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SB-P10PLC可編程控制器、單片機開發(fā)應用及變頻調(diào)速綜合實訓裝置
一、概述:
PLC可編程控制器、單片機開發(fā)應用及變頻調(diào)速綜合實訓裝置集單片機、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、仿真教學軟件、模擬控制實訓掛箱、實物與于一體，綜合性強、功能齊全。
單片機開發(fā)應用部分功能強大、實訓內(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練。PLC部分可直觀地進行基本指令訓練,多個應用廣泛的PLC實際應用模擬和實物控制訓練，同時也為了高層次的設(shè)計開發(fā)實驗實訓提供良好的條件：為了結(jié)合教學要求,設(shè)計過程參考國內(nèi)多種教材，從中精選最具典型性的實訓項目，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練。變頻器選用應用廣泛的西門子變頻器，帶有R485通信接口，可完成變頻調(diào)速技術(shù)課程的相關(guān)教學實訓。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
1、PLC可編程實驗屏
2、PLC可編程控制器操作桌
3、PLC實驗模塊
4、編程應用軟件
5、PLC及轉(zhuǎn)接通訊電纜
6、電腦（用戶自備或代購）
三、PLC可編程控制器實驗臺
（一）功能、特點
1）實驗臺包括
A．直流電壓：0～10V可調(diào)輸出；直流電流：0～20mA；
B．～220V通過安全插座輸出
C．三相四線380V輸出，由三只電壓表指示輸出電壓
D．+24V/1A直流穩(wěn)壓電源輸出
E. ±5V/1A直流穩(wěn)壓電源輸出
F. ±12V/1A直流穩(wěn)壓電源輸出
2）PLC主機及實驗模塊的輸入輸出端口均已引到面板上。采用插拔式自鎖線連接實驗，輸入可以接模擬輸入開關(guān)、行程開關(guān)或光電開關(guān)等。輸出可以接面板上的指示燈、數(shù)碼管和繼電器、直流電機和蜂鳴器，還可以與演示裝置相連接，可應用實際的工業(yè)控制。
3）實驗臺本身帶有24V/2A的電源。可以直接用于輸出負載或與演示裝置接口或與其它對應裝置相連。
4）實驗臺結(jié)構(gòu)采用掛箱式，便于實驗項目擴展和用戶第二次開發(fā)。
5）可完成PLC控制原理基本實驗、應用實驗以及用于真正的工業(yè)控制。
6）PLC主機配置
（1）配置西門子S7-200 CPU226主機，集成數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入16路數(shù)字量輸出）485通信口、PC/PPI通信編程電纜。
（二）實驗項目
1)PLC基本技能實訓
1.PLC認知實訓
2.PLC仿真實訓
3.跳轉(zhuǎn)、分支功能實驗
4.移位寄存器實驗
5.數(shù)據(jù)處理功能實驗
6.微分、位操作實驗
7.與、或、非邏輯功能實驗
8.定時器、計數(shù)器功能實驗
2)PLC模擬控制應用實訓
1.數(shù)碼顯示控制
2.搶答器控制（優(yōu)先級、數(shù)值運算，具有聲效功能）
3.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）
4.音樂噴泉控制（具有聲效功能）
5.十字路口交通燈控制
6.水塔水位控制
7.自動送料裝車系統(tǒng)控制
8.四節(jié)傳送帶控制
9.裝配流水線控制
10.多種液體混合裝置控制
11.自控成型機控制
12.全自動洗衣機控制（具有聲效功能）
13.自控軋鋼機控制
14.郵件分揀機控制
15.自動售貨機控制
16.機械手控制
17.四層電梯控制
18.加工中心控制
19.步進電機PLC控制
20.三相鼠籠式異步電動機點動控制和自鎖控制(實物)
21.三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)控制(實物)
22.三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)控制(實物)
23.三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動控制(實物)
24.MSGS組態(tài)棒圖實驗教學,利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以上任何實驗進行動態(tài)跟蹤教學實驗
25.針對實驗項目的具體要求，學生自行編輯組態(tài)棒圖進行實驗。
3）PLC、變頻器綜合應用技能實訓
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.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)
10.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制
11.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速
4)單片機實驗內(nèi)容
1.跑馬燈實驗
2.獨立按鍵輸入實驗
3.矩陣鍵盤接口實訓
4.光電耦隔離輸入輸出實驗
5.金屬檢測實訓
6.繼電器隔離控制實驗
7.靜態(tài)數(shù)碼管顯示實驗
8.動態(tài)數(shù)碼管顯示實驗
9.蜂鳴器演奏實驗
10.8255芯片擴展IO口實驗
11.液晶顯示模塊控制實訓
12.點陣LED屏漢字顯示實驗
13.AD轉(zhuǎn)換實驗14.DA轉(zhuǎn)換實驗
15.LM35溫度傳感器采集實驗
16.IIC總線IC卡存儲實驗
17.EEPROM芯片24系列存儲實驗
18.外部中斷光電計數(shù)控制電機實訓
19.定時器中斷控制電機實訓
20.開環(huán)步進電機控制實訓
21.閉環(huán)交直流電機系統(tǒng)實驗
22.閉環(huán)步進電機系統(tǒng)實驗
23.恒溫室控制系統(tǒng)實驗
24.PS鍵盤通信實驗
25.RS232通信實驗
（三）技術(shù)參數(shù)
◆輸出電壓：直流24V，電壓表指示
◆利用應用軟件編程
◆電源輸入：交流220V，50Hz
◆電流 ≥2A，電流具有過載保護
◆外形尺寸：160×70×150 cm3
四、PLC可編程控制器實驗裝置
1、該裝置是為了配合PLC可編程控制器實驗臺使用而設(shè)計的外接演示裝置。它由LED發(fā)光二極管、大型 LED數(shù)碼管、直流電機、步進電機等執(zhí)行機構(gòu)用其他外圍電路模擬實際工業(yè)控制過程中的狀態(tài)，它形象生動的演示了PLC的整個執(zhí)行過程。通過該裝置，可以鍛煉學生的動手能力，能夠形象生動的執(zhí)行機構(gòu)驗證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實際應用，增強學生對PLC的學習興趣。該裝置在演示屏上位置可任意移動、互換。
2、PLC實訓模塊
|
序號 |
編號 |
控制對象實訓模塊 |
實訓教學目標 |
|
1 |
SX1 |
搶答器/音樂噴泉/基礎(chǔ)實驗 |
通過對搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時序的監(jiān)視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對音樂噴泉控制系統(tǒng)中“水流”及音樂的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫方法。基礎(chǔ)實驗提供復位型按鈕8個、紐子開關(guān)16個、LED指示燈24個。 |
|
2 |
SX2 |
裝配流水線/十字路口交通燈 |
通過對“生產(chǎn)流水線”順序加工過程及十字路口交通燈路況信號控制，掌握順序控制指令的編寫方法。 |
|
3 |
SX3 |
水塔水位/天塔之光 |
通過對“水塔水位”和“儲水池水位”變化過程的判斷，了解簡單邏輯控制指令的編寫方法。通過對天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。 |
|
4 |
SX4 |
自動送料裝車/四節(jié)傳送帶 |
通過對傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對貨物在自動送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復雜邏輯控制指令的編寫方法。 |
|
5 |
SX5 |
多種液體混合裝置 |
通過對“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時攪拌時間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時器指令的編寫方法。 |
|
6 |
SX6 |
自動售貨機 |
通過對用戶投幣數(shù)目的識別和自動售貨機中各種“貨物”的進出控制，掌握各種計數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。 |
|
7 |
SX7 |
自控軋鋼機/郵件分揀機 |
通過對自控軋鋼機和郵件分揀機材料（“鋼錠“郵件”）來料數(shù)量、來料類別識別及對各種執(zhí)行器（例如“電機”）啟停時序的控制，掌握數(shù)值運算指令及中斷指令的編寫方法。 |
|
8 |
SX8 |
機械手控制/自控成型機 |
通過對機械手停留“位置”及自控成型機各方向“液缸位置”的控制，掌握一個完整工業(yè)應用系統(tǒng)中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。 |
|
9 |
SX9 |
加工中心（實物） |
通過對加工中心中各方向“電機”運行方向及“刀庫”進出刀、換刀過程的控制，掌握一個完整工業(yè)應用系統(tǒng)中的較復雜邏輯控制的編寫能力。 |
|
11 |
SX11 |
步進電機（實物） 步進電機系統(tǒng)由驅(qū)動電路、步進電機、刻度盤、指針等組成； |
通過利用PLC對步進電機的控制，初步了解步進電機方向、拍數(shù)的控制及直線運動檢測、定位控制。 |
|
12 |
SX12 |
自動洗衣機/電鍍生產(chǎn)線 |
通過對洗衣機進出水時間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不同溶液的時間、方式、先后順序的控制，掌握多點PLC控制系統(tǒng)的綜合應用能力。 |
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13 |
BP1 |
變頻器實訓組件：配置西門子MM420 0.37KW變頻器，帶有RS485通信接口及BOP操作面板 |
初步具有綜合應用變頻器的能力，了解變頻調(diào)速在實際中的應用，掌握變頻器與PLC之間USS通信協(xié)議的建立連接方法。 |
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14 |
DJ |
三相鼠籠異步電機 |
交流380V/△/Y |
3、單片機實訓模塊
|
序號 |
型號 |
數(shù)量 |
單位 |
模塊包含內(nèi)容 |
|
1. |
MCU-01顯示模塊 |
2 |
塊 |
該模塊無論從最基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到最高級的LCD顯示屏都包含在內(nèi)。具體配置為8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數(shù)碼管動態(tài)顯示、16×32點陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機常用的顯示器件全部包含在內(nèi)，使學習者可以接觸所有的顯示方案，設(shè)計人機界面時可以得心應手。 |
|
2. |
MCU-02繼電器模塊 |
1 |
塊 |
繼電器是常用的執(zhí)行元件，也是常用的隔離元件，它能用低壓控制高壓電路，遠程切換強電電路狀態(tài)優(yōu)點，同時它的執(zhí)行元件又是一個線圈，在通電及斷電時會產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器，每個繼電器的開關(guān)觸點全部引出，并明確標示；每個繼電器還設(shè)有工作指示燈，那一路繼電器在通電工作使人一目了然。六組繼電器中有兩組為AC220控制的繼電器，可以控制交流電機的正反轉(zhuǎn)及停止，通過轉(zhuǎn)換頭可以連接電子連線。另外四組為電子連線座輸出。繼電器觸點容量250V/6A、DC28V/12A |
|
3. |
MCU-03指令模塊 |
1 |
塊 |
指令模塊上放置了單片機常用的輸入元件，其中有8個獨立鍵盤接口，8路8位開關(guān)量輸入，4*4矩形鍵盤接口，可以滿足學生從基礎(chǔ)到高級，從簡單到復雜的實訓要求。如果用戶需要更多的按鍵或需要更為復雜的設(shè)計，則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標接口進行擴展。 |
|
4. |
MCU-04 ADC/DAC模塊 |
1 |
塊 |
ADC/DAC模塊上設(shè)計了兩種轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調(diào)試程序和硬件，板載了三個功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示器和有源時鐘發(fā)生器。ADC0809實驗時可以用有源時鐘發(fā)生器作為芯片的時鐘，可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量，用8等級LED電平指示用作模擬量大小的指示；DAC0832實驗時，可以將芯片的輸出接在8等級LED電平指示器上，轉(zhuǎn)換結(jié)果是否正常一目了然。 |
|
5. |
MCU-05交直流電機控制模塊 |
1 |
塊 |
該模塊可以完成兩種電機的控制實驗，分別是24V直流減速電機和220V交流減速電機。每種電機的轉(zhuǎn)盤下面放有光電開關(guān)計數(shù)器，可以用單片機感知其位置和轉(zhuǎn)動了多少圈。每個電機控制線路中設(shè)有超程保護輸入端口，在與水平移動裝置組合實驗時可以有效保護電機和機構(gòu)的安全。 |
|
6. |
MCU-06步進電機控制模塊 |
1 |
塊 |
該模塊設(shè)有一只24V兩相步進電機和大功率步進電機驅(qū)動器。模塊改變了電機的軸轉(zhuǎn)式運行方式，采用了一個水平移動機構(gòu)，該機構(gòu)可以把電機的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運動，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實驗項目，因為在運動機構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設(shè)計了一個超程保護電路，當機構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關(guān)閉電機電源，避免機構(gòu)超程損壞。直線運動機構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢狀態(tài)。 |
|
7. |
MCU-07傳感器配接模塊(4路傳感器接口) |
1 |
塊 |
傳感器配接模塊是專為傳感器的配接和電氣隔離而設(shè)計的一塊電路單元，該單元共有兩組16路光電隔離IO口，每個光電隔離IO口均可仿PLC與24V電源供電的傳感器連接。并配有四路傳感器轉(zhuǎn)換接口用于工業(yè)傳感器的連接。 |
|
8. |
MCU-08擴展模塊 |
1 |
塊 |
因為82C55的控制方式仍有學習價值，目前在許多教材中仍有它的身影，擴展模塊能滿足實驗的需求；82C55的三個端口全部引出，可以用電子連線連接，也可以用排線連接�？刂贫伺c數(shù)據(jù)通信口安排在一起，整體布局美觀大方。另設(shè)有一片74LS245芯片，可以用來與82C55組合起來完成不同的實驗功能。 |
|
9. |
MCU-09溫度傳感器模塊 |
1 |
塊 |
該模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數(shù)字量溫度傳感器18B20和模擬量溫度傳感器LM35。LM35器件還加有運算放大器，放大的模擬量可以提高測量精度。每種傳感器都有透明外殼加固保護，內(nèi)有大功率加熱電阻，加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚�？梢杂脕碜龊銣乜刂疲瑴乜仄鞯葘嶒�。 |
|
10. |
偉福J.MasterII仿真器 |
1 |
臺 |
支持大多數(shù)ISP協(xié)議包括：I2C、SPI、UART、BDM、MW、JTAG、CAN等 支持中/英文界面，上位機軟件界面及編程器LCD顯示中文還是英文，由上位操作系統(tǒng)決定的，上位機操作系統(tǒng)為簡體漢字時，使用簡體中文界面，否則使用英文界面。 支持標準MCS51、STC12/15系列以及目前大部分主流的具備JTAG/SWD調(diào)試接口的MCU，支持Wave、Keil uVision4/5, ADS1.2調(diào)試平臺，Wave調(diào)試環(huán)境支持中英文。 |
4、電腦（用戶自備或代購）
五、配置清單
|
名稱 |
單位 |
數(shù)量 |
備注 | |
|
電源、信號源、儀器控制屏 |
臺 |
1 |
||
|
實訓考核桌 |
張 |
1 |
||
|
PLC實訓模塊 |
塊 |
1 |
掛箱一 |
音樂噴泉/搶答器/基礎(chǔ)實驗 |
|
掛箱二 |
裝配流水線/交通信號燈/自動供水/天塔之光 | |||
|
塊 |
1 |
掛箱三 |
自動送料裝車/傳送帶/多種液體混合裝置/自動售貨機/自動軋鋼機 | |
|
塊 |
1 |
掛箱四 |
自動成型系統(tǒng)/機械手控制/溫度控制/直流電機控制 | |
|
塊 |
1 |
掛箱五 |
郵件分檢系統(tǒng)/步進電機的控制 | |
|
塊 |
1 |
掛箱六 |
加工中心刀具庫/洗衣機自動控制 | |
|
塊 |
1 |
掛箱七 |
繼電器控制（一） | |
|
塊 |
1 |
掛箱八 |
四層電梯的PLC控制/中間繼電器 | |
|
PLC主機掛箱 |
個 |
1 |
西門子CPU 226CN AC/DC/DC | |
|
變頻器掛箱 |
個 |
1 |
MM420 0.37KW | |
|
單片機模塊 |
套 |
1 |
見附表 | |
|
電機 |
套 |
1 |
交流380V/△/Y | |
|
PLC工控組態(tài)軟件 |
套 |
1 |
||
|
PLC編程軟件及演示程序 |
套 |
1 |
||
|
實驗說明書 |
套 |
1 |
指導學生實訓 | |
|
實驗導線 |
條 |
30 |
紅色Ф4自鎖線（100CM） | |
|
條 |
2 |
黑色Ф4自鎖線（100CM） | ||
|
條 |
6 |
黃色Ф4自鎖線（30CM） | ||
|
條 |
2 |
Ф4自鎖線（100CM） | ||
附表:單片機詳細配置清單
|
名 稱 |
型號及規(guī)格 |
|
仿真器 |
偉福J.MasterII仿真器USB通訊接口，使用KEIL軟件 |
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顯示模塊(AB共2塊) |
8位跑馬燈 |
|
8位數(shù)碼管動態(tài)顯示 | |
|
16×32點陣LED屏 | |
|
128×64繪圖液晶顯示屏 | |
|
1602字符型液晶顯示屏 | |
|
繼電器模塊 |
6路繼電器（帶驅(qū)動） |
|
指令模塊 |
PS2鍵盤接口 |
|
8個獨立鍵盤接口 | |
|
8路8位開關(guān)量輸入 | |
|
4*4矩形鍵盤接口 | |
|
ADC/DAC模塊 |
ADC0809 |
|
DAC0832 | |
|
0-5V模擬電壓輸出 | |
|
8等級LED電平指示 | |
|
有源時鐘發(fā)生器 | |
|
交直流電機控制模塊 |
24V直流減速電機 |
|
220V交流減速電機 | |
|
光電開關(guān)計數(shù)輸出 | |
|
步進電機控制模塊 |
步進電機 |
|
水平移動裝置 | |
|
閉環(huán)控制裝置 | |
|
傳感器配接模塊 |
4路傳感器接口 |
|
16路光電隔離IO口 | |
|
擴展模塊 |
8255芯片，74LS245芯片 |
|
溫度傳感器模塊 |
18B20/LM35 |
|
RS232通訊線 |
RS232通訊線 |
|
ISP編程線 |
ISP編程電纜 |
|
排線 |
排線 |
|
電子連線 |
實驗連線 |
|
接近開關(guān) |
接近開關(guān) |
