一、 產(chǎn)品概述
裝置結(jié)合當(dāng)前我國工業(yè)自動化應(yīng)用技術(shù)及器件技術(shù)的發(fā)展，充分考慮實用性、先進性。裝置采用模塊式結(jié)構(gòu)，實訓(xùn)掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負(fù)載掛箱、實訓(xùn)網(wǎng)孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。實訓(xùn)內(nèi)容包括PLC的基礎(chǔ)實訓(xùn)、PLC綜合實訓(xùn)，變頻器的認(rèn)識、操作、參數(shù)設(shè)定及通訊實訓(xùn)，觸摸屏的認(rèn)識、操作、應(yīng)用實訓(xùn)，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、打印機接口實訓(xùn)等，實訓(xùn)項目豐富、綜合性強、緊跟工業(yè)自動化發(fā)展潮流。
一、產(chǎn)品特點
    1、模塊式結(jié)構(gòu)，掛箱更換方便，便于組織各種實訓(xùn)項目及擴展新的實訓(xùn)功能。
    2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓(xùn)練，適合高級工技能培訓(xùn)考核。
    3、能進行小型工程項目設(shè)計、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、操作模擬。
    4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實訓(xùn)資源豐富、綜合性強，有效節(jié)約實訓(xùn)用房。
    5、安全性高，除配備電壓型和電流型漏電保護器外，裝置設(shè)有單片機全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護功能，確保設(shè)備和人身安全。
 
二、設(shè)備特點
1. 實訓(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，所有主機的I/O口都可通過光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護主機元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進行線接式實操訓(xùn)練。
2. 在主機選型S7-1200系列PLC再，全面覆蓋了西門子常用PLC類型，主機可以通過并口連接到實訓(xùn)區(qū)進行實訓(xùn)，由簡到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來更加得心應(yīng)手。
3. 采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(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，實現(xiàn)仿真化、信息化實訓(xùn)教學(xué)。
4. 項目實訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對象、實物模型中的邏輯、模擬、過程、運動等的控制。
5.了解PLC的以太網(wǎng)通訊的結(jié)構(gòu)和特點，了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結(jié)構(gòu)和特點；
6.了解PLC的數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊的使用方法；
7.掌握PLC的基本編程方法以及熟練使用基本的編程語言；
8.掌握觸摸屏的組態(tài)編程方法；
9.掌握PLC與變頻器、觸摸屏的通訊；
10.熟練使用PLC及各種電氣配件組成PLC控制系統(tǒng)；
11.熟練使用PLC及模擬實物控制對象組成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)；
12.熟練完成PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊測試實驗；
13.熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調(diào)試控制實驗；
14.掌握PLC實訓(xùn)教學(xué)課程APP軟件的使用；

三、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℃  相對濕度＜85%(25℃)  海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜0.5kVA
4. 重    量：100kg
5. 外形尺寸：1400mm×700mm×1850mm
6. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)

五、 基本配置及功能
實訓(xùn)裝置由S7-1200單元、變頻調(diào)速單元、小車運動控制單元、實訓(xùn)組件、電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元二維絲桿控制單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、交流電機等組成。
1. S7-1200單元
S7-1200單元主要由主機1214C和信號轉(zhuǎn)接板組成。
主機1215C,工作存儲器125 KB；工作電源24VDC，自帶DI14/DQ10，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC ；板載 6 個高速計數(shù)器和2個脈沖輸出；支持3 個用于串行通信的通信模塊，6 個用于 I/O 擴展的信號模塊；運行速度0.04 ms/1000 條指令；具有2 個 PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信。
光電隔離轉(zhuǎn)接模塊，將主機I/O信號插座轉(zhuǎn)接，保護主機元件，便于學(xué)生實訓(xùn)接線；所有插座均可接插，實現(xiàn)設(shè)備的通用性。
2. 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1200主機以太網(wǎng)通訊，控制和顯示各單元的運行狀態(tài)。
3. 以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 10/100MBIT/S交換機，自帶5個雙絞線端口，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 。
4. 變頻調(diào)速單元
變頻調(diào)速單元采用西門子SINAMICS 系列G120C變頻器，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、可編程多點設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；具備過電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過熱保護，短路保護等。
5. 小車運動控制單元
主要由運動小車（直流電機驅(qū)動）、同步帶輪傳動機構(gòu)、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關(guān)等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現(xiàn)運動距離測量、傳動控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、報警運行控制、點動控制、位置顯示控制等，能實現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。
6. 實訓(xùn)組件
實訓(xùn)組件主要由電源掛箱虛實結(jié)合掛箱，掛箱區(qū)域采用開放式結(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，為實訓(xùn)掛箱和電機實訓(xùn)單元提供動力源；設(shè)有啟動停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護。
實訓(xùn)結(jié)合掛箱用于虛擬仿真實訓(xùn)，此掛件通過RS-232和PC計算機通訊，可在計算機顯示器上實時呈現(xiàn)仿真畫面。

序號	控制對象實訓(xùn)模塊	實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)
1	搶答器/音樂噴泉	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。
2	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	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	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(fù)雜邏輯控制指令的編寫方法。
5	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	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	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	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(yīng)用系統(tǒng)中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。
9	加工中心	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(yīng)用系統(tǒng)中的較復(fù)雜邏輯控制的編寫能力。
10	四層電梯	通過對一個完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統(tǒng)的分析、I/O分配、設(shè)計I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識。

7. 二維絲桿控制單元
二維絲桿控制單元主要由伺服驅(qū)動和步進驅(qū)動組成。
伺服驅(qū)動用于控制Y軸絲桿，采用交流伺服驅(qū)動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應(yīng)能力和很強的抗干擾的能力；支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進行控制。
步進驅(qū)動用于控制X軸絲桿，采用直流伺服驅(qū)動，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等功能。
8. 電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元
電工基礎(chǔ)實訓(xùn)單元主要由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、按鈕等組成，用于電機正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實訓(xùn)。
9. 三相交流電機
交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級E級。
10.教學(xué)三維仿真軟件
一、軟件整體要求
該軟件是用于電氣自動化、機電一體化及相關(guān)電類專業(yè)教學(xué)和實訓(xùn)的同步輔助3D仿真軟件。通過對三維CAD模型的二次開發(fā)快速創(chuàng)建一個交互式3D 仿真和實訓(xùn)系統(tǒng)（虛擬樣機），形成全開放式的模擬仿真電器聯(lián)調(diào)數(shù)據(jù)模型，可以對各控制環(huán)節(jié)進行模擬仿真，包括實現(xiàn)故障診斷、排除等仿真操作與考核。
★實虛結(jié)合
軟件平臺針對電類相關(guān)硬件教學(xué)產(chǎn)品通過基于3D-CAD模型進行二次開發(fā)，通過全開放式的模擬仿真機電聯(lián)調(diào)數(shù)據(jù)模型，創(chuàng)建一一對應(yīng)的虛實結(jié)合實訓(xùn)系統(tǒng)（虛擬樣機）構(gòu)成與真實設(shè)備高度一致的虛擬自動生產(chǎn)線實訓(xùn)平臺，系統(tǒng)的各機構(gòu)采用氣動驅(qū)動、變頻器驅(qū)動和步進（伺服）電機位置控制等技術(shù)�？刂品绞讲捎妹恳还ぷ鲉卧�由一臺PLC承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS485串行通訊實現(xiàn)互邊的分布控制方式。
★軟硬結(jié)合
軟件可與實際PLC、單片機硬件等典型工控設(shè)備進行實時通訊，軟件內(nèi)置編程模塊，可利用其虛擬的PLC程序或腳本語言對模型進行編程控制.目前，已經(jīng)涵蓋了歐姆龍、西門子和三菱等系列主流PLC。。
學(xué)員可以利用真實PLC編制的PLC程序，通過編輯工具，可編輯修改或載入PLC程序，PLC程序能夠進行仿真運行，運行時具有輸入輸出狀態(tài)指示。支持PLC程序與指令表間切換，支持PLC信息狀態(tài)仿真測試。
★理虛結(jié)合
理論學(xué)習(xí)整合了常規(guī)的課件學(xué)習(xí)與3D模型相結(jié)合的方式,課件可以支持word，ppt，pdf等格式轉(zhuǎn)換而來，支持頁面跳轉(zhuǎn)、縮放、翻轉(zhuǎn)、抗鋸齒、灰度顯示、高對比度顯示等調(diào)整；所有資源寫在配置文件中，教師可定制自己的理論學(xué)習(xí)教程。 電氣元器件具有真實的物理屬性，可以用萬用表檢測器件質(zhì)量的好壞，再由基本的元器件組成控制回路，物理屬性可任意修改并實時觀察電路運算效果。
二、軟件實訓(xùn)內(nèi)容要求
理論環(huán)節(jié)：學(xué)員可以通過常用機電元器件庫（電氣類、儀表類），了解各元器件的3D結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)或進行組裝，也可直接調(diào)用查看機電專業(yè)的PPT課件資料進行學(xué)習(xí)，目前系統(tǒng)自帶的課件有機電一體化概述、檢測與傳感器、步進及伺服電機、機械傳動、控制系統(tǒng)、接口技術(shù)、伺服系統(tǒng)，教師可以對這些PPT課件進行編輯，通過【VUBPPT3D Extend Helper】PPT擴展接口，將元器件中的3D模型或其它多媒體素材，引入到課件中。
 
實操環(huán)節(jié)：學(xué)員可以選擇一種電路類型，參照對應(yīng)的電氣圖紙，從元器件庫中拖入正確的元器件，進行電路組裝，設(shè)定各元器件的工作參數(shù)，對相應(yīng)的元器件觸點進行導(dǎo)線鏈接，在系統(tǒng)規(guī)定的時間內(nèi)完成整個電路圖的組裝，并進行電路的仿真運行。系統(tǒng)支持在元器件布局、仿真接線、仿真運行狀態(tài)間快速切換，方便教學(xué)使用。
 
評價考核：仿真實訓(xùn)教學(xué)的評價方式方法越來越受到關(guān)注，在某種程度上決定著實訓(xùn)教學(xué)的方向、效果和質(zhì)量。由于學(xué)生個性特點、知識經(jīng)驗及努力程度的不同，實訓(xùn)內(nèi)容難度及操作方法優(yōu)劣的不同，技能的獲得有先慢后快、先快后慢、先后一致等不同的表現(xiàn)形式，或者表現(xiàn)為速度快錯誤少、速度快錯誤多、速度慢錯誤少和速度慢錯誤多等情況。軟件針對每一個仿真實訓(xùn)項目制訂詳盡的過程評價方案，將暫態(tài)的過程性行為表現(xiàn)記錄在考核量表之上進行評判，不僅有技術(shù)技能方面的明確要求，分步驟控制實訓(xùn)質(zhì)量，而且有體現(xiàn)職業(yè)道德、執(zhí)行崗位守則、服從車間管理、融入企業(yè)文化方面的具體要求，分行為彰顯職業(yè)精神。軟件開發(fā)過程，始終貫徹企業(yè)生產(chǎn)過程中的6S要求--整理（SEIRI）、整頓（SEITON）、清掃（SEISO）、清潔（SEIKETSU）、素養(yǎng)（SHITSUKE）、安全（SECURITY）,提前培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)認(rèn)知能力。
評價考核模式帶有MySQL數(shù)據(jù)庫（或用戶自行提供其它數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)），由教學(xué)指定要考核的電路圖（或系統(tǒng)隨機抽�。�，學(xué)員在規(guī)定的時間內(nèi)完成電路裝配，提交后系統(tǒng)進行自動評分，同時學(xué)員的成績和裝配數(shù)據(jù)會寫入到數(shù)據(jù)庫中做備案�？己四Ｊ讲豢汕袚Q到學(xué)習(xí)模式或?qū)嵅倌Ｊ竭M行參考。
三維模型編輯器：
關(guān)鍵元器件提供爆炸圖、操作互動、原理講解等3D資源。支持3D立體顯示：紅藍(lán)模式，主動快門式，不閃偏光式。電氣、液壓、氣動原理圖并支持全屏、平移，縮放，自適應(yīng)大小功能。仿真接線過程中，支持元器件布局、仿真接線、仿真運行3種狀態(tài)間快速切換，方便老師教學(xué)講解。仿真運行過程有整合元器件工作的聲音、燈光、鼠標(biāo)狀態(tài)變化，使3D場景貼合實際生產(chǎn)環(huán)境;
★軟件可支持多種操作系統(tǒng)平臺（Windows、ios、Andriod、Linus等）,
軟件提供了各種操作步驟的人機互動提示，以提高學(xué)習(xí)效率。通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)隨時隨地的在線學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)教學(xué)實驗不受實驗室的空間及教學(xué)時間的限制，讓學(xué)生真正體會到24小在線開放實驗室的優(yōu)越性和方便性。
二次開發(fā)功能：
用戶可在系統(tǒng)上自行開發(fā)虛擬實訓(xùn)教學(xué)資源內(nèi)容，并可自建三維模型及制作三維動畫或?qū)ο到y(tǒng)現(xiàn)有的3D模型與動畫進行編輯修改。用戶可以任意自繪具有3D互動功能的電路圖并根據(jù)所繪電路圖自動生3D裝配圖讓用戶進行接線，同時系統(tǒng)提供電路接線，自動驗證并輸出接線正確性的判斷結(jié)果。所有的3D動畫、3D模型及系統(tǒng)數(shù)據(jù)均采用128位隨機加密技術(shù)以保證系統(tǒng)的安全性。支持CAD軟件模型的導(dǎo)入，用戶可通過CAD軟件建模，利用VU pro對所建模型進行編程控制,支持 的CAD軟件有：Solidworks, Inventor, Catia, Solid Edge等，支持的模型格式有:3DXML, 3DS, OBJ等。
 
★軟件投標(biāo)現(xiàn)場提供演示視頻

六、實訓(xùn)項目
PLC基本技能實訓(xùn)
MCGS組態(tài)棒圖實驗教學(xué),利用已編輯好組態(tài)棒圖,對以下任何實驗進行動態(tài)跟蹤教學(xué)實驗針對實驗項目的具體要求，學(xué)生自行編輯組態(tài)棒圖進行實驗。
PLC模擬控制應(yīng)用實訓(xùn)
（一）PLC基本技能實訓(xùn)
1.PLC認(rèn)知實訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令練習(xí)、接線、編程下載等）
2.PLC仿真實訓(xùn)
（二）PLC模擬控制應(yīng)用實訓(xùn)
3.數(shù)碼顯示控制
4.搶答器控制
5.天塔之光控制
6.十字路口交通燈控制
7.水塔水位控制
8.自動送料裝車系統(tǒng)控制
9.四節(jié)傳送帶控制
10.裝配流水線控制
11.多種液體混合裝置控制
12.自控成型機控制
13全自動洗衣機控制
14.電鍍生產(chǎn)線控制
15.自控軋鋼機控制
16.郵件分揀機控制
17.自動售貨機控制
18.機械手控制
19.三層電梯控制
20.四層電梯控制
21.加工中心控制
PLC實物控制應(yīng)用實訓(xùn)
22.直線運動位置檢測、定位控制
23.步進電機定位控制
24.步進電機的速度控制
25.步進電機的正反轉(zhuǎn)控制
26.伺服電機定位控制
27.伺服電機的速度控制
28.伺服電機的正反轉(zhuǎn)控制
29.伺服電機和步進電機的綜合控制
典型電動機控制實操實訓(xùn)
30.三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制
31.三相鼠籠式異步電動機聯(lián)動正反轉(zhuǎn)PLC控制
32.三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)PLC控制
33.三相鼠籠式異步電動機Y/△轉(zhuǎn)換起動PLC控制
PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實訓(xùn)
34.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
35.變頻器報警與保護功能
36.外部端子點動控制
37.變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
38.多段速度選擇變頻調(diào)速
39.變頻器無級調(diào)速
40.基于外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調(diào)速
41.瞬時停電啟動控制
42.PID變頻調(diào)速控制
43.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)
44.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制
45.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速
46.基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速
47.基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速
48.基于PLC通信方式的速度閉環(huán)控制
49.基于PLC模擬量方式的變頻器閉環(huán)調(diào)速
50.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
51.基于觸摸屏控制方式的LED控制
52.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制
53.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
54.基于MCGS的485總線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實訓(xùn)
55. PLC與變頻器RS485通訊實訓(xùn)
56. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
57. PLC主機之間PROFIBUS -DP通訊實訓(xùn)
58. PLC主機之間PROFINET通訊實訓(xùn)
59. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實訓(xùn)