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CSYXS-PLC-电机控制与原理认知实验系统

发布时间:2022-08-31 00:06:11 来源:od官网下载 作者:od最新版APP

详细内容:

  

  本系统主要包括PLC实验系统、电动机控制实验系统和电机原理认知实验系统三部分。电机控制实验系统以PLC为控制核心,配以各类电动机完成相关实验。PLC实验系统包括各类实验模块,用于完成PLC编程及外设检测控制实验。在进行设计时,可以将PLC实验系统和电机控制实验系统做成一体,合成为PLC及电机控制实验系统。电机原理认知实验系统主要用于电机内部结构认知及原理演示实验。

  可编程控制器是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机,在发射控制领域中的执行机构控制、通信以及数据处理等方面应用广泛。PLC系统学习具有理论与实践并重的特点,通过编程实验完成系列实验项目,使学员直观感受相关控制过程及现象。本系统以PLC为控制核心,变频器、开关量、模拟量等实验资源,可实现PLC系统相关编程实验。

  实验系统采用模块式结构设计,集可编程控制器、PLC编程软件、仿真实训教学软件、实训模块、实物、电机实操板等于一体,可直观地进行PLC的基本指令练习、多种场景PLC应用的模拟及实物控制。

  (1)输入电源:三相四线)外形尺寸:1780mm×705mm×1470mm(长宽高各自偏离不大于5%)

  (4)安全保护:具有漏电、过压、过流、欠压、过载等安全保护等功能,安全符合国家相关标准。

  1、采用积木组合式结构配套组态监控软件、仿真实训教学软件,实现仿真化、信息化、网络实训教学,体现实训教学的科学性和系统性。

  2、项目实训模块:利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制实训,完成学生认知、设计、安装、调试、检修等多种技能实训。

  3、基于现场总线的组态监控实训教学:通过现场总线网络,将实训装置(从站)PLC和主站PLC进行1:N通信。从站的PLC运行控制对象的程序,利用工控网络集中监控的功能,主站PLC可以对任意一台从站PLC进行实时监控,符合现场控制的要求。学生独立通过PLC完成对各种实训对象的控制,并进行组态实时监控(1:1通信)。

  4、仿真实训教学:通过虚拟环境实时显示PLC运行状态,也可以实现PLC接线,错误检查,编程训练、程序编写测试等功能。

  序号名称主要参数数量备注1实训平台1.根据现代电气控制系统的实训功能及特点要求,实训装置采用平面开放式结构,能很好的满足不同的教学实训项目,对单一的、综合的、复杂的、创新的实训项目均能很好的开展;

  2.平台主体框架选用标准铝型材和优质冷轧钢整板组合而成,表面采用亚光密纹喷塑处理;

  3.配置多功能网板与专用安装卡扣。1套 2电源控制配置三相五线交流电源,经漏电总开关控制,经一键式智能启电路控制通断,并设有三相数字电压表指示电压,具有缺相/断相指示。1套 3交流电源三相380V及220V交流输出一组,带过夺压、过载、短路保护及报警锁止输功能。1套 4直流电源设有0-15V、0-10mA直流信号源, 输出软截止保护。1套 5直流仪表设有量程100V、200mA外测仪表,并设有量限保护。1套 6一键式电源管控单元可实现电源控制,不接受采用线圈、互感器作为反馈检测的单元电路。1套 7控制屏(1)铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板;配有工业铝型材框架,用于安放挂箱模块

  提供有实验所需的AC380V、AC220V电源接口,实验线路用交流电源设有短路保护功能

  直流电压≥10V,可调输出;直流电流0~20mA,可调输出;直流数字电压表/电流表:电压表量程0~200V、精度0.5级,电流表量程0~200mA、精度0.5级;同时设有DC24V、DC5V电源,LED数码管、方向指示器、LED指示灯等。1套 8实验桌采用钢质框架结构,电脑桌联体设计。桌面采用防火、防水、耐磨高密度材料,厚度≥25mm;桌体采用快速拼装结构。配有带刹车万向轮,方便移动布局;带锁存储柜1个,便于存放器件。1套 9PLC主机模块采用主流PLC主机(具体品牌型号待合同签订后协商),集成数字量I/O(14路数字量输入/10路数字量输出)、RS-485通信口,6路高速计数器,配有下载线开放网孔板组件开放式结构设计,学员可观察到真实器件,可灵活搭配组合电气元件;集成中间继电器、交流接触器等元件;完成PLC逻辑编程与实际继电控制的结合;可使学员掌握电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。主要器件配置见下附表清单。1套 11★变频器模块采用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电机转速,主要由整流、滤波、逆变、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。具有过流、过压、过载等保护功能。带有RS485通信接口、变频器电源:220V电源供电;0.37KW;输出频率:0~599 Hz,精度0.01Hz;控制模式:V/f,V2/f,多点V/f,FCC(磁通电流控制);具有模拟量输入/输出端口;数字量输入/输出端口。面板上将所有功能端子引出,可直接控制电力拖动单元器件,输出电压可通过软件进行配置,通过对开关量的数据采集转换成模拟信号输出,配有多段速数据采集及控制软件,可通过上位机对数变频数据进行操作、采集和控制。1件 12工业触摸屏模块触摸屏主要参数:7TFT液晶屏;LED背光灯;线M内存;通信接口:RS232/RS485/USB(至少主从各1)/以太网(自适应)。1件 13电气控制模块配置有低压电气元器件,可完成典型的电力拖动控制实训,配有低压断路器、熔断器、交流接触器、热过载继电器、时间继电器、行程开关、主令控制器等实训所需器件,所有器件安装在面板表面,可以很直观的看它们的动作情况。1套 14★闭环模块具有转速、频率、计数、V/f测量及编号器放大输出等功能。要求通过面板按钮可设置读取转速、频率、计数功能,V/f曲线比例可设置,要求配置一组编码信号的隔离放大电路,用于驱动外部实验部件。配置有上位机软件。基于RS485通信接口。能够实时观察转速、频率、点数等硬件参数,具有图表设置功能、图表保存打印功能、图表缩放移动功能等。1套 15运动控制实物模块配置有伺服驱动器,伺服电机、雷赛步进电机驱动器和步进电机,直流电机和控制器,配有完成实验所需的电源、连接电缆。1套 16“抢答器”模块(1)挂箱模块式结构设计,面板尺寸202*298*2mm(长宽高偏离5%以内),配有100mm宽手柄,方便取放;金属材质箱体。

  (2)抢答器单元:抢答键至少4个,控制接口≥17个;通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制,掌握条件判断控制指令的编写方法;

  (3)音乐喷泉单元:控制接口≥11个,通过对音乐喷泉控制系统中的“水流”及音乐的循环控制,掌握循环调用指令的编写方法。1件 17“装配流水线/十字路通灯”模块(1)挂箱模块式结构设计,面板尺寸202*298*2mm(长宽高可各自偏离5%以内),配有100mm宽手柄,方便取放;金属材质箱体。

  (2)装配流水线个,十字路通灯单元信号接口≥9个,通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路通灯路况信号的控制,掌握顺序控制指令的编写方法。1件 18“自动送料装车/四节传送带”模块(1)挂箱模块式结构设计,面板尺寸202*298*2mm(长宽高可各自偏离5%以内),配有100mm宽手柄,方便取放;金属材质箱体。

  (2)信号接口≥20个,通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制,掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。1件 19“三层电梯”模块(1)挂箱模块式结构设计,面板尺寸202*298*2mm(长宽高可各自偏离5%以内),配有100mm宽手柄,方便取放;金属材质箱体。

  (2)控制接口≥20个,通过对一个完整的三层电梯模型的综合控制,初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。1件 20模拟应用控制模块可完成数码显示控制、水塔水位控制、天塔之光控制、自动售货机控制、邮件分拣机控制、机械手控制、自控成型机控制、自动洗衣机、空气压缩机控制、自动扶梯控制、隧道风机等实训项目1套 21三相鼠笼异步电机AC380V/△1台 22测速安装组件配光电测速功能,可与三相鼠笼异步电机及变频器配合,完成电机的变频调速控制1套 23步进电机配有步进电机驱动器模块,配套有滚珠丝杠滑台对象部件(含直线导轨、接近开关、刻度标尺等),实现步进电机的自动往返、角度控制、定位控制等实验1套 24伺服电机伺服电机额定转矩1.27N·M,转速3000r/min,功率0.4kW;配有伺服电机驱动器模块,与配套的滚珠丝杠滑台对象部件(含直线导轨、接近开关、刻度标尺等)实现伺服电机的自动往返、角度控制、定位控制等实验。1套 25直流电机直流电机额定工作电压220VDC,配有直流电机驱动器模块,PWM脉宽调制,AC220V输入,220VDC输出,额定输出电流4A,可由标准信号控制1套 26交流电流显示模块带交流电流变送功能1套 27导线架用于悬挂和放置实训专用连接导线,独立落地放置,四面挂线,设有五个万向轮,造型美观大方。1套 28资料U盘包含编程软件、相关实验指导书、PLC样例程序代码等。1个/批 29实训导线专用实验实训导线:采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能),里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线,达到超软目的,外包丁晴聚氯乙烯绝缘层,具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点,插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片,接触优良1套 30电脑编程及监控系统CPU:不低于i5-9500系列

  序号名称型号与规格数量备注1空气开关极数3P,电动机保护型,额定电流0.63-1A,额定短路分断能力不小于1.5kVA1个 2三相保险丝座极数3P,配3A保险丝1个 3直插式保险丝座带2A保险丝1个 4交流接触器AC220V/9A3个 5辅助触头2NC/2NO2个 6热继电器0.63-1A1个 7热继电器座与热继电器配套1个 8通电延时时间继电器AC220V,0~60s1个 9时间继电器座与时间继电器配套1个 10接线节,外壳ABS阻燃,额定工作电流25A,螺丝安装固定3个 11导轨G型1套 12导轨DIN351套 13按钮开关盒3位,配装黄、绿、红三个通用按钮开关1套 14按钮开关盒2位,配装绿、红两个通用按钮开关1套 15行程开关1NC/1NO2个 16网孔专用固定卡件与网孔板配套,方便器件安装190个 17不锈钢自攻螺丝M4×2590个 18导线线工具包含数字万用表、电烙铁、小十字螺丝刀、小一字螺丝刀、中十字螺丝刀、中一字螺丝刀、剥线钳、斜口钳、工具箱等常用工具。1套 21中间继电器4NO/NC,DC24V3个 22接线端子排多功能,配固定器等辅件1套 23开放式网孔安装板 1块

  2、3D虚拟仿线)学员可以在标准的PLC或其他运行环境的编程环境编写好控制程序后,编译下载到软PLC、单片机或其他上进行仿线)虚拟仿线D虚拟环境,且具有AI智能音效,运行时现场音效大小随距声源的距离变化而变化。

  (3)硬件集成不低于16路数字量输入/16路数字量输出,支持3路编码器输入/3路脉冲输出,可根据用户PLC类型不同选择输入输出的有效电平;支持3路模拟量输入/2路模拟量输出;支持RS232或RS485通讯和采集卡模块接口扩展。

  (4)★系统中集成有各类元素,库中不少于138个元件,种类不少于30种,至少集成传送带、机器人、气动缸、汽车、电梯、人、相机、RFID标签、围栏、变频器、叉车、两轴变位机、伺服电机、丝杆、型材、传感器、普通按钮、急停按钮等,元件之间支持装配固定,标准化场景不少于传输线基础控制、传输线装配控制、传输线阻挡控制、电梯控制控制、行架机器人码垛控制、桁架机械手上下料控制、红绿灯控制、立体仓库控制、立体车库控制、流水线并线控制、流水线分拣控制、线轨控制、液位控制(模拟量PID控制)13个,元件库中的模型和元素都可以拖动到场景中,元素和模型可以进行深化自由搭建。

  (5)支持3D建模导入,导入模型至少支持FBX、STL、OBJ、3D常用格式文件,可根据现场实物建模,导入虚拟环境,配合原有库的元素可实现虚实同步,使现场走进实验室。

  (6)元件库中的元素和模型支持第一人称360度无死角观看,可进行放大缩小,视角支持前进(W 键)、后退(S 键)、左移(A 键)、右移(D 键)、上移(E 键)、下移(Q 键)、放大镜头(鼠标滚轮)。

  (7)运行和场景搭建时可调出三视图,同时观看三种角度的运行情况,在放置元素时可自由翻转。

  (8)虚拟场景的I/O口与采集卡端口的对应关系可以自由分配,可在线强制场景中的数字量和电机的转速。

  (10)软件支持虚拟在线仿真功能,外PLC编程软件可对虚拟PLC进行编程,控制虚拟3D模型,外部PLC编程软件可进行强制和监视相应的变量。

  (13)系统可接外部信号采集盒,虚拟设备可被各种外部控制器驱动。例如:PLC、机器人、单片机、现场总线,不限规格、不限品牌。

  (14)系统支持PLC专用总线通讯,采用底层开发,系统能读取所有PLC内部资源。

  (15)系统内置已构建完成的系统范例不少于12个,包括但不限于:十字路通灯控制、传输线基本控制、传输线接力控制、多层升降电梯控制、桁架机器人机床上下料、传输线并线控制、机器人码垛、机器人搬运、传输线分捡、立库控制、立体停车库、液位控制等。

  (16)教学资源,提供一套PLC实验指导手册,至少包含12个PLC实验。学生通过学习实验指导手册,可在系统软件上直接完成PLC实验。

  PLC认知实训(软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、变频器控制技术实验

  电动机控制系统主要是用于各类电动机控制实验。本系统以PLC为控制核心,结合PLC实验系统相关设备及各类型电动机,实现电机控制各项实验。通过本系统,可完成的主要实验内容为:

  该系统包括电动机半剖模型、电动机原理示教装置,主要用于电动机内部结构展示、电动机工作原理演示。

  电动机半剖模型包括直流电动机半剖模型、三相异步电动机半剖模型、伺服电动机半剖模型、步进电动机半剖模型。以三相异步电动机、直流电动机、伺服电动机、步进电动机等实物电机为基础,采用线切割、激光切割等工艺进行局部解剖,各剖面彩色喷涂,使内外部件的机械结构和相互之间的装配关系清楚的显现,能够全面的展示各电动机的内外结构,示意图如图11所示。配套有模型展示桌,能够满足对电动机的内部结构及工作原理认知的教学需要。

  (a)直流电动机半剖模型示意图(b)三相异步电动机半剖模型示意图 (c)伺服电动机半剖模型示意图(d)步进电动机半剖模型示意图图11 电动机半剖模型示意图

  1直流电动机半剖模型1套2三相异步电动机半剖模型1套3伺服电动机半剖模型1套4步进电动机半剖模型1套

  采用工业实物三相异步电动机(额定功率≥0.55kW,额定转速≥1400rpm)进行局部解剖,各剖面彩色喷涂。

  采用工业实物直流电动机(额定功率≥0.35kW,额定转速≥1500rpm,电枢电压DC220V,励磁电压DC220V)进行局部解剖,各剖面彩色喷涂。

  3、伺服电动机半剖模型采用工业实物伺服电动机(额定功率≥0.4kW,转速≥3000r/min,额定转矩≥1.27N·M)进行局部解剖,各剖面彩色喷涂。

  采用工业实物两相步进电动机(机身长≥118mm,额定转矩≥8N·M)进行局部解剖,各剖面彩色喷涂。

  电动机原理示教实验装置包括直流电动机模型、三相异步电动机模型、伺服电动机模型、步进电动机模型、三相电动机变极与调速原理演示仪、三相电流和旋转磁场演示仪,模型包含电动机主要结构,外壳为透明材料制成,如图12所示,用于演示电动机工作原理。

  (a)直流电动机原理演示模型(b)三相异步电动机原理演示模型 (c)伺服电动机原理演示模型(d)步进电动机原理演示模型 (e)三相电动机变极与调速原理演示仪(f)三相电流和旋转磁场演示仪图12 发电机工作原理演示模型

  序号名称数量(套)1电动机原理演示平台12直流电动机原理演示模型13三相异步电动机原理演示模型14三相电动机变极与调速原理演示仪15三相电流和旋转磁场演示仪16步进电动机原理演示模型17伺服电动机原理演示模型1

  演示平台可放置演示各种电动机工作原理演示装置。配有电源控制模块,提供有AC380V、AC220V定压输出接口、三相AC380V(1.5kW)可调输出电源接口,各相交流电源电压配有LED数显指示。具有漏电保护、短路保护、接地保护等功能。

  电机主要由透明有机玻璃壳体、定子、电刷、绕组转子、转轴、轴承、电源箱等部分组成。功率约60W,输入电压220V。

  电机主要由透明壳体、绕组定子、转子、转轴、轴承、风叶,接线、三相电动机变极与调速原理演示仪

  电机采用全透明有机玻璃外壳制成,主要有绕组定子、转子、转轴、轴承、接线、三相电流和旋转磁场演示仪

  装置主要由透明有机玻璃外壳、绕组定子、转子、转轴、轴承等组成。功率约80W,输入电压AC380V。

  装置采用三相步进电动机,电动机模型均可以跟真实电动机一样运行,便于学生在实验中可以观察整个实验过程和动作。功率约8W,输入电压220V。

  装置主要由透明有机玻璃外壳、绕组定子、转子、转轴、轴承等组成。功率约80W,输入电压AC380V。

  Ø 透明电动机原理演示模型采用模具加工,一次成型,利用高精度加工工艺克服透明有机玻璃具有热塑性、容易变形及机械强度差的特点

  Ø 模型内部结构按电动机原理制作,多种材料彩色配套,防锈、防潮、防霉,模型层次透视,正确反映发电机结构