現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)裝配與調節(jié)測試實驗室建造設計方案
一、 建造設計理由
為了更好的對接全國高職技能大賽"現(xiàn)代電氣裝配與調節(jié)測試"項目及世界技能大賽電工項目，同時也為了更好的響應學院"一課一技能"的人才培養(yǎng)方針，形成專業(yè)特色體系，提升學生技能，特申請建立現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)裝配與調節(jié)測試實驗室。
我系目前有氣自動化技術、機電一體化技術、機械設計制造技術三個專業(yè)，7個教學班近200人，目前開全部設《plc控制技術》課程。每班每周課程4學時，能夠在實驗室實行實驗的課時較為緊張。而且電氣自動化技術專業(yè)核心課程如《PLC控制技術》、《組態(tài)-觸摸屏技術》、《伺服系統(tǒng)及變頻器控制技術》以及機電一體化技術專業(yè)的《自動化生產(chǎn)線裝配與調節(jié)測試》、《PLC控制技術》等課程全部需要使用晶體管型PLC及觸摸屏、變頻器、步進電機、伺服電機。而目前我系的實驗室多為專業(yè)基礎課實驗室，如模電實驗室、數(shù)電實驗室、電機拖動實驗室、自動控制實驗室，這些實驗室只能完成基礎知識的檢驗，與本專業(yè)培養(yǎng)人才、形成特色體系的目標相去甚遠。
二、 建造設計目標
該實驗室建成后能夠充分適用我系相關專業(yè)班級的《PLC控制技術》課程的教學，能夠完成相關國賽、省賽項目的培訓。能完成PLC與電機、變頻器、觸摸屏等相應工業(yè)設備的通訊，為打造我系"一課一技能"的專業(yè)人才培養(yǎng)提供平臺。
三、 建造設計內容
（1）主要設備
互聯(lián)網(wǎng)型PLC可編程控制器綜合實驗裝置（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驗裝置（PLC+變頻+電氣控制+觸摸屏)

一、基礎簡介
該互聯(lián)網(wǎng)型PLC可編程控制器綜合實驗裝置是按照《中華人民共和國教育行業(yè)標準——電工電子類實驗基地儀表器具設備配備裝備標準》，教育部"振興21世紀職業(yè)教育課程改革和教學資料及實訓指導書建造設計規(guī)劃"要求，按照職業(yè)教育的教學和實驗要求研發(fā)的設備。適合高職院校、職業(yè)學校的機電設備裝配與維修、機電技術應用、電氣運行與控制、電氣技術應用、電子電器應用與維修等專業(yè)和非機電類專業(yè)的《可編程控制器技術》、《電氣及PLC控制技術》、《PLC及其應用》、《變頻調節(jié)速度技術》、《現(xiàn)場總線控制技術》課程的教學與技能實驗。
實驗裝置也適合技工學校、職業(yè)培訓學校、職教中心、鑒定站/所各工種PLC實操、技能鑒定考核。
二、裝置特別點
1、應用積木結合式構造，含開關量、模仿量、變頻調節(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)、擬真實驗系統(tǒng)，完成擬真化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)實驗教學，體現(xiàn)實驗教學的互聯(lián)網(wǎng)性和系統(tǒng)性。
2、項目實驗模型塊：運用目前經(jīng)經(jīng)典型的可編程控制器及總線技術完成對工業(yè)生產(chǎn)中模仿對象，實物模型中的邏輯、模仿、過程、動作等的控制實驗，完成學生認識、設計、裝配、調節(jié)測試、檢修等多種技能實驗。
3、基于現(xiàn)場總線的組態(tài)監(jiān)控實驗教學：經(jīng)過現(xiàn)場總線互聯(lián)網(wǎng)，將實驗裝置（從站）PLC和主站PLC實行1：N通信。從站的PLC運行控制對象的程序，運用工控互聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控的功能，主站PLC可以對隨意臺從站PLC實行就地實時監(jiān)控，符合工業(yè)現(xiàn)場控制的要求。學生單單獨經(jīng)過PLC完成對各種實驗對象的控制，并實行組態(tài)就地實時監(jiān)控（1：1通信）。
4、擬真實驗教學：經(jīng)過FLASH虛擬環(huán)境就地實時顯露PLC運行狀態(tài)，也可以完成PLC接線、錯誤查驗、編程實訓、程序語言編寫測量試驗等功能。
三、技術功能
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：設定有漏電壓（V）、漏電流（A）保護裝置，安全符合國家標準
四、實驗裝置的基礎配備及功能
實驗裝置由控制屏、實驗桌、主機實驗結合套件、實驗模型塊（含豐富的工業(yè)現(xiàn)場設備模仿實驗對象）、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、總線單元、通信模型塊、電機導軌、測速機構等構成。
（一）控制屏（鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，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)空氣開關后給裝置供電，電網(wǎng)電壓（V）表監(jiān)控電網(wǎng)電壓（V），設定有帶燈保險絲保護，控制屏的供電由鑰匙開關和啟停開關控制，同時設定有漏電警報指示及警報復位。
提供三相四線380V、一相220V電源各一組，由啟停開關控制輸出，并設定有保險絲保護。
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可調輸出；直線DC電流（A）：4～20mA可調輸出；直線DC數(shù)字電壓（V）表/電流（A）表；電壓（V）表測量范圍0～200V、寫入阻抗為10MΩ、精確度0.5級；電流（A）表測量范圍0～200 mA、精確度0.5級；同時設定有邏輯電平輸出（點動、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、信號變換座若干。
3、主機實驗結合套件
配備西門子S7-200 SMART SR40（寫入24點，輸出16點），模仿量模型塊（2路寫入/1路輸出），配套通信編程電纜。

5、實驗模型塊結合套件

序號	編號	控制對象實驗模型塊	實驗教學目標
1	-1	搶答器/音樂噴泉	經(jīng)過對搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時序的監(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"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"水塔水位"和"儲水池水位"改變過程的判別，理解簡便邏輯控制指令的編寫方法。經(jīng)過對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	自動送料裝車/四節(jié)傳送帶	經(jīng)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，掌控把握較復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"液體混合裝置"中不一樣液體比例及液體混合時攪拌時間的控制，掌控把握條件判別指令及各種不一樣類型的定時器指令的編寫方法。
6	-6	自動售貨機	經(jīng)過用用戶投幣數(shù)目的識別和自動售貨機中各種"貨物"的進出控制，掌控把握各種計數(shù)器指令及對比輸出指令的編寫方法。
7	-7	自控軋鋼機/郵件分揀機	經(jīng)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，掌控把握數(shù)值運算指令及中斷指令的編寫方法。
8	-8	機械手控制/自控成型機	經(jīng)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，掌控把握一個完整工業(yè)應用系統(tǒng)中的較簡便邏輯控制程序的編寫能力。
9	-9	加工中心	經(jīng)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，掌控把握一個完整工業(yè)應用系統(tǒng)中的較復雜邏輯控制的編寫能力。
10	-10	四層電梯	經(jīng)過對一個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、設計I/O接線圖、接線、編程、調節(jié)測試等作業(yè)過程的綜合知識。
11	-11	步進電機/直線動作：（實物）步進電機系統(tǒng)由驅動電子回路、步進電機、刻度盤、指針等構成； 直線動作系統(tǒng)由電機、同步帶、光電傳感器、導軌、位移塊等構成。	經(jīng)過運用PLC對步進電機及直線動作實物模型塊的控制，初步理解步進電機方向、拍數(shù)的控制及直線動作檢驗測試、定位控制。
12	-12	自動洗衣機/電鍍生產(chǎn)線	經(jīng)過對洗衣機進出水時間、洗滌流程及電鍍生產(chǎn)線中物塊侵入不一樣溶液的時間、方法、先后順序的控制，掌控把握多點PLC控制系統(tǒng)的綜合應用能力。
13	-13	直線DC電機控制/溫度（℃）控制 （模仿量控制）	經(jīng)過對直線DC電機系統(tǒng)中脈沖信號收集、轉動速度控制（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)典型電機控制實操單元：施耐德交流ACAC接觸器3只；時間繼電器1只，3個按鈕，3只交流ACAC指示燈，2只熱繼電器，元件配備專用底座。	掌控把握一般強電系統(tǒng)的裝配和調節(jié)測試作業(yè)過程知識，完成PLC方法的電機經(jīng)經(jīng)典型運行控制；掌控把握裝配和調節(jié)測試PLC電氣控制系統(tǒng)的有關知識。
15	-15	網(wǎng)孔板	學會電氣控制系統(tǒng)中各元件的布置規(guī)劃、裝配、調節(jié)測試過程知識。
16	BP1	變頻器實驗結合套件：配備西門子V20 0.37KW變頻器	初步設定有綜合應用變頻器的能力，理解變頻調節(jié)速度在實際中的應用，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	觸摸屏實驗結合套件：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，并掌控把握復位、置位、交替等功能鍵、圖形（彎彎曲線）顯露、動態(tài)畫面跟蹤在觸摸屏中的完成方法。

（三）電機導軌、光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)字顯露轉動速度表
含有光碼盤測速系統(tǒng)（配備有進口光電編碼器）、數(shù)字顯露轉動速度表及固定電機的不銹鋼導軌等。不銹鋼導軌平整度好，無應力變形，加工精細，同心度好，互換性好，能保證電機與編碼盤之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實驗功能數(shù)值經(jīng)經(jīng)典型，能良好適用實驗要求。在導軌操作面板上設定有五位數(shù)字顯露轉動速度表，顯露當前轉動速度；設定有電壓（V）反饋信號；同時設定有光電編碼信號輸出，含有概括A、B兩個通道；能夠完成各種速度開/閉環(huán)及定位實驗。
（四）三相鼠籠異步電機：交流ACAC380V/△
（五）實驗桌
實驗桌為鋼制雙層亞光密紋噴塑構造，桌面為防火燒、防水浸、耐磨損高密度板；左右設定有兩個大抽屜（帶鎖），用來放置工量具及圖紙文檔實驗指導書，電腦桌聯(lián)體設計，造型美觀大方。
五、實驗項目
（一）PLC基礎技能實驗
1.PLC認識實驗（軟硬件構造、系統(tǒng)構成、基礎指令練習、接線、編程下載等）
2.經(jīng)經(jīng)典型電機控制實操實驗（點動、自鎖、正反轉、星三角換接啟動等）
3.PLC擬真實驗
（二）PLC模仿控制應用實驗
4.數(shù)碼顯露控制
5.搶答器控制（優(yōu)先級、數(shù)值運算，設定有聲效功能）
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.自控成型機控制
15全自動洗衣機控制（設定有聲效功能）
16.電鍍生產(chǎn)線控制
17.自控軋鋼機控制
18.郵件分揀機控制
19.自動售貨機控制
20.機械手控制
21.三層電梯控制
22.四層電梯控制（實物）
23.加工中心控制（實物）
（三）PLC實物控制實驗
24.直線動作位置識別、動作軌跡控制、定位控制
25.步進電機動作控制
26.直線DC電機控制
27.溫度（℃）PID控制（設定有聲效功能）
（四）PLC高級技能實驗（設計、裝配、調節(jié)測試及檢修）
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.液壓滑臺式自動攻螺紋機的電氣控制線路
34.運行小車的電氣控制線路
（五）PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實驗
35.變頻器功能功能數(shù)值設定與實操
36.變頻器報警與保護功能
37.外部端子點動控制
38.變頻器控制電機正反轉
39.多段速度選用變頻調節(jié)速度
40.變頻器無級調節(jié)速度
41.基于外部模仿量(電壓（V）/電流（A））控制方法的變頻調節(jié)速度
42.瞬時停電啟動控制
43.PID變頻調節(jié)速度控制
44.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉
45.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制
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)調節(jié)速度
48.基于PLC通信方法的變頻器開環(huán)調節(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指令編程練習
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)場總線互聯(lián)網(wǎng)通信技術

六、配備表單

名稱	型號	數(shù)量	單位	備注
PLC實驗臺	西門子S7-200 SMART SR40（寫入24點，輸出16點），模仿量模型塊（2路寫入/1路輸出）	1	套
	實驗屏	1	臺
	通信編程電纜	1	條
實驗模型塊	實驗模型塊1	1	塊
	實驗模型塊2	1	塊
	實驗模型塊3	1	塊
	實驗模型塊4	1	塊
	實驗模型塊5	1	塊
	實驗模型塊6	1	塊
	實驗模型塊7	1	塊
	實驗模型塊8	1	塊
	觸摸屏實驗模型塊	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	三相鼠籠式異步電機380V	1	臺
電機及導軌	220V電機及導軌含1024編碼器以及轉動速度表	1	臺
散件	交流ACAC接觸器	3	個
	網(wǎng)孔板	1	個
	時間繼電器	1	個
	按鈕	3	個
	交流ACAC指示燈	3	個
	熱繼電器	2	個
	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
實驗桌	實驗桌	1	張
說明書	實驗指導	2	冊
連接線	實驗疊插連接線100CM	40	條
	實驗疊插連接線30CM	10	條