一、产品概述

    该装置是根据人力资源和社会保障部制定的“可编程序控制系统设计师”培训及国家职业标准考核大纲内容，适当增加新技术，按照职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学要求而研制的。适合职业院校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所对可编程序控制系统设计师的四、三、二级开展培训及技能鉴定。

二、研发背景

1.该装置是根据人力资源和社会保障部制定的“可编程序控制系统设计师”培训及国家职业标准考核大纲内容，适当增加新技术，按照职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学要求而研制的。

2.工业迅速发展处理器要求不断提高，教学需要与时俱进设备要不断升级，而教学还需要从基础学起，同时满足需要实验室建设重复会导致浪费资金和实验室空间。

3.一个产品需要多种加工工艺，导致工业现场设备错纵复杂，一个主机不能完成所有工作，需要多个站点进行相互配合完成。

4.不同层次的考核需要不同设备，不能有机的进行结合，有些实训完成后无法进行考量检查学生的接受程度。

三、装置特色

1.实训建设理念为一次性建设，本设备采用通用型宽展口，所有主机的I/O口都可通过扩展口引出，可以用于插接式训练，也可进行线接式实操训练；还设有两块可拆卸的网孔板可对不同层次的学生进行考核。

2.在主机选型方面由小型S7-1200 系列PLC到中型S7-300系列PLC再到大型S7-1500系列PLC，全面覆盖了西门子常用PLC类型，主机可以通过并口连接到实训区进行实训，可从基础小型PLC开始学起，再到中型PIC,最后到大型PLC，由简到繁的学习理念让学生容易接受，学习起来更加得心应手。

3.采用模块组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等，配套MCGS工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学。

4.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工业生产中典型案例的模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制。

5.仿真实训教学：通过虚拟环境实时显示PLC运行状态，模拟工业现场控制，可以进行编程训练、程序编写测试等功能。

6.模块化网络系统：网络结构主要由西门子主机S7-1500、S7-300、S7-1500构成，根据工业中西门子PLC应用历程构建了一个工业网络，网络通讯涉及PROFINET通讯、以太网通等多层网络通讯。

四、技术性能

1.输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度＜85%(25℃)  海拔＜4000m

3.置容量：＜0.5kVA

4.重    量：100kg

5.外形尺寸：1780mm×730mm×1460mm

6.安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准

五、基本配置及功能

实训装置由S7-1500单元、S7-300单元、S7-1200单元、变频调速单元、分布式I/O单元、伺服单元、电气气动单元、触摸屏单元、以太网交换机、交流电机等组成。

1.S7-1500单元

 1 个 S7- 1500 CPU 1516- 3 PN/DP , 1 MB / 5 MB；2、1 个数字量输入模块，32 DI；3、1 个数字量输出模块，32 DQ；4、1 个模拟量输入模块，8 AI；5、1 个模拟量输出模块，4 AQ；6、1 个 MMC 存储卡，24 MB；7、4 个 40 针前连接器；8、1 根以太网电缆，长 6 米；9、1 根导轨，长 482mm；10、1 个电源模块，24V/8A。

2.S7-300单元

SIMATIC S7- 300, CPU 314C- 2PN/DP COMPACT CPU WITH 192 KBYTE WORKING MEMORY, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ),1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE ETHERNET PROFINET, WITH 2 PORT SWITCH,INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, FR

3.S7-1200单元

1 个 CPU 1214C，紧凑型 CPU DC/DC/DC , 集成输入/ 输出： 14 DI 24V 直流输入，10 晶体管输出 24 V 直流， 2 模拟量输入 0 - 10V DC 或 0 - 20MA， 供电：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可编程数据存储区：50 KB；6 套软件 STEP 7 BASIC V11，单授权，软件及其文档，包含于 DVD， 两种语言(德语,英语)，WINXP， WIN VISTA 下运行；6 根预制工业以太网电缆，长度 6 米；1 个仿真模块，8 通道，仿真数字量直流输入开关；1 个模拟量输出模块 SB 1232，1 路模拟量输出， +/-10VDC (12 位) 或 0 - 20 MA (11 位)。

4.分布式I/O单元

1 个接口模块 IM155- 6PN；2、1 个底板模块，带两个 RJ45 接口；3、2 个 DI 模块，8*24VDC/0.5A HF；4、2 个 DQ 模块，8*24VDC/0.5A HF；5、1 个通讯模块，4*IO- LINK；6、5 个底板模块，信号标记版，标签条，

5.触摸屏单元

触摸屏单元采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏，用于1500主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。

6.以太网交换机

1 个工业以太网交换机 CSM1277；

1 个 C- PLUG，用于存储组态或用户数据。

7.变频调速单元

1、SINAMICS G120 控制单元 CU250- 2 PN，内置ProfiNET 通讯口，支持矢量控制，可通过 EPos 功能执行定位任务，4 个可组态的 IO 点，6 DI(可作 3 F- DI),5 DI, 3 DO(可作 1 F - DO), 2 AI, 2 AO 安全集成 STO,SBC、 SS1 安全功能可通过安全授权扩展，编码器 : D- CLIQ + HTL/TTL/SSI, 旋转变压器/HTL 通过端子接入保护等级 IP20,提供 USB 及 SD/MMC 接口；

2、SINAMICS SD 卡 512 MB ；

3、SINAMICS G120 安装小配件；

4、SINAMICS G120 智能操作面板；

5、SINAMICS G120 0.75KW 功率单元 PM240- 2 带制动斩波器, 3AC 380- 480V +10%/- 10% 47- 63 HZ；

6、3 米 USB- 电缆；

7、SINAMICS 扩展安全授权；

8、SINAMICS G120  EPos 功能执行定位任务扩展授权

8.小车运动控制单元

   主要由运动小车（直流电机驱动）、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、报警运行控制、点动控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻。

9.实训组件

   实训组件主要由电源挂箱虚实结合挂箱，挂箱区域采用开放式结构可根据需求增加不同挂箱。

电源挂箱提供AC380V、AC220V、DC24V电源，为实训挂箱和电机实训单元提供动力源；设有启动停止按钮，各相电源工作指示，具有过流、过压、短路等保护。

10.伺服控制单元

1.伺服系统套件2套，其包含：1个交流伺服电机、1个伺服电机驱动器，交流220V供电，功率为0.2KW，通信电缆等支持以太网接口和Profinet 协议，防护等级IP20。

2.扭矩测速传感器，可实现电机转速、扭矩的测量。

3.二维丝杆控制模型，主要有丝杆，导轨，滑块，加工件钣金联轴器，直线轴承，轴承等组成。

11.高频读写单元

RFID套件：包含：6台通讯模块，RF180C；可连读写器数量2；PROFINET网络；数据传输速率10-100Mbit/s；接口RS422；2个通讯模块电缆，推拉式RJ45；长度10m；2个读写器，RF340R；带集成天线；最大范围140mm；接口RS422；2个读写器，RF310R；4个读写器电缆，适用RF300；长度10m；直向连接器；20个电子标签，RF340T；工作频率13.56MHz；存储量8189字节；最大范围100mm；适用RF300。

12.水箱控制对象单元

    由有机玻璃水箱、水泵、水槽和液位传感器组成。控制信号经过功率放大电路控制水泵流量，水从有机玻璃水箱的上部进入，下部由一阀门控制水箱出水流量。液位由传感器检测，输出0-10V的液位信号，通过可编程控制器（PLC）或计算机控制，实现液位的开关和PID闭环控制。

13.电气气动单元

1、继电器单元3组

2、电信号开关单元

3、行程开关

4、磁电式接近开关

5、两位3通电磁阀

6、两位五通电磁阀

7、压力传感器，带显示

8、单项节流阀

9、气缸

14.三相交流电机

交流额定电压380V/△接法，转速1400转/min，功率40W，频率50HZ，绝缘等级E级。

15.通讯电缆及附件

Profibus总线连接器，PROFIBUS  总线电缆，安全插线，部分演示程序，实验指导书、教学资源等。

六、实训项目

（一）PLC基本技能实训

MCGS组态棒图实验教学,利用已编辑好组态棒图,对以下任何实验进行动态跟踪教学实验针对实验项目的具体要求，学生自行编辑组态棒图进行实验。

1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等）

（二）PLC虚拟控制应用实训

1.步进电机定位控制

2.步进电机的速度控制

3.步进电机的正反转控制

4.伺服电机定位控制

5.伺服电机的速度控制

6.伺服电机的正反转控制

7.伺服电机和步进电机的综合控制

（三）典型电动机控制实操实训

8.三相鼠笼式异步电动机点动和自锁PLC控制

9.三相鼠笼式异步电动机联动正反转PLC控制

10.三相鼠笼式异步电动机带延时正反转PLC控制

11.三相鼠笼式异步电动机Y/△转换起动PLC控制

（四）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

12.变频器功能参数设置与操作

13.外部端子点动控制

14.变频器控制电机正反转

15.多段速度选择变频调速

16.变频器无级调速

17.外部模拟量方式的变频调速控制

18.基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制

19.基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制

20.基于PLC通信方式的变频开环调速

21.基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习

22.基于触摸屏控制方式的数码显示控制

（五）网络通讯综合实训

23.PLC与变频器PROFINET通讯实训

24.PLC、触摸屏与变频器通信控制

25.PLC主机之间PROFINET通讯实训

26.PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训

系列产品：

变频调速实验装置

可编程控制实验装置

PLC可编程控制实验装置

工业机械手实训装置

工业自动化实训考核装置

光机电一体化实训考核装置

传感器与检测技术实验台

心肺复苏模拟人