JDGYW-02型工業(yè)運動控制技術(shù)實訓臺

 

一、 產(chǎn)品概述

 

工業(yè)運動控制技術(shù)實訓裝置是根據(jù)制定的"可編程序控制系統(tǒng)設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所對可編程序控制系統(tǒng)設計師的四、三、二級開展培訓及技能鑒定。

 

二、 研發(fā)背景

 

1. 該裝置是根據(jù)制定的"可編程序控制系統(tǒng)設計師"培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容，適當增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓、職業(yè)技能鑒定和實訓教學要求而研制的。

 

2. 工業(yè)迅速發(fā)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(chǎn)品需要多種加工工藝，導致工業(yè)現(xiàn)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(jié)合，有些實訓完成后無法進行考量檢查學生的接受程度。

 

三、 裝置特色

 

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(wǎng)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ET200系列PLC到中型S7-1200系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機可以通過并口連接到實訓區(qū)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(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)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(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)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(huán)境實時顯示PLC運行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)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(wǎng)絡系統(tǒng)：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)主要由西門子主機S7-1500、S7-1200、ET200SP構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應用歷程構(gòu)建了一個工業(yè)網(wǎng)絡，網(wǎng)絡通訊涉及PROFINET通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡通訊。

 

四、 技術(shù)性能

 

1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±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：＜0.5kVA

 

4. 重    量：100kg

 

5. 外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm

 

6. 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S7-1500單元、S7-1200單元、ET200SP單元、變頻調(diào)速單元、小車運動控制單元、、實訓組件、電工基礎實訓單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、交流電機等組成。

 

1. S7-1500單元

 

S7-1500單元主要由主機1511T，帶顯示屏的 T-CPU；工作存儲器可存儲 225 KB 代碼和 1 MB 數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時間 60 ns；4 級防護機制，工藝功能：擴展運動控制，閉環(huán)控制，計數(shù)與測量；跟蹤功能；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級 PROFINET V2.3，雙端口，智能設備，支持 MRP、MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，開放式用戶安全通信，S7 通信，Web 服務器，DNS 客戶端，OPC UA 服務器數(shù)據(jù)訪問，等時同步模式，路由功能；運行系統(tǒng)選件，固件版本 V2.5

 

2. S7-1200單元

 

S7-1200單元主要由主機1215C和信號轉(zhuǎn)接板組成。

 

主機1215C,125 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個高速計數(shù)器和 4 個脈沖輸出；信號板擴展板載 I/O；多達 3 個用于串行通信的通信模塊；多達 8 個用于 I/O 擴展的信號模塊；0.04 ms/1000 條指令；2 個 PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信

 

3. ET200單元

 

帶工作存儲器的 CPU（代碼 100 KB，數(shù)據(jù) 750 KB）；位指令執(zhí)行時間 72 ns；4 級防護機制，工藝功能：運動控制、閉環(huán)控制、計數(shù)與測量，跟蹤；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級 PROFINET V2.3，3 個端口，智能設備，MRP，MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，安全開放式用戶通信，S7 通信，Web 服務器，DNS 客戶端，OPC UA 服務器數(shù)據(jù)訪問，恒定總線循環(huán)時間，路由；運行時選項；

 

4. 觸摸屏單元

 

觸摸屏單元采用西門子KTP700 Basic 7寸彩色觸摸屏，用于1500主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。

 

5. 以太網(wǎng)交換機

 

以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機，自帶5個雙絞線端口，RJ45 接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓撲結(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。

 

6. 變頻調(diào)速單元

 

變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列G120變頻器，三相380V供電，輸出功率0.55KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；集成12路數(shù)字量輸入，8路模擬量輸入；具備過電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過熱保護，短路保護等。

 

7. 小車運動控制單元

 

主要由運動小車（伺服電機驅(qū)動）、同步帶輪傳動機構(gòu)、步進電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)運動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、報警運行控制、點動控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。

 

8. 實訓組件

 

實訓組件主要由電源掛箱虛實結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求增加不同掛箱。

 

電源掛箱提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實訓掛箱和電機實訓單元提供動力源；設有啟動停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護。

 

9. 二維絲桿控制單元

 

二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動組成。

 

伺服驅(qū)動用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)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(huán)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(qū)動用于控制X軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓DC24V，輸出功率35W；內(nèi)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。

 

10. 電工基礎實訓單元

 

電工基礎實訓單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、按鈕等組成，用于電機正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實訓。

 

11. 三相交流電機

 

交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率40W，頻率50HZ，絕緣等級E級。