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機(jī)電,電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備(可編程序控制器PLC)
機(jī)電電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備(可編程序控制器PLC)是根據(jù)《中華人民共和國(guó)教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)---電工電子類實(shí)訓(xùn)基地儀器設(shè)備配備標(biāo)準(zhǔn)》，教育部“振興21世紀(jì)職業(yè)教育課程改革和教材建設(shè)規(guī)劃”要求，我公司聯(lián)合相關(guān)單位院校的專業(yè)教師、資深行業(yè)專業(yè)人員，按照職業(yè)教育教學(xué)和實(shí)訓(xùn)要求，結(jié)合實(shí)際的教學(xué)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，研發(fā)了該實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。
該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的設(shè)備配置了可編程序控制器（SIMATIC S7-200）是選用了SIEMANS公司生產(chǎn)的小型PLC及其擴(kuò)展模塊，特別值得一提的是，該實(shí)驗(yàn)室的控制箱是自行設(shè)計(jì)和制作的，相關(guān)的教師和技術(shù)人員正在積極申請(qǐng)專利。
建議使用單位配置穩(wěn)壓電源和數(shù)字式萬用表等常規(guī)儀器工具
一、PLC課程簡(jiǎn)介：
在可編程控制器（PLC）出現(xiàn)以前，繼電器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間或條件順序地工作，若要改變控制的順序就必須改變控制系統(tǒng)的硬件接線，因此，其通用性和靈活性較差。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一臺(tái)可編程控制器，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，并取得了滿意的效果，可編程控制器自此誕生。PLC綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣控制技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、性能優(yōu)越、靈活通用、使用方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。無論是國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，都廣泛采用單臺(tái)或多臺(tái)可編程序控制器組成。所以，掌握PLC技術(shù)，是改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的重要途徑。目前，PLC與電氣控制在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。
《PLC原理及應(yīng)用》課程是我院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程。
二、機(jī)電電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的設(shè)計(jì)思路：
1．可編程控制器（PLC）控制實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)基本思路，就是要讓學(xué)生貼近生產(chǎn)實(shí)際，增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主性，加強(qiáng)動(dòng)手能力，靈活運(yùn)用PLC（包括擴(kuò)展模塊）及各種控制器件而不只是單純地為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)、開放、小課題以及畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生逐步了解并最終達(dá)到初步掌握應(yīng)用PLC的能力。
2．控制箱的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，所使用的元件、導(dǎo)線、連接方式、箱子外型等都盡可能與實(shí)際機(jī)械設(shè)備上的控制箱類似。
3．控制箱內(nèi)有足夠多的輸入和輸出元件，以及接觸器、時(shí)間繼電器、不同電壓等級(jí)的中間繼電器等，既能滿足基本教學(xué)需要，又便于進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用。各種控制電器的類型盡可能多樣化，讓學(xué)生能盡快了解不同種類的電器元件。
4．為了最大限度地提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又盡可能減少對(duì)元件器本身的損害，各種元器件輸入、輸出端子都被引接至端子排上，編上線號(hào)，并將編線號(hào)的分布情況繪成圖紙。學(xué)生可以根據(jù)圖紙，自行設(shè)計(jì)電路及接線方式。這樣既能使學(xué)生了解編號(hào)的設(shè)計(jì)方式，又能掌握編號(hào)接線的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能最大限度地保證元件設(shè)備完好。
三、機(jī)電電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的性能特點(diǎn)：
1．該控制箱的功能齊全，元器件數(shù)量和種類較多，既有實(shí)驗(yàn)、自行設(shè)計(jì)開發(fā)功能，又有體驗(yàn)實(shí)際的效果?？刂葡湓O(shè)計(jì)周全，外觀精美、體積小巧，安裝專業(yè)、線號(hào)清晰，接線方便、直觀性強(qiáng)，是一種通用型的PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。
2．控制箱只比普通電腦顯示器略寬一點(diǎn)，僅有1根電源線與外界相連，可以放置于普通實(shí)驗(yàn)桌上。建議1個(gè)學(xué)生使用1臺(tái)設(shè)備，也可以兩個(gè)人及更多學(xué)生同時(shí)設(shè)計(jì)、操作同一臺(tái)控制箱。必要時(shí)，甚至可以將若干臺(tái)控制箱進(jìn)行多個(gè)PLC的聯(lián)網(wǎng)操作。
3．每一個(gè)使用實(shí)驗(yàn)室控制箱的學(xué)生，都是第一次接觸這些廠礦企業(yè)實(shí)際在用的元器件和設(shè)備，動(dòng)手操作的能力非常有限。為此，將部分最常用的接線端子安裝在控制箱頂部，可以讓學(xué)生看清線路的安裝方法和線號(hào)，也便于接線；同時(shí)，對(duì)于初學(xué)者來說，不需要打開控制箱門就可以完成一般的實(shí)驗(yàn)，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。
4．控制箱的頂部，還有安裝著三個(gè)風(fēng)扇電機(jī)和兩個(gè)限位開關(guān)，是仿照工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中此類元件往往安裝在機(jī)械設(shè)備上、而不安裝于控制箱內(nèi)的情況，盡可能將生產(chǎn)實(shí)際展現(xiàn)給學(xué)生，增強(qiáng)直觀感受。采用軸流電機(jī)代替三相交流電動(dòng)機(jī)，以及三個(gè)大按鈕全部采用新型的保護(hù)式按鈕，能夠更有效地保證學(xué)生的安全。
5．各種類型的輸入和輸出點(diǎn)引出數(shù)量多達(dá)150個(gè)，便于學(xué)生對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展功能的應(yīng)用。并且在個(gè)別輸入、輸出點(diǎn)損壞的情況下，不影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)箱的使用。
6．所有的線號(hào)全部是電腦打印的，并采用字母加數(shù)字的方式按一定規(guī)律編排，既美觀又便于學(xué)生識(shí)別；由此，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解線號(hào)的作用，還提高了接線時(shí)的安全性。
7．所有穿導(dǎo)線的金屬面板孔都加裝了橡膠防護(hù)套，確?？刂葡涫褂脮r(shí)不發(fā)生漏電等意外事故。
8．安裝了兩個(gè)快速反應(yīng)的空氣開關(guān)，能更好地防止線路短路等事故發(fā)生，還為學(xué)生使用220V提供了一路單獨(dú)供電的電源。這兩個(gè)開關(guān)的順序操作功能，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生分段操作、減少事故發(fā)生的理念。
四、機(jī)電電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的可開實(shí)驗(yàn)：
可編程序控制器（PLC）實(shí)驗(yàn)控制箱可以由教師指定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可完成的實(shí)驗(yàn)主要有：不同電壓等級(jí)之間的間接控制，各種電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制，模擬交通信號(hào)燈控制，藝術(shù)造型彩燈控制，步進(jìn)電機(jī)控制，順序控制，自動(dòng)洗衣機(jī)模擬控制等等幾十種既定實(shí)驗(yàn)，以及數(shù)百種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
五、機(jī)電電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的技術(shù)性能配置與參數(shù)：
可編程控制器（PLC）24點(diǎn)I/O（14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)），220V指示燈6個(gè)，24V指示燈30個(gè)，220V和24V繼電器各5個(gè)，24V直流電機(jī)3個(gè)，24V/12V/5V（直流）開關(guān)電源一組
實(shí)驗(yàn)桌外觀尺寸：1600×800×800mm3
控制箱外觀尺寸：寬600×高550×厚250 mm3（加裝了所有元件后）
輸入電源：220V（交流）/24V（直流）
輸出電源：24V/12V/5V（直流）
裝置容量：100VA
可編程序控制器（PLC）
六、機(jī)電電氣實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、小車循環(huán)運(yùn)動(dòng)的控制、
2、傳送帶報(bào)警的控制、
3、電機(jī)的順序啟動(dòng)與停止、
4、搶答器、
5、電機(jī)啟停的控制、
6、十字路口交通燈控制、
7、多個(gè)傳送帶啟?？刂?、
8、大小球分撿裝置、
9、傳送帶報(bào)警的控制、
10、攪拌器的PLC自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、
11、LED數(shù)碼管顯示PLC自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、
12、四層電梯的PLC自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、
13、藝術(shù)彩燈造型的PLC控制實(shí)驗(yàn)、
14、電機(jī)的自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、
15、步進(jìn)電機(jī)的PLC控制、
16、自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)自動(dòng)售貨機(jī)實(shí)驗(yàn)、
17、自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)、
18、繼電器控制系統(tǒng)
并可在實(shí)際運(yùn)用中開發(fā)出更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
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