現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室建造設(shè)計(jì)方案
一、 建造設(shè)計(jì)理由
為了更好的對(duì)接全國(guó)高職技能大賽"現(xiàn)代電氣裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試"項(xiàng)目及世界技能大賽電工項(xiàng)目，同時(shí)也為了更好的響應(yīng)學(xué)院"一課一技能"的人才培養(yǎng)方針，形成專業(yè)特色體系，提升學(xué)生技能，特申請(qǐng)建立現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。
我系目前有氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)三個(gè)專業(yè)，7個(gè)教學(xué)班近200人，目前開全部設(shè)《plc控制技術(shù)》課程。每班每周課程4學(xué)時(shí)，能夠在實(shí)驗(yàn)室實(shí)行實(shí)驗(yàn)的課時(shí)較為緊張。而且電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)核心課程如《PLC控制技術(shù)》、《組態(tài)-觸摸屏技術(shù)》、《伺服系統(tǒng)及變頻器控制技術(shù)》以及機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的《自動(dòng)化生產(chǎn)線裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試》、《PLC控制技術(shù)》等課程全部需要使用晶體管型PLC及觸摸屏、變頻器、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)。而目前我系的實(shí)驗(yàn)室多為專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)室，如模電實(shí)驗(yàn)室、數(shù)電實(shí)驗(yàn)室、電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室，這些實(shí)驗(yàn)室只能完成基礎(chǔ)知識(shí)的檢驗(yàn)，與本專業(yè)培養(yǎng)人才、形成特色體系的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。
二、 建造設(shè)計(jì)目標(biāo)
該實(shí)驗(yàn)室建成后能夠充分適用我系相關(guān)專業(yè)班級(jí)的《PLC控制技術(shù)》課程的教學(xué)，能夠完成相關(guān)國(guó)賽、省賽項(xiàng)目的培訓(xùn)。能完成PLC與電機(jī)、變頻器、觸摸屏等相應(yīng)工業(yè)設(shè)備的通訊，為打造我系"一課一技能"的專業(yè)人才培養(yǎng)提供平臺(tái)。
三、 建造設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）主要設(shè)備
互聯(lián)網(wǎng)型PLC可編程控制器綜合實(shí)驗(yàn)裝置（PLC+變頻+電氣控制+觸摸屏）10套。

-X-01A互聯(lián)網(wǎng)型PLC可編程控制器綜合實(shí)驗(yàn)裝置（PLC+變頻+電氣控制+觸摸屏)

一、基礎(chǔ)簡(jiǎn)介
該互聯(lián)網(wǎng)型PLC可編程控制器綜合實(shí)驗(yàn)裝置是按照《中華人民共和國(guó)教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——電工電子類實(shí)驗(yàn)基地儀表器具設(shè)備配備裝備標(biāo)準(zhǔn)》，教育部"振興21世紀(jì)職業(yè)教育課程改革和教學(xué)資料及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書建造設(shè)計(jì)規(guī)劃"要求，按照職業(yè)教育的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)要求研發(fā)的設(shè)備。適合高職院校、職業(yè)學(xué)校的機(jī)電設(shè)備裝配與維修、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用、電氣運(yùn)行與控制、電氣技術(shù)應(yīng)用、電子電器應(yīng)用與維修等專業(yè)和非機(jī)電類專業(yè)的《可編程控制器技術(shù)》、《電氣及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應(yīng)用》、《變頻調(diào)節(jié)速度技術(shù)》、《現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)》課程的教學(xué)與技能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)裝置也適合技工學(xué)校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所各工種PLC實(shí)操、技能鑒定考核。
二、裝置特別點(diǎn)
1、應(yīng)用積木結(jié)合式構(gòu)造，含開關(guān)量、模仿量、變頻調(diào)節(jié)速度、觸摸彩屏、總線通信模型塊等，配套組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、擬真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成擬真化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互聯(lián)網(wǎng)性和系統(tǒng)性。
2、項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K：運(yùn)用目前經(jīng)經(jīng)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)中模仿對(duì)象，實(shí)物模型中的邏輯、模仿、過程、動(dòng)作等的控制實(shí)驗(yàn)，完成學(xué)生認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)節(jié)測(cè)試、檢修等多種技能實(shí)驗(yàn)。
3、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的組態(tài)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)教學(xué)：經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)總線互聯(lián)網(wǎng)，將實(shí)驗(yàn)裝置（從站）PLC和主站PLC實(shí)行1：N通信。從站的PLC運(yùn)行控制對(duì)象的程序，運(yùn)用工控互聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控的功能，主站PLC可以對(duì)隨意臺(tái)從站PLC實(shí)行就地實(shí)時(shí)監(jiān)控，符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的要求。學(xué)生單單獨(dú)經(jīng)過PLC完成對(duì)各種實(shí)驗(yàn)對(duì)象的控制，并實(shí)行組態(tài)就地實(shí)時(shí)監(jiān)控（1：1通信）。
4、擬真實(shí)驗(yàn)教學(xué)：經(jīng)過FLASH虛擬環(huán)境就地實(shí)時(shí)顯露PLC運(yùn)行狀態(tài)，也可以完成PLC接線、錯(cuò)誤查驗(yàn)、編程實(shí)訓(xùn)、程序語言編寫測(cè)量試驗(yàn)等功能。
三、技術(shù)功能
1、寫入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2、作業(yè)環(huán)境：溫度（℃）-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔<400m
3、裝置容量（KV）：＜0.5KVA
4、重 量：＜110Kg
5、外觀尺寸：1680mm×750mm×1600mm
6、安全保護(hù)：設(shè)定有漏電壓（V）、漏電流（A）保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
四、實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)配備及功能
實(shí)驗(yàn)裝置由控制屏、實(shí)驗(yàn)桌、主機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)合套件、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K（含豐富的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模仿實(shí)驗(yàn)對(duì)象）、變頻器箱式掛式模塊件、觸摸屏箱式掛式模塊件、交直線DC電機(jī)、總線單元、通信模型塊、電機(jī)導(dǎo)軌、測(cè)速機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。
（一）控制屏（鋼制雙層亞光密紋噴塑構(gòu)造，金屬鋁操作面板）
1、交流ACAC電源控制單元
三相四線380V交流ACAC電源經(jīng)空氣開關(guān)后給裝置供電，電網(wǎng)電壓（V）表監(jiān)控電網(wǎng)電壓（V），設(shè)定有帶燈保險(xiǎn)絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，同時(shí)設(shè)定有漏電警報(bào)指示及警報(bào)復(fù)位。
提供三相四線380V、一相220V電源各一組，由啟停開關(guān)控制輸出，并設(shè)定有保險(xiǎn)絲保護(hù)。
2、直線DC電源、直線DC電壓（V）/電流（A）表、邏輯輸出及指示等
直線DC電壓（V）：0～10V可調(diào)輸出；直線DC電流（A）：4～20mA可調(diào)輸出；直線DC數(shù)字電壓（V）表/電流（A）表；電壓（V）表測(cè)量范圍0～200V、寫入阻抗為10MΩ、精確度0.5級(jí)；電流（A）表測(cè)量范圍0～200 mA、精確度0.5級(jí)；同時(shí)設(shè)定有邏輯電平輸出（點(diǎn)動(dòng)、自鎖）、邏輯電平指示、LED數(shù)碼管、方向指示器、八音盒、直線DC24V繼電器、信號(hào)變換座若干。
3、主機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)合套件
配備西門子S7-200 SMART SR40（寫入24點(diǎn)，輸出16點(diǎn)），模仿量模型塊（2路寫入/1路輸出），配套通信編程電纜。

5、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K結(jié)合套件

序號(hào)	編號(hào)	控制對(duì)象實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K	實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
1	-1	搶答器/音樂噴泉	經(jīng)過對(duì)搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時(shí)序的監(jiān)視和控制，掌控把握條件判別控制指令的編寫方法；經(jīng)過對(duì)音樂噴泉控制系統(tǒng)中"水流"及音樂的循環(huán)控制，掌控把握循環(huán)指令的編寫方法。
2	-2	裝配流水線/十字路口交通燈	經(jīng)過對(duì)"生產(chǎn)流水線"順序加工過程及十字路口交通燈路況信號(hào)控制，掌控把握順序控制指令的編寫方法。
3	-3	水塔水位/天塔之光	經(jīng)過對(duì)"水塔水位"和"儲(chǔ)水池水位"改變過程的判別，理解簡(jiǎn)便邏輯控制指令的編寫方法。經(jīng)過對(duì)天塔之光閃亮過程的移位控制，掌控把握移位寄存器指令的編寫方法。
4	-4	自動(dòng)送料裝車/四節(jié)傳送帶	經(jīng)過對(duì)傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對(duì)貨物在自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌控把握較復(fù)雜邏輯控制指令的編寫方法。
5	-5	多種液體混合裝置	經(jīng)過對(duì)"液體混合裝置"中不一樣液體比例及液體混合時(shí)攪拌時(shí)間的控制，掌控把握條件判別指令及各種不一樣類型的定時(shí)器指令的編寫方法。
6	-6	自動(dòng)售貨機(jī)	經(jīng)過用用戶投幣數(shù)目的識(shí)別和自動(dòng)售貨機(jī)中各種"貨物"的進(jìn)出控制，掌控把握各種計(jì)數(shù)器指令及對(duì)比輸出指令的編寫方法。
7	-7	自控軋鋼機(jī)/郵件分揀機(jī)	經(jīng)過對(duì)自控軋鋼機(jī)和郵件分揀機(jī)材料（"鋼錠"郵件"）來料數(shù)量、來料類別識(shí)別及對(duì)各種執(zhí)行器（例如"電機(jī)"）啟停時(shí)序的控制，掌控把握數(shù)值運(yùn)算指令及中斷指令的編寫方法。
8	-8	機(jī)械手控制/自控成型機(jī)	經(jīng)過對(duì)機(jī)械手停留"位置"及自控成型機(jī)各方向"液缸位置"的控制，掌控把握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較簡(jiǎn)便邏輯控制程序的編寫能力。
9	-9	加工中心	經(jīng)過對(duì)加工中心中各方向"電機(jī)"運(yùn)行方向及"刀庫"進(jìn)出刀、換刀過程的控制，掌控把握一個(gè)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	-10	四層電梯	經(jīng)過對(duì)一個(gè)完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌控把握PLC控制系統(tǒng)的解析、I/O分配、設(shè)計(jì)I/O接線圖、接線、編程、調(diào)節(jié)測(cè)試等作業(yè)過程的綜合知識(shí)。
11	-11	步進(jìn)電機(jī)/直線動(dòng)作：（實(shí)物）步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電子回路、步進(jìn)電機(jī)、刻度盤、指針等構(gòu)成； 直線動(dòng)作系統(tǒng)由電機(jī)、同步帶、光電傳感器、導(dǎo)軌、位移塊等構(gòu)成。	經(jīng)過運(yùn)用PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)及直線動(dòng)作實(shí)物模型塊的控制，初步理解步進(jìn)電機(jī)方向、拍數(shù)的控制及直線動(dòng)作檢驗(yàn)測(cè)試、定位控制。
12	-12	自動(dòng)洗衣機(jī)/電鍍生產(chǎn)線	經(jīng)過對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)出水時(shí)間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不一樣溶液的時(shí)間、方法、先后順序的控制，掌控把握多點(diǎn)PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力。
13	-13	直線DC電機(jī)控制/溫度（℃）控制 （模仿量控制）	經(jīng)過對(duì)直線DC電機(jī)系統(tǒng)中脈沖信號(hào)收集、轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制（電壓（V）量）及溫度（℃）控制系統(tǒng)中的溫度（℃）功能數(shù)值的控制，掌控把握高速計(jì)數(shù)器指令、模仿量處置整理指令、PID指令的使用。
14	-14	經(jīng)經(jīng)典型電機(jī)控制實(shí)操單元：施耐德交流ACAC接觸器3只；時(shí)間繼電器1只，3個(gè)按鈕，3只交流ACAC指示燈，2只熱繼電器，元件配備專用底座。	掌控把握一般強(qiáng)電系統(tǒng)的裝配和調(diào)節(jié)測(cè)試作業(yè)過程知識(shí)，完成PLC方法的電機(jī)經(jīng)經(jīng)典型運(yùn)行控制；掌控把握裝配和調(diào)節(jié)測(cè)試PLC電氣控制系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)。
15	-15	網(wǎng)孔板	學(xué)會(huì)電氣控制系統(tǒng)中各元件的布置規(guī)劃、裝配、調(diào)節(jié)測(cè)試過程知識(shí)。
16	BP1	變頻器實(shí)驗(yàn)結(jié)合套件：配備西門子V20 0.37KW變頻器	初步設(shè)定有綜合應(yīng)用變頻器的能力，理解變頻調(diào)節(jié)速度在實(shí)際中的應(yīng)用，掌控把握變頻器與PLC之間USS通信協(xié)議的建立連接方法。
17	CM1	觸摸屏實(shí)驗(yàn)結(jié)合套件：7英寸 昆侖通態(tài)，256色	理解工業(yè)觸摸屏的功能及使用方法、掌控把握與PLC之間的通信知識(shí)，并掌控把握復(fù)位、置位、交替等功能鍵、圖形（彎彎曲線）顯露、動(dòng)態(tài)畫面跟蹤在觸摸屏中的完成方法。

（三）電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)及數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動(dòng)速度表
含有光碼盤測(cè)速系統(tǒng)（配備有進(jìn)口光電編碼器）、數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動(dòng)速度表及固定電機(jī)的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細(xì)，同心度好，互換性好，能保證電機(jī)與編碼盤之間連接的同心度不超過±5絲，電機(jī)運(yùn)行噪聲小，實(shí)驗(yàn)功能數(shù)值經(jīng)經(jīng)典型，能良好適用實(shí)驗(yàn)要求。在導(dǎo)軌操作面板上設(shè)定有五位數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動(dòng)速度表，顯露當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)速度；設(shè)定有電壓（V）反饋信號(hào)；同時(shí)設(shè)定有光電編碼信號(hào)輸出，含有概括A、B兩個(gè)通道；能夠完成各種速度開/閉環(huán)及定位實(shí)驗(yàn)。
（四）三相鼠籠異步電機(jī)：交流ACAC380V/△
（五）實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構(gòu)造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板；左右設(shè)定有兩個(gè)大抽屜（帶鎖），用來放置工量具及圖紙文檔實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，電腦桌聯(lián)體設(shè)計(jì)，造型美觀大方。
五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（一）PLC基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)
1.PLC認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)（軟硬件構(gòu)造、系統(tǒng)構(gòu)成、基礎(chǔ)指令練習(xí)、接線、編程下載等）
2.經(jīng)經(jīng)典型電機(jī)控制實(shí)操實(shí)驗(yàn)（點(diǎn)動(dòng)、自鎖、正反轉(zhuǎn)、星三角換接啟動(dòng)等）
3.PLC擬真實(shí)驗(yàn)
（二）PLC模仿控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
4.數(shù)碼顯露控制
5.搶答器控制（優(yōu)先級(jí)、數(shù)值運(yùn)算，設(shè)定有聲效功能）
6.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）
7.音樂噴泉控制（設(shè)定有聲效功能）
8.十字路口交通燈控制
9.水塔水位控制
10.自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
11.四節(jié)傳送帶控制
12.裝配流水線控制
13.多種液體混合裝置控制
14.自控成型機(jī)控制
15全自動(dòng)洗衣機(jī)控制（設(shè)定有聲效功能）
16.電鍍生產(chǎn)線控制
17.自控軋鋼機(jī)控制
18.郵件分揀機(jī)控制
19.自動(dòng)售貨機(jī)控制
20.機(jī)械手控制
21.三層電梯控制
22.四層電梯控制（實(shí)物）
23.加工中心控制（實(shí)物）
（三）PLC實(shí)物控制實(shí)驗(yàn)
24.直線動(dòng)作位置識(shí)別、動(dòng)作軌跡控制、定位控制
25.步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作控制
26.直線DC電機(jī)控制
27.溫度（℃）PID控制（設(shè)定有聲效功能）
（四）PLC高級(jí)技能實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)節(jié)測(cè)試及檢修）
28.C620車床的電氣控制線路
29.臥式車床電氣控制線路
30.機(jī)床兩地控制線路
31.M7130平面磨床的電氣控制線路
32.Z3040搖臂鉆床的電氣控制線路
33.液壓滑臺(tái)式自動(dòng)攻螺紋機(jī)的電氣控制線路
34.運(yùn)行小車的電氣控制線路
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)驗(yàn)
35.變頻器功能功能數(shù)值設(shè)定與實(shí)操
36.變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
37.外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
38.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
39.多段速度選用變頻調(diào)節(jié)速度
40.變頻器無級(jí)調(diào)節(jié)速度
41.基于外部模仿量(電壓（V）/電流（A））控制方法的變頻調(diào)節(jié)速度
42.瞬時(shí)停電啟動(dòng)控制
43.PID變頻調(diào)節(jié)速度控制
44.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)
45.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間控制
46.基于PLC數(shù)字量控制方法的多段速
47.基于PLC模仿量控制變頻開環(huán)調(diào)節(jié)速度
48.基于PLC通信方法的變頻器開環(huán)調(diào)節(jié)速度
49.基于PLC通信方法的速度閉環(huán)控制
50.基于PLC模仿量方法的變頻器閉環(huán)調(diào)節(jié)速度
51.變頻器恒壓供水系統(tǒng)的模仿
52.基于觸摸屏控制方法的基礎(chǔ)指令編程練習(xí)
53.基于觸摸屏控制方法的LED控制
54.基于觸摸屏控制方法的溫度（℃）PID控制
55.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
56.基于MCGS的現(xiàn)場(chǎng)總線互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

六、配備表單

名稱	型號(hào)	數(shù)量	單位	備注
PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)	西門子S7-200 SMART SR40（寫入24點(diǎn)，輸出16點(diǎn)），模仿量模型塊（2路寫入/1路輸出）	1	套
	實(shí)驗(yàn)屏	1	臺(tái)
	通信編程電纜	1	條
實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K1	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K2	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K3	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K4	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K5	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K6	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K7	1	塊
	實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K8	1	塊
	觸摸屏實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K	1	塊	7英寸，昆侖通態(tài)
	變頻器模型塊	1	塊	西門子V20 0.37KW變頻器
電機(jī)	三相鼠籠式異步電機(jī)380V	1	臺(tái)
電機(jī)及導(dǎo)軌	220V電機(jī)及導(dǎo)軌含1024編碼器以及轉(zhuǎn)動(dòng)速度表	1	臺(tái)
散件	交流ACAC接觸器	3	個(gè)
	網(wǎng)孔板	1	個(gè)
	時(shí)間繼電器	1	個(gè)
	按鈕	3	個(gè)
	交流ACAC指示燈	3	個(gè)
	熱繼電器	2	個(gè)
	裝配塑料件	若干
系統(tǒng)	演示板原程序	1	套
	擬真系統(tǒng)	1	套
實(shí)驗(yàn)桌	實(shí)驗(yàn)桌	1	張
說明書	實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)	2	冊(cè)
連接線	實(shí)驗(yàn)疊插連接線100CM	40	條
	實(shí)驗(yàn)疊插連接線30CM	10	條