一、設（shè）備概（gài）述實訓裝置要求可（kě）以用於學生對（duì）可編程控製器(PLC)的編（biān）程學習、工業網絡架構認識與熟悉、工業以太網通訊（xùn）及編程、觸摸屏現場控製、組態軟件控製與監控、遠程

 一、設備概述

實訓裝置要求可（kě）以用（yòng）於學生對可（kě）編程控製器(PLC)的（de）編程學習、工業網絡架構（gòu）認（rèn）識與熟悉（xī）、工業以太網通訊（xùn）及編程、觸摸屏現場控製、組態軟件控製與監控、遠程控製及工業複雜網絡架構控製（zhì）設計、實物對象設計及控製設計及各種傳感器（qì）及工業元器件的認識與使用，同時還可多個PLC實際應用實物控製等教學。每組實驗裝置配置可編程控製器、變頻器、觸摸屏、電動機組（zǔ）、編程（chéng）軟件、仿真實訓組態等。同時包（bāo）含工業互（hù）聯網技術裝備安裝調試、智能製造數字孿生場景（jǐng）搭建、智能製造基礎網絡架構與數據聯通（tōng）、網絡信息安全保障以及數字化、網絡化、可視化技術綜合運用等為核心內容;

裝置采用掛箱與（yǔ）網孔板相結合的組合結構，實驗裝置分上、中、下三層結構，上（shàng）層部分為實驗模擬對（duì）象（xiàng），每個實驗對象（xiàng）為一個獨立的實驗盒，實驗盒采（cǎi）用（yòng）插槽式的固定方式，即

牢固（gù）又方便更換;中層結構為控製屏和網孔板，PLC采用掛箱式安裝方式，可掛在控製屏上方，也可放置在實驗桌上使（shǐ）用;下（xià）層為實驗桌和移動櫃，造型美（měi）觀大方。網孔板能夠安裝電氣元件，快速插接配盤，提高效率;可任意搭配組合電氣元（yuán）件;可完成PLC邏輯編程（chéng）與（yǔ）實際（jì）繼（jì）電控製的結（jié）合;

本實驗（yàn）裝置需集可編（biān）程控製器、組（zǔ）態監控、伺（sì）服控製技（jì）術（shù）、繼電器控製、實物模型、電機等（děng）於一體，可直觀地進行PLC基（jī）礎（chǔ）知識、項目式編程技術、PLC電機（jī）控製（zhì）技術、變頻（pín）調

速技術、PLC變頻調速控製、觸摸屏組態與控製技術、工業通訊技術、工業網絡控製與繼電控製等專業技術的學習與練習，滿（mǎn）足各高等院校、職業學校對PLC實驗教（jiāo）學的要求;

裝置采用模塊化（huà）的設計（jì）結構，PLC、觸摸屏、變頻器、伺服、實驗對象（xiàng）等都是單（dān）獨的模塊，便於擴展（zhǎn）實驗內容和能力的提（tí）升，另外電子（zǐ）線路和實（shí）訓模塊設計在網（wǎng）孔板上，一目（mù）了

然，可提高（gāo）學生對電子線路和（hé）電氣結（jié）構的認識，加深（shēn）基本原（yuán）理的理解，可擴展多（duō）種能力提（tí）升方案;

二、主要參數

1.輸（shū）入電（diàn）源:三相四線~380V±10% 50Hz;

2.工作（zuò）環境:溫度-10C~+40℃,相對（duì）濕度<85%(25C),海拔（bá）<4000m;

3.裝置（zhì）容量:≤1.5kVA;

4.實（shí）驗台外（wài）形尺（chǐ）寸:≥1440*750*1750mm;

三、組成及功能

1、控製屏要求

要求采用鐵質雙層亞光密紋噴塑結構加工，經過酸洗、磷化、噴塑處理，外觀光澤大方，經久耐用。三相380V交流電（diàn）源經（jīng）空氣開關後給裝置供（gòng）電，設有保險絲和漏電保護。配置單相交流220V插座四（sì）組;

2、實驗桌要求

桌子台麵板要求采用≥25mm厚高密度纖維板外貼進口防火板，橙色PVC截麵封邊，具有耐磨、耐熱（rè）、耐（nài）汙、耐煙灼、耐菌（jun1）、防黴、抗靜電及易清潔等特點;正麵左右兩邊采用

圓弧設計，安全（quán）使用，外觀簡（jiǎn）約（yuē）大方。

桌（zhuō）體要求采用工（gōng）業鋁合金型材一次成型，陽極氧（yǎng）化工藝處理，截麵尺寸不低於70mm*70mm，開有標準滑槽（cáo），可以根據需求安裝不同的配件（jiàn），鋁型材凹槽采用橙色襯條裝飾，鋁型材上下各有3塊擋板支撐，擋板采用≥1.2mm冷軋鋼（gāng）板製（zhì）作，表麵橘紅色噴塑工（gōng）藝（yì）處理，並規（guī）整（zhěng）分布3排8*73mm腰孔，桌體的平衡可由腳下鋁壓鑄件上的腳輪進行調節，腳輪帶刹車功能便（biàn）於（yú）固定。

台麵要求通（tōng）過至少四個鋁（lǚ）壓鑄件浮空式連接支撐，厚度要求5mm，表麵橙色噴（pēn）塑工藝處（chù）理。桌麵要求高度≥750mm，桌體承載重量≥300KG。

桌體自帶抽屜1隻，采用≥1.2mm冷軋鋼片成型，表麵（miàn）橘紅（hóng）色噴塑工藝（yì）處理;要求配有1隻移動櫃，采用圓弧卷邊冷（lěng）衝壓鈑金一體成型，封閉式結構，櫃（guì）體四邊圓弧設計，表麵噴塑工藝處理，尺寸:≥400*500*600mm,3層抽屜采用聯體鎖設計，底部配有≥4個1.5寸萬向帶刹（shā）車腳輪。

3、交流電源控製單（dān）元要求

三相四線380V交流電源經漏電保護開關後給工作台供電，設有保險絲保護，控製屏的（de）供電由急停（tíng）和啟停開關控製、提供工作台所需要的交流工作電源;

4、直流電源（yuán）控製單元要求

提供一體化（huà）工業標準直流信（xìn）號0-10V和4-20ma，集成4位數（shù）顯表（biǎo）顯示，精度0.01級，0.1mv的跳動變化，數字編碼器粗微調雙（shuāng）模式調節，具有高精度，低紋波（bō），工業級長時間工

作等特（tè）點。

5、網孔板（bǎn）要求:

網孔（kǒng）板1塊，采用1.50mm不鏽鋼板激光切割而成，底部設置有方管加強筋，可以安裝在設備上，也可以平放在電腦桌上，網（wǎng）孔板采用5mm長孔加（jiā）工（gōng），整（zhěng）體設計規範，合（hé）理，電

氣元器件（jiàn）在任何角度，任何方位都（dōu）能輕（qīng）鬆裝配、調整。網孔板的尺寸為650*720mm,孔大小為5mmx10mm(±2mm),左右設有手柄方便（biàn）拆卸和搬（bān）運。

6、PLC主機（jī）及（jí）掛箱要求:

 (1)尺寸不低於300*298*100mm，金屬材質，外表麵環氧噴塑處理，麵（miàn）板厚（hòu）度不低於1.5mm，彩色印（yìn）刷。

(2)集成DI/DO的實驗導線插拔接口，快速連接至控製對輸入輸出接口，避免複雜（zá）的電氣連接線（xiàn）;

(3)采用三（sān）菱第5代小型可（kě）編程控製器FX5U-32MT/ES，供電電壓AC100~240V，集成至少16路（lù）數字量輸入至少16路數字量晶體管輸出，至少2路（lù）模擬量輸入，至少（shǎo）1路模（mó）擬

量輸出，支持至少6路高速脈衝輸出，內置RS485、以太網接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N網絡、MODBUS、以太網通訊，配（pèi）有通信編程（chéng）電纜。

7、擴展（zhǎn）PLC主機要求:

采用西門子（zǐ）緊湊型PLC產（chǎn）品S7-1200CPU1215C DC/DC/DC，供電電壓DC20.4~28.8V，集成（chéng）至少14路數字量（liàng）輸入,至少10路數（shù）字量晶體（tǐ）管輸出，不低於2路模擬量輸入2路模

擬量輸出，內置不低於150KB工作存儲器/4MB負載（zǎi）存儲器/至少10KB保持性存儲器（qì）、6個高（gāo）速計數器，不低於4軸高速（sù）脈衝輸出，集成以太網接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、S7協（xié）議通訊、PROFIBUS、PROFINET等通（tōng）信，配有通信編程電纜。

8、觸摸屏掛箱（xiāng）要求:

觸摸屏要求采用昆侖（lún）通態MCGS TPC7032KT，供電電壓24±20%VDC，Cortex-A7CPU，主頻（pín）≥800MHz,內存不低於256M;至少7英寸高亮度（dù）TFT液晶顯示（shì）屏，分辨率≥800x480;集成以太網接口、RS232、RS485、USB接口，能夠使學員了解工業觸摸屏的功能（néng）及使用方法、掌握（wò）與PLC之（zhī）間（jiān）的通信知識，並掌握複位、置位、交替等功能鍵、

9、伺（sì）服模塊要求:

(1)伺服係統采用西（xī）門子高效伺（sì）服係（xì）統V90，0.2KW，供電電壓1AC~240V集成至少10路數字量（liàng）信號輸入(NPN/PNP),至少6路數字量信號輸出(NPN),至少2路模擬了輸入（rù）(±10V分辨率13位)，至少2路模擬（nǐ）了輸（shū）出(±10V,分辨率10位)，具有位置、速度、扭矩等多種控（kòng）製方式（shì），支持脈衝輸入(最高可達1Mpps)，模擬（nǐ）電壓，通（tōng）訊設定多種指令:至少7段（duàn）LED顯（xiǎn）示，參（cān）數實時自動（dòng）優化;電機最（zuì）大扭矩1.91Nm,最（zuì）大電流咋（zǎ）4.2A，轉速不低於3000r/min，配有增量編碼器不低於2500ppr，振動等級不低於A級，徑向抖動公（gōng）差（chà）N級。

(2)步進係統

42型步進係統(兩相四線)

步進係統輸入電壓要（yào）求DC20~36V，斬波頻率大於35KHZ，電流要求（qiú）可由開關設定，最大驅動電流要求1.68A/相,細分要求可選2、4、8、16、32、64，雙（shuāng）極性恒流斬波方式，靜止時電流自動減半。要求配套42型步進電機，步距角1.8，電壓3.8V，電流0.95A，電阻（zǔ）4歐，電感3mH，引線數4，轉動慣量34g.cm2。

(3)執（zhí）行機構

要求控製對象集傳感器、伺服電（diàn）機、接線端子、直（zhí）線模組、標尺等（děng），通過傳（chuán）感器信（xìn）號采集，對伺服（fú）/步進電機進行開關量控製、時序（xù）邏輯控製，實現自動控（kòng）製（zhì）功能（néng）。

10、變頻器要（yào）求

采用西門子緊（jǐn）湊型變頻器G120C，功率（lǜ）≥0.55kW，供電（diàn）電壓3AC~380V，輸出頻率0~550Hz，精度≥0.01Hz。集成至少6路數字量輸入，至少1路繼電器輸出，至少1路晶體管（guǎn）輸出，1路模擬量輸入，1路模擬量輸出;支持PROFINET通訊。配有（yǒu）基本（běn）型BOP操作麵板，具有矢量控製、V/F、V/F ECO控製和無傳感器的矢量控製(SLVC);具有PID控製器（qì）、電機抱閘控製、自（zì）由功能塊（kuài）和固定轉速設定值等多種功能;具備欠電壓、過電壓、過載、接地故障、短路、堵（dǔ）轉、電機抱閘保護（hù）、電機過溫、變頻器過溫、參數互（hù）鎖等保護功能。

配（pèi）套三（sān）相異步電動機(380V/4):0.35A、90W、1400r/min。

11、低壓電氣套件要求

(1)AC220V指示燈≥2個;

(2)AC220V按鈕(1NO+1NC)≥3個（gè）;

(3)AC220V交流接觸器≥3個（gè）;

(4)熱繼（jì）電器（qì）≥1個;

(5)DC24V中間繼電器及座≥3個;

(6)3位按鈕盒≥2個;

12、基礎練習模塊要求

配有掛箱一 音樂噴泉/搶答器/基礎實驗（yàn）；掛箱二 裝（zhuāng）配流水線/交通信號燈/自動供水/天塔之光；掛箱三 自動送料裝車/傳送帶/多種液體混合裝置/自動售貨機/自動軋鋼機；掛箱四（sì） 自動成型係統/機（jī）械手（shǒu）控製/溫度控製（zhì）/直流電機控製；掛箱五 郵件分檢係統/步（bù）進（jìn）電（diàn）機的控製；掛箱六 加工中心刀具庫（kù）/洗衣機自動控製；掛箱七 四層電梯的PLC控製/中間繼電器（qì）；等實驗掛箱的使用和編（biān）程，實現PLC基礎應用學習訓練。

13、溫度模塊功能要（yào）求

模塊使用溫度加熱棒作（zuò）為控製對象，控製對象采用有機玻璃進行防護，防止人員觸摸燙傷。通過PWM斬波電路來控製其（qí）加（jiā）熱，配套有直流風扇，用於溫度（dù）調節，當溫度下降時PWM斬（zhǎn）波電路可控製其加熱。通過PID調節使實際溫度（dù）可跟隨控製指（zhǐ）令的變化而（ér）變化。采樣熱敏電阻Pt100配合溫度檢測電路，實現輸入（rù）0-10V的直流信號控製PWM占空比，溫度信號輸（shū）出（chū）0-10V的（de）直流電壓信號，以（yǐ）便實現閉環控製。

14、工業互聯網實訓（xùn）套件

(1)邊緣網關

智（zhì）能工業通（tōng）訊網關，在穩固（gù）的標準RISC平台設計基礎搭配無線通訊方式，多種通訊（xùn）協議的支持以及雲端整合。是一款基於RISC架構的智能無線T業網關，具備（bèi）開放月穩健的平台設計，支持以太網有線通訊及WIFI/3G/GPRS/4G無線通訊方（fāng）式，兼容多種工（gōng）業標準通訊協議Modbus及IEC-60870，並且可與WebAccess上層軟件（jiàn）有效整合。

要求透過Mini-PCIe接口支持GPRS,3G,4G,Wi-Fi接入(板載SIM卡（kǎ）插（chā）槽)

要求多協議支持(Taglink軟件):Modbus/RTU, Modbus/TCP,IEC-60870/104,DL_645

Cortex A8 800MHz (TIAM3352)

256MB DDR3L RAM

2 x Micro-SD插槽(內置1GB SD image卡)

1x USB 2.0

2x10/100MB以太網接口（kǒu）

4x RS-232/485獨立串口（kǒu）

RT Linux V3.12

(2)工業互聯網（wǎng）平台

要求平台將數據接入、數據分析、數據存儲、數據應用、數據轉發等雲端能力以輕量化部署的方式下沉到邊緣，可離線自治，亦可組成雲邊協同的（de）方案，提供雲邊協同的一致化管理（lǐ）和服務:支（zhī）持跨OS輕量化部署，性能較傳統SCADA軟件提升十倍:技（jì）術架構靈活開放，南向設（shè）備數據采集和數據庫（kù）接入協（xié）議，數據處理算子，北向數據轉發（fā）規則均可支持插件化（huà）開發和部署，可對接第三方MES/MOM或第三方雲平台。主要提（tí）供以下核心功能:

1、協議適配要求:支持（chí）常用的工業協議，支持協議定製，支持協議（yì）采用（yòng）插件化的方式擴展。

2、數據采集要（yào）求:支持采集設備數據、消息中間件數據、數據庫數據等多種數據源的數據。

3、設備管理要求（qiú）:支持設備狀態（tài）監控，物模型管理以及設備影子等功能。

4、數據處理要（yào）求:支持在（zài）邊緣端（duān）對數據進行清洗（xǐ）過濾，有效數據上（shàng）雲:支持（chí）數據（jù）處理插件化擴展，

5、遠程運維要求:支持多操作係統（tǒng）的OTA升級、應用倉庫管理（lǐ），支持設備進程及應（yīng）用管理。

6、雲邊協同要求:支持邊緣端與雲端應用、數據、服務協（xié）同，支持邊緣離線自治。

7、規則轉發要求:支持豐富的數據源和轉發目標，支持自定義轉發格（gé）式（shì），支持數據轉發插件（jiàn）化擴展。

8、可視（shì）化要求:支持2D報表可視化以及（jí）3D數字孿生可視化（huà），支持低代碼自（zì）定義炫酷報表。

四、實訓項目

(一)電機拖動控製實訓（xùn）

1.三相異步電動機直接啟動控製

2.三相異步電動機接觸器點動（dòng）控製線路

3.三相（xiàng）異步（bù）電動機接觸器自鎖控製線路（lù）

4.Y-4啟動自動控製線路

5.接觸器聯鎖（suǒ）的正反轉（zhuǎn）控製線路

6.按鈕聯鎖的三相異步電動機接觸器（qì）正反（fǎn）轉控製線路

(二)PLC基礎控製實訓

1.可編程控製（zhì）器（qì）的基（jī）本指（zhǐ）令編（biān）程練習;

2. 搶答器控製（優先級、數值運算，具有聲效功（gōng）能）

3. 天塔之光控製（閃爍、發射、流水型）

4. 音樂噴泉控製（具有聲（shēng）效（xiào）功（gōng）能）

5. 十字路口交通燈控製

6. 水塔水位控製

7. 自動送料裝車係統控製

8. 四節傳送帶控製

9. 裝配流水線控製

10. 多種液體混合裝置控製

11. 自控成型機控製

12. 全自動洗衣機控製（具有聲效功能）

13. 自控軋鋼機控製

14. 郵件分揀（jiǎn）機（jī）控製

15. 自動售貨機控製

16. 機械（xiè）手控製

17. 四層電梯控製

18. 加工中心控（kòng）製

19. 步進電機PLC控（kòng）製

(三)觸摸屏組態及應用

1、觸（chù）摸屏認知與選型

2、觸摸屏組態（tài）軟件實訓

3、觸摸屏網絡配置與組（zǔ）態

4、PLC與觸摸屏通（tōng）訊實訓（xùn）

(四)變頻器控製實訓

1、變頻器功能參數設置與操作

2、變頻器外（wài）部端子點動控製

3、變頻器控製電（diàn）機正反轉

4、多段速度選擇變頻調速

5、外部模擬量（liàng）方式的變頻調速控製

6、變頻器通信控製

(五)伺服運動控製（zhì）實訓

1、伺服（fú）電機參數設置實訓

2、伺服電機上位機控製實訓

3、伺服電機通信控製實訓

4、伺服電機模（mó）型複雜邏輯控製實訓（xùn）

5、基於伺服的小車定位控製實訓

(六)步進電機控製實訓

1、步進電機接線實訓

2、步進電機參數設置實（shí）訓

3、步進電機點動（dòng）控製實訓

4、步進電機脈衝定位控製實訓

5、基於步進的（de）小車定位控製實訓

(七（qī）)PLC、觸摸屏、變（biàn）頻器綜合控製實（shí）訓

1、觸摸屏與（yǔ） PLC控（kòng）製方（fāng）式的基本指令編程練習

2、觸摸屏與 PLC控製方式（shì）的數碼顯示控製

3、觸摸（mō）屏（píng）與 PLC 控製電動機點（diǎn）動與自鎖（suǒ）項目（mù）;

4、觸摸屏與 PLC 控製電動機正反轉項目;

5、觸摸屏與 PLC 控製電（diàn）動機星三角啟動項目;

6、觸摸屏與 PLC 控（kòng）製電動機反接製動項目

7、觸摸屏與 PLC控製（zhì）的變頻調速項目

8、觸摸屏與 PLC 控（kòng）製伺服係統定位項目

9、基於PLC的變頻器外部端子的電機正（zhèng）反轉控製

10、基於PLC數字量方（fāng）式多（duō）段速控製

11、基於PLC模擬量方式（shì）變頻開環調速控（kòng）製

12、基於PLC PROFINET通信方式的變頻開環調速

13、PLC之間PROFINET網絡通信

14、工（gōng）業網絡創新控製實訓

(八)工業互聯網控製實訓

1、認識PLC與總線及硬件接口和通訊協議

2、安裝調試（shì）PLC與總（zǒng）線和智能網關硬件

3、環境（jìng）數據采（cǎi）集和配置（zhì）

4、網關與工業互聯網雲平台軟件進行連接及通訊

5、網關IP地址和采（cǎi）集數據配置

6、工業互聯網雲平台軟件的常規功能設置

7、工業互聯網雲平（píng）台（tái）軟件傳輸數（shù）據接口配置

8、工業互聯網雲平台軟件輸入和輸出確（què）定

9、工業互聯網（wǎng）雲平台軟件自動（dòng）采集數據配（pèi）置