模擬量（電壓/電流）控制
方式的變頻調(diào)速 |
8、瞬時停電啟動控制
9、PID變頻調(diào)速控制
10、PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)
11、PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制
12、基于PLC數(shù)字量控制方式的多段調(diào)速
13、基于PLC數(shù)字量控制變頻開環(huán)調(diào)速
14、基于PLC通信方式的的變頻器開環(huán)調(diào)速
15、變頻器恒壓供水系統(tǒng)的模擬 |
