FCS-15型PLC可編程控制器實(shí)驗裝置(西門子S7-1500)

 一、概述
可編程控制器實(shí)驗裝置是專為目前各院校開設(shè)的“可編程控制器技術(shù)”、“可編程控制器及其應(yīng)用”課程配套設(shè)計的。它集可編程邏輯控制器、通信編程電纜、編程軟件、工控組態(tài)軟件、仿真教學(xué)軟件、模擬控制實(shí)驗板、實(shí)物等于一體，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)、多個PLC實(shí)際應(yīng)用的模擬實(shí)驗及實(shí)物實(shí)驗，裝置配備的主機(jī)采用西門S7-1500 CPU 1511C-1 PN型可編程控制器。為了結(jié)合教學(xué)要求，設(shè)計過程中參考了國內(nèi)多種教材，典型性的實(shí)驗項目，提供實(shí)驗所需的+24V/2A電源，裝置設(shè)有漏電保護(hù)、主機(jī)過壓保護(hù)功能。
二、技術(shù)性能
1.PLC主機(jī)：S7-1500 CPU 1511C-1 PN，175 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；60 ns；集成2x PN 接口；集成16 點(diǎn)輸入/16 點(diǎn)輸出，5 AI/2 AO，6 HSC@100kHz

2.輸出電壓：直流24V，電壓表指示
3.利用應(yīng)用軟件編程
4.電源輸入：交流220V，50Hz
5.電流 ≥2A，電流具有過載保護(hù)
6.外形尺寸：160×70×140 cm3
三、功能特點(diǎn)
1）實(shí)驗臺包括
A．直流電壓：0～30V可調(diào)輸出；直流電流：0～20mA；
B．～220V通過安全插座輸出
C．+24V/1A直流穩(wěn)壓電源輸出
D．+5V/5A直流穩(wěn)壓電源輸出
E. ±12V/1A直流穩(wěn)壓電源輸出
2）PLC主機(jī)的輸入輸出端口均已引到面板上。輸入可以接模擬輸入開關(guān)、行程開關(guān)或光電開關(guān)等。輸出可以接面板上的指示燈、數(shù)碼管和繼電器、直流電機(jī)和蜂鳴器，還可以與演示裝置相連接，可應(yīng)用實(shí)際的工業(yè)控制。
3）配置西門子：S7-1500 CPU 1511C-1 PN，175 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；60 ns；集成2x PN 接口；集成16 點(diǎn)輸入/16 點(diǎn)輸出，5 AI/2 AO，6 HSC@100kHz

4）實(shí)驗臺帶有24V/2A的電源?？梢灾苯佑糜谳敵鲐?fù)載或與演示裝置接口或與其它對應(yīng)裝置相連。
5）實(shí)驗臺結(jié)構(gòu)采用掛箱式，便于實(shí)驗項目擴(kuò)展和用戶第二次開發(fā)。
6）可完成PLC控制原理基本實(shí)驗、應(yīng)用實(shí)驗以及用于真正的工業(yè)控制。
7）該裝置是為了配合PLC可編程控制器實(shí)驗臺使用而設(shè)計的外接演示裝置。它由LED發(fā)光二極管、大型 LED數(shù)碼管、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用其他外圍電路模擬實(shí)際工業(yè)控制過程中的狀態(tài)，它形象生動的演示了PLC的整個執(zhí)行過程。通過該裝置，可以鍛煉學(xué)生的動手能力，能夠形象生動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對PLC的學(xué)習(xí)興趣。該裝置在演示屏上位置可任意移動、互換。
8）實(shí)訓(xùn)桌

1、采用鋁合金框架，實(shí)驗臺底下設(shè)有萬向輪，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺面高度約800mm，桌面板下設(shè)支撐框架，截面尺寸為30×30mm，承受力不少于200kg。立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。4只C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對稱件，外形約160×166×70mm，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂，表面靜電噴涂工藝。

2、桌子上方設(shè)有LED照明燈系統(tǒng)，中間設(shè)有專用型材設(shè)計的橫梁，可以掛放配套的鋁合金結(jié)構(gòu)的實(shí)驗?zāi)K。桌面為防火、防水、耐磨高密度防火板，采用PU封邊工藝，臺面厚度約25mm。

3、實(shí)驗桌下方設(shè)有柜子，底部配有4個1.5寸萬向帶剎車腳輪。

9）智能電源管理系統(tǒng)

1）該控制系統(tǒng)由無線遠(yuǎn)程實(shí)驗臺電源管理終端和實(shí)驗室電源遠(yuǎn)程控制軟件組成；

2）無線遠(yuǎn)程實(shí)驗臺電源管理終端啟動時需教師輸入正確密碼才能啟動電源，避免學(xué)員誤操作；

3）無線遠(yuǎn)程實(shí)驗臺電源管理終端由 2.8 寸顯示屏和數(shù)據(jù)采集模塊組成，實(shí)時顯示實(shí)驗臺三相電流值、三相電壓值、三相有功功率值、三相無功功率、功率因數(shù)、頻率等電參數(shù)；

4）輸入正確密碼登錄以后可以設(shè)置定時開關(guān)機(jī)、過壓報警開與關(guān)、過壓報警值、欠壓報警開與關(guān)、欠壓報警值、過流報警開與關(guān)、過流報警值、余額不足報警開與關(guān)

5）登錄以后可以進(jìn)行報警記錄查看，電量充值和剩余電量清零等操作；并且可以更改登錄密碼，系統(tǒng)對時、模式設(shè)置、熱點(diǎn)配網(wǎng)；

6）通過APP軟件可以查詢電源管理終端電源開關(guān)狀態(tài)，可以單獨(dú)開啟關(guān)閉學(xué)生實(shí)驗臺電源；全部開啟或全部關(guān)閉實(shí)驗臺電源功能；定時預(yù)約實(shí)驗臺電源開啟關(guān)閉功能。

7）APP軟件實(shí)時顯示設(shè)備溫度、用電量柱狀圖、三相總有功功率、總無功功率、A相有功功率、A相無功功率、A相功率因數(shù)、B相有功功率、B相無功功率、B相功率因數(shù)、C相有功功率、C相無功功率、C相功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率

8）APP軟件可以設(shè)置過壓報警開與關(guān)、過壓報警值、欠壓報警開與關(guān)、欠壓報警值、過流報警開與關(guān)、過流報警值、余額不足報警開與關(guān)

9）APP軟件可以給電表設(shè)備進(jìn)行電量充值。

10）通過APP可以把設(shè)備分享給其他成員

11）APP軟件的操作會實(shí)時的同步到電源管理終端

10）PLC實(shí)訓(xùn)模塊

三、基本實(shí)驗項目
1)PLC基本技能實(shí)訓(xùn)
1.PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)                            
2.PLC仿真實(shí)訓(xùn)
3．跳轉(zhuǎn)、分支功能實(shí)驗                   
4．移位寄存器實(shí)驗                 
5．?dāng)?shù)據(jù)處理功能實(shí)驗                      
6．微分、位操作實(shí)驗    
7．與、或、非邏輯功能實(shí)驗                
8．定時器、計數(shù)器功能實(shí)驗
2)PLC模擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
1.數(shù)碼顯示控制
2.搶答器控制（優(yōu)先級、數(shù)值運(yùn)算，具有聲效功能）
3.天塔之光控制（閃爍、發(fā)射、流水型）
4.音樂噴泉控制（具有聲效功能）
5.十字路口交通燈控制
6.水塔水位控制
7.自動送料裝車系統(tǒng)控制
8.四節(jié)傳送帶控制
9.裝配流水線控制
10.多種液體混合裝置控制
11.自控成型機(jī)控制      
12.全自動洗衣機(jī)控制（具有聲效功能）
13.電鍍生產(chǎn)線控制
14.自控軋鋼機(jī)控制
15.郵件分揀機(jī)控制
16.自動售貨機(jī)控制
17.機(jī)械手控制
18.四層電梯控制（實(shí)物）
19.加工中心控制（實(shí)物）
20.步進(jìn)電機(jī)PLC控制（實(shí)物）
四、PLC實(shí)驗桌
實(shí)訓(xùn)桌架要采用工業(yè)鋁型材結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板；采用電腦桌實(shí)訓(xùn)桌一體化設(shè)計，實(shí)訓(xùn)桌下部設(shè)有抽屜柜、電腦主機(jī)放置柜、鍵盤托架等，結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)，型美觀大方。
五、配套軟件
1.工業(yè)4.0仿真實(shí)訓(xùn)軟件采用三維建?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計算機(jī)仿真模擬技術(shù)，可以進(jìn)行PLC電氣控制仿真、電工電子仿真、氣動仿真、液壓仿真、傳感器仿真等工業(yè)常用技術(shù)仿真
1）PLC仿真可以通過PLC編程控制模型的相應(yīng)動作從而完成工序動作包含機(jī)械手仿真、自動門仿真、升降機(jī)仿真、分揀仿真、正反轉(zhuǎn)仿真、郵件分揀、流水線、自動分揀等。
2）電工電子仿真
（1）接線仿真（2）電路仿真（3）排故仿真（4）原理仿真（5）電機(jī)拆裝仿真，三相異步機(jī)拆分、單相異步機(jī)拆分等（6）儀器儀表的使用仿真萬用表、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、鉗形表等
3）氣動回路仿真
（1）軟件以氣動經(jīng)典22回路為依據(jù)開發(fā)出28回路的在線及離線仿真
（2）軟件中設(shè)置的14路“考考你！”表現(xiàn)為典型氣路設(shè)備故障。
（3）軟件狀態(tài)含“模擬運(yùn)行”“聯(lián)機(jī)運(yùn)行”即離線仿真、在線仿真。
4）液壓回路仿真其界面可清楚的展示液壓元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及液壓回路的工作過程。液壓傳動原理的動態(tài)演示并不少于18種動態(tài)演示。
5）傳感器仿真
（1）溫度變送傳感器器仿真包含溫度變送傳感器模擬拆裝；溫度變送傳感器模擬接線；溫度變送傳感器模擬運(yùn)行仿真
（2）液位傳感器仿真包含液位傳感器模擬拆裝；液位傳感器模擬接線；液位傳感器模擬運(yùn)行仿真
（3）流量傳感器仿真包含流量傳感器模擬拆裝；流量傳感器模擬接線；流量傳感器模擬運(yùn)行仿真
6）在線學(xué)習(xí)培訓(xùn)
（1）提供免費(fèi)遠(yuǎn)程單片機(jī)培訓(xùn)PLC培訓(xùn),伺服,步進(jìn),觸摸屏,變頻器, 單片機(jī)，數(shù)控，機(jī)器人，工業(yè)組態(tài)及網(wǎng)絡(luò)通信等全系列自動化技術(shù)培訓(xùn)
（2）教師可以遠(yuǎn)程通過新建不同班級、不同課程并上傳課程資料，可進(jìn)行網(wǎng)上試卷批閱，作業(yè)批閱，回答學(xué)生問題。
（3）教師可以自由組合不同教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)各種不同的教學(xué)方法，比如談話式、研討式、活動式、競賽式等等，學(xué)習(xí)體驗；
（4）學(xué)生可以登錄在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，進(jìn)行不同老師和不同課程學(xué)習(xí)，可以通過在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)向老師提問，做筆記，評價及參與話題討論
7）PLC運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示：PLC輸入電壓監(jiān)控，PLC輸出電壓監(jiān)控，PLC輸入開關(guān)監(jiān)控，PLC輸出開關(guān)控制以及PLC輸入電壓模擬量實(shí)時數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際需求添加128路。
8）PLC運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)：顯示PLC運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，可按時、天、月進(jìn)行查詢歷史數(shù)據(jù)曲線，以及歷史數(shù)據(jù)表格，可表格數(shù)據(jù)導(dǎo)出處理。
9）電機(jī)軟啟動及電機(jī)保護(hù)器的仿真
六、配置清單（每套配置清單）