JDGYW-02型工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)

 

一、 產(chǎn)品概述

 

工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)制定的"可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求而研制的。適合職業(yè)院校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所對(duì)可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的四、三、二級(jí)開(kāi)展培訓(xùn)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(shè)計(jì)師"培訓(xùn)及國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考核大綱內(nèi)容，適當(dāng)增加新技術(shù)，按照職業(yè)教育培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定和實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(xué)需要與時(shí)俱進(jìn)設(shè)備要不斷升級(jí)，而教學(xué)還需要從基礎(chǔ)學(xué)起，同時(shí)滿足需要實(shí)驗(yàn)室建設(shè)重復(fù)會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)資金和實(shí)驗(yàn)室空間。

 

3. 一個(gè)產(chǎn)品需要多種加工工藝，導(dǎo)致工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備錯(cuò)縱復(fù)雜，一個(gè)主機(jī)不能完成所有工作，需要多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行相互配合完成。

 

4. 不同層次的考核需要不同設(shè)備，不能有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，有些實(shí)訓(xùn)完成后無(wú)法進(jìn)行考量檢查學(xué)生的接受程度。

 

三、 裝置特色

 

1. 實(shí)訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過(guò)擴(kuò)展口引出，可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練；還設(shè)有兩塊可拆卸的網(wǎng)孔板可對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行考核。

 

2. 在主機(jī)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(jī)可以通過(guò)并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)小型PLC開(kāi)始學(xué)起，再到中型PIC,最后到大型PLC，由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來(lái)更加得心應(yīng)手。

 

3. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開(kāi)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(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

 

4. 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過(guò)程、運(yùn)動(dòng)等的控制。

 

5. 仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)：通過(guò)虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)，模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，可以進(jìn)行編程訓(xùn)練、程序編寫測(cè)試等功能。

 

6. 模塊化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由西門子主機(jī)S7-1500、S7-1200、ET200SP構(gòu)成，根據(jù)工業(yè)中西門子PLC應(yīng)用歷程構(gòu)建了一個(gè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)通訊涉及PROFINET通訊、以太網(wǎng)通等多層網(wǎng)絡(luò)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(duì)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(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

 

五、 基本配置及功能

 

實(shí)訓(xùn)裝置由S7-1500單元、S7-1200單元、ET200SP單元、變頻調(diào)速單元、小車運(yùn)動(dòng)控制單元、、實(shí)訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、交流電機(jī)等組成。

 

1. S7-1500單元

 

S7-1500單元主要由主機(jī)1511T，帶顯示屏的 T-CPU；工作存儲(chǔ)器可存儲(chǔ) 225 KB 代碼和 1 MB 數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時(shí)間 60 ns；4 級(jí)防護(hù)機(jī)制，工藝功能：擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計(jì)數(shù)與測(cè)量；跟蹤功能；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級(jí) PROFINET V2.3，雙端口，智能設(shè)備，支持 MRP、MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，開(kāi)放式用戶安全通信，S7 通信，Web 服務(wù)器，DNS 客戶端，OPC UA 服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問(wèn)，等時(shí)同步模式，路由功能；運(yùn)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(jī)1215C和信號(hào)轉(zhuǎn)接板組成。

 

主機(jī)1215C,125 KB 工作存儲(chǔ)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(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；信號(hào)板擴(kuò)展板載 I/O；多達(dá) 3 個(gè)用于串行通信的通信模塊；多達(dá) 8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號(hào)模塊；0.04 ms/1000 條指令；2 個(gè) 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(chǔ)器的 CPU（代碼 100 KB，數(shù)據(jù) 750 KB）；位指令執(zhí)行時(shí)間 72 ns；4 級(jí)防護(hù)機(jī)制，工藝功能：運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)控制、計(jì)數(shù)與測(cè)量，跟蹤；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級(jí) PROFINET V2.3，3 個(gè)端口，智能設(shè)備，MRP，MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，安全開(kāi)放式用戶通信，S7 通信，Web 服務(wù)器，DNS 客戶端，OPC UA 服務(wù)器數(shù)據(jù)訪問(wèn)，恒定總線循環(huán)時(shí)間，路由；運(yùn)行時(shí)選項(xiàng)；

 

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(jī)以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運(yùn)行狀態(tài)。

 

5. 以太網(wǎng)交換機(jī)

 

以太網(wǎng)交換機(jī)采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機(jī)，自帶5個(gè)雙絞線端口，RJ45 接口；用于構(gòu)建小型星形和總線形拓?fù)浣Y(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(diǎn)設(shè)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(guò)電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)，短路保護(hù)等。

 

7. 小車運(yùn)動(dòng)控制單元

 

主要由運(yùn)動(dòng)小車（伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開(kāi)關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制等，能實(shí)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(shí)訓(xùn)組件

 

實(shí)訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實(shí)結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開(kāi)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(shí)訓(xùn)掛箱和電機(jī)實(shí)訓(xùn)單元提供動(dòng)力源；設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕，各相電源工作指示，具有過(guò)流、過(guò)壓、短路等保護(hù)。

 

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(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)組成。

 

伺服驅(qū)動(dòng)用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號(hào)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(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。

 

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)用于控制X軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，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(hù)等功能。

 

10. 電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元

 

電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。

 

11. 三相交流電機(jī)

 

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(jí)E級(jí)。