一、概述
平臺(tái)可培養(yǎng)學(xué)生掌握PLC原理、編程方法、編程技巧、觸摸屏控制、變頻器控制及工程案例應(yīng)用。
平臺(tái)應(yīng)由PLC可編程控制器單元、電源、輸入輸出、智能被控對(duì)象單元、觸摸屏、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)等組成。
PLC技術(shù)智能應(yīng)用平臺(tái)可滿足，維修電工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)中的維修電工四級(jí)（中級(jí)）自動(dòng)控制電路裝調(diào)維修職業(yè)功能中的可編程控制器控制電路裝調(diào)、變頻器的認(rèn)識(shí)和維護(hù)等工作內(nèi)容；可滿足維修電工三級(jí)（高級(jí)）可編程控制系統(tǒng)裝調(diào)維修職業(yè)功能中的可編程控制系統(tǒng)分析與程序編制、可編程控制系統(tǒng)調(diào)試、可編程控制器故障排除等工作內(nèi)容；可滿足維修電工二級(jí)（技師）可編程控制系統(tǒng)裝調(diào)維修職業(yè)技能中的可編程控制系統(tǒng)分析與編程、可編程控制系統(tǒng)調(diào)試維修等工作內(nèi)容。
二、平臺(tái)設(shè)計(jì)說明
平臺(tái)由4個(gè)獨(dú)立單元組成
S7-1200中控單元與被控對(duì)象單元，分別采用緊湊式設(shè)計(jì)，方便移動(dòng)，放置在桌面使用，中控單元包括：PLC可編程控制器單元、電源單元、輸入輸出單元、觸摸屏做為一個(gè)整體，被控對(duì)象分為高級(jí)操作面板，傳送帶、電機(jī)啟動(dòng)器。 
1、S7-1200中控單元技術(shù)參數(shù)
（1）S7-1200 PLC
1個(gè)S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC， CPU 1214C，緊湊型CPU DC/DC/DC,集成輸入/輸出： 14 DI24V直流輸入，10晶體管輸出24 V直流， 2AI 0 - 10VD，供電：直流DC20.4-28.8 V，可編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)：100KB；
1套SIMATIC STEP 7 Basic 16 版；浮動(dòng)許可證；工程組態(tài)軟件 在TIA博途中；DVD 上的軟件和文檔；許可證密鑰在U盤上；；6種語言：德語，英語，法語，西班牙語，意大利語，中文； 可在以下操作系統(tǒng)下運(yùn)行 Windows 7（64 位）， Windows 10（64 位）， Windows Server 2012R2（64 位）， Windows Server 2016/2019(64)； 用于組態(tài) SIMATIC S7-1200 SIMATIC 精簡(jiǎn)面板。
1個(gè)模擬量輸入輸出模塊 SM1234，4路模擬量輸入和2路模擬量輸出，+/-10VDC（14位）。
1個(gè)SM1223數(shù)字量輸入輸出模塊 16輸入24VDC/16輸出。
1個(gè)CB1241， RS-485，接線盒，支持自由端口。
（2）電源單元：電源模塊PM1207調(diào)節(jié)型電源 輸入：AC 120/230 V 輸出：24 V DC/2.5 A 。
（3）輸入輸出單元
設(shè)有一個(gè)37芯D型插座，將中控單元的16Di和18DO連接到插頭，用以擴(kuò)展各種負(fù)載，同時(shí)還布置2路AI和2路AO接口
設(shè)有模擬量指示調(diào)節(jié)單元，可輸出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)（0-10V）給PLC的模擬量輸入。
設(shè)置一個(gè)37芯D型插座，用于將中控單元與單軸步進(jìn)電機(jī)和氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)單元連接。
（4）觸摸屏單元
1個(gè)KTP700基本版，精簡(jiǎn)面板，按鍵式/觸摸式操作， 7" TFT 顯示屏，65536 顏色， PROFINET 接口，可項(xiàng)目組態(tài)的版本 WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13，
SIMATIC WinCC Basic V16，工程組態(tài)軟件在TIA博途中；浮動(dòng)許可證；DVD上的軟件和 文檔；許可證密鑰 許可證密鑰；；6種語言：德語，英語，法語，西班牙語，意大利語，中文；用于組態(tài) SIMATIC 精簡(jiǎn)面板  
1個(gè)SCALANCE XB005工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，帶5個(gè)10/100MBIT/S接口。
（5）主機(jī)操作單元
帶8路開關(guān)量輸入；帶8路開關(guān)量輸出LED指示 
2路電位器模擬量輸入（0-10V）；1路模擬量輸出顯示（0-10V）；1路波開關(guān)用于轉(zhuǎn)換模擬量輸入輸出顯示
1個(gè)手輪編碼器，AB 90°相差脈沖輸入，100脈沖/周，學(xué)習(xí)旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用，高速脈沖計(jì)數(shù)等
配置步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、用于模擬限位和零點(diǎn)的接近開關(guān)，可進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)限位控制與零點(diǎn)控制
（6）Demo的尺寸
高x寬x深=415mmx235mmx333mm
2、高級(jí)操作面板
（1）DI/DO單元
開關(guān)量輸入板：設(shè)備提供了獨(dú)立的16個(gè)開關(guān)，采用源型（PNP）工作方式，該開關(guān)設(shè)有3個(gè)位置，中間為OFF狀態(tài)，向左為保持型開關(guān)ON狀態(tài)，向右為瞬動(dòng)型開關(guān)ON狀態(tài)。對(duì)應(yīng)16個(gè)PLC輸入地址。
LED矩陣板：LED矩陣板包括了121個(gè)LED指示燈，分布的指示燈有紅黃綠三種顏色，采用源型（PNP）工作方式，每個(gè)指示燈都要預(yù)定了的地址，地址被包含在左側(cè)的16DI和右側(cè)的16DQ范圍內(nèi)。他們的使用只有當(dāng)特定的功能卡片蒙在上面時(shí)，可以看到透過功能卡片的小孔透出來的指示燈，該指示燈的地址也同時(shí)在卡片上標(biāo)定，只要按照卡片的地址有相應(yīng)的輸入輸出操作，相應(yīng)的指示燈就會(huì)被點(diǎn)亮，表示實(shí)現(xiàn)了某一特定功能。每種被控對(duì)象通過更換卡片方式完成不同的實(shí)訓(xùn) ：1)汽車燈光雨刷等模擬控制控制; 2) 汽車的車門、車窗控制； 3）三層單梯電梯控制；4）十字路口紅綠燈控制；5）工業(yè)洗衣機(jī)控制；6）配料加料控制；7）車間大門控制；8）物料傳送控制；
16個(gè)LED指示燈顯示板：設(shè)備提供了獨(dú)立的16個(gè)LED指示燈，采用源型（PNP）工作方式，指示燈均為綠色。對(duì)應(yīng)16個(gè)PLC的輸出地址
4位8421碼輸入開關(guān)，4位譯碼顯示器
模擬量輸入輸出單元：2路模擬量輸入和2路模擬量輸出，模擬量的規(guī)格是-15V~+15V
真實(shí)具備加熱功能的PID溫控器：該單元主要是用于指導(dǎo)學(xué)生提高對(duì)PID閉環(huán)控制的理解，溫度控制單元包括兩路開關(guān)量的輸入，分別控制對(duì)負(fù)載進(jìn)行加熱和冷卻，它們都是24Vdc控制。當(dāng)加熱管腳輸入高電平時(shí)，溫度控制單元開始對(duì)負(fù)載進(jìn)行加熱，負(fù)載電流24mA，加熱溫度小于70℃。當(dāng)風(fēng)冷管腳輸入高電平時(shí)，溫度控制單元的冷卻風(fēng)扇啟動(dòng)，用于對(duì)負(fù)載進(jìn)行冷卻。負(fù)載的溫度通過溫度變送器，將溫度轉(zhuǎn)換成0~10V的模擬量電壓信號(hào)，0V對(duì)應(yīng)著0℃，10V對(duì)應(yīng)100℃。溫度信號(hào)通過設(shè)置在上方的AI3輸出到插頭上，通過插接線連接到PLC上。如果PLC可以接受Pt100的鉑電阻溫度傳感器的信號(hào)，也可以通過Pt100的插孔直接連接Pt100的信號(hào)。通過對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行加熱和冷卻的雙向控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制。風(fēng)冷也可以作為一種擾動(dòng)的負(fù)載，檢驗(yàn)PID的控制效果。
3、傳送帶模擬器
通用37針接線插頭；單元啟動(dòng)停止按鈕和指示燈；傳送帶可以正反轉(zhuǎn)；3個(gè)接近開關(guān)；1個(gè)光電開；4個(gè)按鈕；4個(gè)LED指示燈；1個(gè)蜂鳴器；Demo 尺寸：長(zhǎng)x深x高=360mmx180mmx80mm。
4、電機(jī)啟動(dòng)電路
三相3P線路保護(hù)器；星三角啟動(dòng)電路；V20變頻控制器；四孔按鈕盒；三相異步電機(jī)（120w）*3；每個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置包括V20標(biāo)準(zhǔn)變頻驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)教育培訓(xùn)包；SINAMICS V20 變頻器單元，支持modbus通訊，帶操作面板；PLC與V20有兩種控制方式，可以提供Modibus進(jìn)行UUS網(wǎng)絡(luò)通訊擴(kuò)展，同時(shí)也可以通過開關(guān)量和模擬量控制V20；電機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)電路；外形尺寸：660mmx540mmx320mm。
5、單軸步進(jìn)電機(jī)和氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)單元
單軸步進(jìn)電機(jī)和氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)單元是在傳送帶模擬器基礎(chǔ)上的功能增強(qiáng)，是與傳送帶模擬器配套使用的。使用時(shí)需將傳送帶嵌入其中。
該實(shí)訓(xùn)單元包括了一條步進(jìn)電機(jī)單軸模組，有效行程220mm，采用42步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，PLC可以通過使能，脈沖和方向控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行
直線模組包括左右限位傳感器和參考零點(diǎn)傳感器，用于學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)的限位和尋零。
配置SMC雙軸氣缸和夾爪氣缸用于垂直軸運(yùn)行和工件爪卡。
Demo 尺寸：長(zhǎng)x深x高=400mmx220mmx320mm。
6、資源共享接線端子臺(tái)
PLC的IO資源大多被連接到37芯插座上，為了方便學(xué)生接線和其他負(fù)載能夠方便接入中控單元，設(shè)置37芯共享端子臺(tái)，用以將37芯插座轉(zhuǎn)化成端子。
7、編程用計(jì)算機(jī)
8、配套實(shí)驗(yàn)桌
尺寸（長(zhǎng)*寬*高）：1500mmx750mmx750mm
桌面：采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的防靜電膠皮全面覆蓋，防靜電膠皮厚2mm，面板采用三聚氰胺聚合板，面板厚度為25mm。
桌架：采用鋼壁厚為1.2mm的加厚鋼管，鋼管截面為40mm*40mm,采用靜電噴涂防銹漆工藝，定制電腦主機(jī)位。
三、可完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目（可根據(jù)客戶需求增配）
1．基本指令編程練習(xí)
2．汽車燈光雨刷等模擬控制控制;
3．汽車的車門、車窗控制；
4．三層單梯電梯控制；
5．十字路口紅綠燈控制；
6．工業(yè)洗衣機(jī)控制；
7．配料加料控制；
8．車間大門控制；
9．物料傳送控制；
10．PID溫控器
11．傳送帶模擬器
12．電機(jī)啟動(dòng)電路
13．單軸步進(jìn)電機(jī)和氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)單元
14．WINCC組態(tài)實(shí)訓(xùn)
15．變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
16．變頻器報(bào)警與保護(hù)功能
17．外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
18.變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
19.多段速度選擇變頻調(diào)速
20.基于外部模擬量控制方式的變頻調(diào)速
21.PLC控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)
22.基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速
23.基于PLC模擬量控制變頻開環(huán)調(diào)速
24.基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速
25.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
26.基于觸摸屏控制方式的LED控制
27.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制