1 概述
PLC(Programmable Logic Controller)可编程控制器是以微控制器基础发展起来的新型工业控制装置。它以体积小、功能强、可靠性高以及应用安装方便的特点,很快在我国的工业控制中占据了主导地位,并且不断的发展。根据这一发展形势,国内各大中专院枝、各类职业技术学校都将PLC教学纳入教学任务,作为电子、气以及工业自动化类专业的一门必修课。
2 系统特点
PLC综合实训系统具有以下特色:
1可提供很多真实对象
不同于其他厂家,完全由小型系统组成的实验对象,提供了多个真实模型,包括:小车直流电机控制系统(闭环)、温度控制系统(闭环)、变频器调速控制系统、伺服控制系统、PLC的基本通讯系统等等。其中基本通讯包含了自由口通讯、modbus通讯、USS通讯、TCP/IP通讯等,与第三方的现场控制器,采集器进行读写数据操作。
2提供真实接口仿真对象
本系统通过IO板卡或者模块和10寸触摸屏联机。编写背景软件,实现基本的控制实验。包括:交通灯、天塔之光、水塔水位控制、液体混合控制、无人售货机、三层电梯、机械手控制、电机星三角启动、邮件分拣、多级皮带输送机、电位器电机调频等。该软件能够输出真实信号,采集PLC的信号,显示在屏幕之上,包含了数字量输入,数字量输出,模拟量输入,模拟量输出,高频脉冲输出等。
3 先进的功能、工程化应用
实验对象包括了实际工程的典型应用,可以提供HMI触摸屏、组态、总线通讯、总线组网等。提供的AI/AO功能,使用PLC 的PID控制策略,从而完成单回路闭环控制。本实验装置基本上涵盖了PLC的所有指令与功能。
4 功能扩展方便,免维护。
该实验装置配大量小对象软件,如果有好的创意应用,可以方便增加对象画面,I/O接口任意配置,不影响其他功能使用。对象清晰、动画显示,不需要对设备通入较大维护费用,模块通用,易恢复,便于设备之间串用。
5 服务专业化
对象控制例程软件、HMI组态软件、对象监控例程软件、对象仿真软件等一系列丰富的软件资料供学生学习,多种参考,多种应用,短期可以成为编程高手。
6 模块化、独立性、安全
设备的各个模块独立,互不干扰,可随意更换PLC控制器或者其他控制器直接控制。设备台面均采用弱电,直流24V电压操作,漏电保护,直流电机、交流电机做减速处理。
7 支持自动化管理系统
可以增加自动化管理系统,从而满足多个同学使用一个设备的要求,如果PLC支持以太网,则可以自动为学生分配PLC,并进行排队授权管理。
3 型号和产品形式
MCY80提供了多种PLC主机,模块、触摸屏,小对象,全覆盖PLC指令。
MCY80,台式PLC实验系统,模块可以自由更换。实验台外形尺寸:1400×700×1700(长,宽,高),有轮子,方便移动。整体供电1KW左右。
MCY80H,孔屏形式的PLC实验系统,具有小型真实对象,并外挂独立对象。
如图所示
箱式
立孔屏式
台式
基本小对象是采用真实控制,动画模拟!
4 PLC实训系统
4.1 概述
箱式PLC实验系统,产品紧凑, 分PCB板式,触摸屏式,提供了最多可能的接口和模拟对象。建议为S7-200,CPU224,或者SMART200。
4.2 模拟对象
1、基本指令的编程练习
这是最基本的模块,提供16个发光管输出指示,16个输入按钮,其中8个为拨码开关。
2、十字路口交通灯控制
实现东西南北12个灯,两个车灯的控制。通过对工程实例的模拟,熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。熟悉计时和比较指令的应用。
3、 LED数码显示
熟悉计数器编程,以及BCD码指令的应用。
4、 生产流水线模拟系统
传送带共有3个工位,工件从1号位装入,分别在A(操作1)、B(操作2)、C(操作3)三个工位完成三种装配操作,经最后一个工位后送入仓库;其它工位均用于传送工件。 模拟对象更加复杂,从而初步了解工业应用。
5、电位器调频模拟控制
通过对工程实例的模拟,熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。熟悉模拟量控制编程方法。
6、 液体混合装置控制的模拟
本装置为两种液体混合装置,SL1、SL2、SL3为液面传感器,液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制,M为搅匀电机 。通过对工程实例的模拟,熟悉液体混合装置的控制方式及其编程方法 。
7、 机械手动作的模拟
实验模拟一个将工件由A处传送到B处的机械手,上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电,就一直保持现有的机械动作,例如一旦下降的电磁阀线圈通电,机械手下降,即使线圈再断电,仍保持现有的下降动作状态,直到相反方向的线圈通电为止。另外,夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成,线圈通电执行夹紧动作,线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关。
8、 四节传送带的模拟
模拟了四个依次连接的传送带。要求起动时先起动最末一条皮带机,经过5秒延时,再依次起动其它皮带机。停止时应先停止最前一条皮带机,待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。要求系统控制某条皮带机发生故障时的操作模式,以及停机开机的操作流程。
9、天塔之光
简单的时序控制。
10、电机星三角切换启动模拟系统
通过对工程实例的模拟,熟悉三相笼型异步电动机的降压启动方式。 练习PLC控制电机的操作。
11、轧钢机控制模拟
模拟了轧钢机操作流程。具有START按键,以及轧钢机的三个电动机控制。系统循环直到STOP键按下,所有灯灭。通过对工程实例的模拟,熟悉PLC计时器、计数器及置位、复位指令。
12、邮件分拣实验系统
邮件分拣流水线是一个典型的流水线操作。模拟了四种邮件类别,然后依据类别,启动分拣操作。还提供了开始按钮START和STOP按钮。通过该模块了解PLC对流水线的控制。
13、小车控制模拟
一个典型的机电设备操作范例。包括了START按键时,MODE设置开关,并模拟了自动仓储操作。系统往复运行,直到有STOP按下。自动模式下,不用等待键按下,全程自动运行。
14、 水塔水位控制
通过水塔水位控制,熟悉上升、下降沿的触发及置位、复位指令。
模拟了一个水塔供水系统,包括水池水位判定,水塔水位判定,以及上水水泵,水泵的运行依赖于两个水位。
15、三层电梯
模拟了三层电梯,包括轿箱内呼,各个楼层的外呼,上下电机等等。
以上除基本实验外,还可以增加!只需要在触摸屏内更显软件接可以
4.3 小型真实对象
1、温度控制模块
可以用于PLC控制系统、单片机控制系统,以及其他控制系统的教学演示。系统主要由1个风扇电机,加热模块,测温单元组成。测温单元为pt100,以及变送器,提供4-20毫安输出,系统通过冷却风扇具有加负载的功能。
调压器,采用2-10V控制(如果是4-20毫安控制则增加500欧姆电阻)。建议用户两种方式只能选一个。
加热器24V,35W。配置PT100热电阻。
负载为散热,如果开启风扇,则改变了散热功率,从而改变了负载。风扇直接通过手动直流调速改变。
2、直流电机调速模块
系统主要由两个直流风机,直流调速电路组成。测速单元为码盘和进口的测速光电偶合器件组成。通过系统具有加负载的功能,为了减低噪声,负载通过逆向风阻来实现。
调速器采用0-10V控制(如果是4-20毫安控制则增加500欧姆电阻)。建议用户两种方式只能选一个。
系统控制框架如图所示。
3、变频器交流调速控制实验系统。
提供风机负载,三相,可以实现正反转等控制。如果提供MM420变频器。依据需要可以提供Profibus接口。还可以提供三菱FR520S变频器调速。变频器模块具有运行、停止、调节,正反转等操作装置。
和A7003不同,这个对象将安装在挂箱和孔屏上。
4步进电机驱动控制
提供了步进电机驱动器和一个24V1.5A,42步的步进电机,可以实现对步进电机的定位控制,设置启动/停止,方向控制。码盘刻度指示步进电机转动角度。
5 伺服控制
伺服驱动器选择西门子的V90,100W,定位滑动丝杆500cm,左右限位,可以实现,高精度定位。通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。
6通讯控制
通讯控制主要是学习PLC通讯指令,自由通讯相关指令,标准MODBUS相关指令,TCP/IP通讯相关指令的使用。系统配置了三块现场智能检测仪表,温度和湿度仪表,分别支持,自定义的RS485协议,MODBUS协议,和以太网通讯的TCP/IP协议。学生可以通过编写相关程序,与仪表通讯,读取采集量,显示在上位机上。
7接口应用
真实接口,软件模拟,下面是真实接口,接到真实PLC中,有模拟量,数字量,高速脉冲等。下图为自动售货机案例!
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