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JSPLC-5型 PLC变频器实验平台


一、设计简述 

实训装置由可编程控制器PLC、实验模块、电机拖动组件等组成。实训装置充分考虑实用性、可靠性与安全性,采用框架式网孔板结构。各个器件模块可自由布局安装在网孔板上,有利于学生训练电气设计布局能力。装置上可直观地进行PLC的基本指令练习、PLC技术的应用模拟等实验内容,可充分发挥学生的电气控制与分析能力和综合拓展能力,适合高等院校、职业学校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用等专业的《可编程控制技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》等课程的教学与技能实训。

二、主要参数

1.工作电源:三相四线AC380V+10% 50Hz;
2.工作环境:温度-10°C~ +40°C,相对湿度< 85%(25°C) ,海拔< 4000m ;

3.装置容量:≤1.5KVA ;

4.外形尺寸: 1000mmx 700mmx 1900mm ;
5.安全保护:具有接地、漏电压、漏电流保护,安全指标符合国家标准。
三、实验台综合保护装置

能够对实验台的过压、漏电、过流、短路做到 100%的有效保护。能够实时监测实验台内部是否存在故障,如有涉及人身安全或损坏设备的故障发生,系统会马上保护并发出相应的保护报警信息。

综合保护装置主要具有以下几项功能:

(1) 过压保护: 当相电压达 300V  及以上时 , 即进行过压保护。实验台电源经电源线、实验台总电源开关、进入实验台综合保护装置。当电网电压出现过压时(例如零火线接错、三相电不平衡等因素)系统能够及时发出保护指令,切断各种用电设备的电源,包括实验台内部的用电设备(例如智能仪表、信号源、调压器等等)和插在实验台上的示波器、电脑等设备。并在控制面板上输出相应的声光报警信号,过压消除后自动恢复正常工作。

(2) 双重漏电保护: 当机壳对中线电压达到或超过 70V  时,整机进行漏电保护,实验台配置电流型漏电保护装置,采用零序电流互感器实时监测剩余电流(即漏电电流),一旦超过设定值,装置能在 0.1S 内断开电源, 符合  GB16917.1、 、1 IEC61009-1  国家标准。实验台配置电压型漏电保护装置,该装置实时监测机壳电压,一旦电压超过设定值,系统会立刻切断输出电源,并在控制面板上输出相应的声光报警信号,过压消除后自动恢复正常工作。

(3) 过流、短路保护: AC  过流保护电流 ( 2.8A-3A /DC  过流保护电压( 2.8A-3A )、实验台上都配有三相电源,其特点是电压高、电压可调、电流输出能力强,在实验过程中不可避免的会发生过载、短路,若果没有一个有效的保护装置,就会造成设备损坏甚者引起火灾。保险丝具有低成本、高可靠性、一次性的特点,但是用在实验台上更换是个很大的麻烦,尤其是实验台数量多、人员多,有时玻璃管保险丝还会碎在保险管座内,给实验带来很大的麻烦。电流互感器更够隔离强电,采集电流信号,但是在做半波整流输出时,电源输出的是直流电流,互感器只能耦合交流信号,此时保护失效。断路保护器在低压时保护失效。结合综合保护装置,能够在任何电压值、任何形式的电流(交流、直流、半波等),只要达到设定值系统会立刻切断电源,保护 100%有效,并在控制面板上输出相应的声光报警信号,故障消除后,按复位按键恢复正常工作。

(4) 浪涌保护:系统在多处设有 TVS 管,能够有效吸收电网或自身生产的浪涌电压或电流,能够有效保护自身电路正常有效工作。

(5) 自我诊断功能:系统在接通电源的第一刻,就会检测是否有漏电、过压及内部故障,若果有问题会发出报警信息,并切断相应的供电,以保证设备和人员安全。

(6) 系统预留接口:系统预留无线、远程控制接口,可以我公司实验室无线控制系统直接连接,可以和网络控制系统连接,各种报警信号均可以输出给第二系统。

四、实验平台组成及功能

1.网孔板框架

  主体部分采用优质钢管和钢板做骨架,经过机械加工成型,外表面喷涂彩色环氧聚塑处理,装置配有4个带刹车万向轮,方便移动和固定,尺寸1000mmx 700mmx 1900mm。主体部分分上下两个部分组成,上部可以挂接电源模块、仪表模块、模拟挂箱;下部配有器件实操板,采用1.5mm钢板激光切割而成,网孔板采用5mm*10mm长孔加工,用以安装可编程控制器、触摸屏、交流接触器、继电器、保险丝座、漏电保护器、线槽等,网孔板上各器件可通过特殊接线端子互相连接布线(支持安全实验导线插接和国标导线压线连接)。

2.电源模块

提供漏电保护器、单相插座、三相380V 交流电源,电源输出处设有过流保护。
3.直流电源
提供1路0 ~ 20mA的可调电流信号输出, 1路0 ~ 15V的给定电压模块。
4. 智能交直流两用电压表一个:

六位液晶显示(第一位显示测量性质,正//交流,后五位显示测量数值),输入阻抗≥10MΩ。量程分别为 10V(最大显示 9.9999)、100V(最大显示 99.999)、500V(最大显示 500.00), 不确定度(测量精度):直流电流  1x10-3 ,交流电流 2x10-3 。通过人机界面可以设置换档模式(手动或自动)、具有软件调零、软件校准功能、通讯地址设置、滤波级数设置、测量性质设置(交流、直流、自动判断)、超量程报警等功能。工业塑料外壳、嵌入式安装,交流 220V 直接供电。带有标准双向串行通讯接口:RS485;采用标准 MODBUSRTU 通讯协议,配套有上位机软件,能够通过软件设置仪表参数,读取仪表测量结果等功能。

5. 智能交直流两用电流表一个:

六位液晶显示(第一位显示测量性质,正/负/交流,后五位显示测量数值),输入阻抗≤100mΩ。量程分别为0-5A, 不确定度 ( 测量精度) ) :直流电流  1x10-3 ,交流电流  2x10-3 。通过人机界面可以设置换档模式(手动或自动)、具有软件调零、软件校准功能、通讯地址设置、滤波级数设置、测量性质设置(交流、直流、自动判断)、超量程报警等功能。工业塑料外壳、嵌入式安装,交流 220V 直接供电。带有标准双向串行通讯接口:RS485;采用标准 MODBUS-RTU通讯协议,配套有上位机软件,能够通过软件设置仪表参数,读取仪表测量结果等功能。

6.模拟挂箱
提供两个模块放置位置,通过特殊接线端子和PLC互相连接布线,配有装配流水线、十字路口交通灯、水塔水位、天塔之光、自动送料装车、四节传送带、三层电梯等模拟挂箱的使用和编程,实现PLC基础应用学习训练。
7.PLC实训组件
采用西门子小型PLC产品S7-200 Smart CPU SR40 ,供电电压AC85 ~ 264V ,集成24路数字量输入( DC24V 4mA ,漏型.源型可切换) /16路数字量输出,内置24KB程序存储器、16KB数据存储器、 10KB保持性存储器、 6个高速计数器 (最大200KHz ) , 集成RS485接口、以太网接口,支持RS232RS485 MODBUS USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信 ,配有通信编程电缆。
PLC所有接线端子均通过特殊接线端子进行连接,方便各种应用的接线(支持安全实验导线插接和国标导线压线连接)

8.变频器实训组件

采用西门子基本型变频器V20 ,功率0.37kW ,供电电压1AC ~ 230V ,输出频率0 ~ 550Hz ,精度0.01Hz。带有RS485通信接口,集成4路数字量输入, 2路继电器输出, 2路模拟量输入( +10V , 0~ 10V , 0~ 20mA, 12位分辨率) , 1路模拟量输出( 0~ 20mA) ; 具有线性V/F控制、平方V/F控制、 可编程多点设定V/F控制,磁通电流控制、电压/频率控制等]工作模式;可进行PID控制、BICO功能、多脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多泵控制、弹性电压提升控制、摆频功能、滑差补偿、双斜坡、PWM调制;具备霜冻保护、冷凝保护、动能缓冲、负载故障检测功能。
9.触摸屏实训组件
采用昆仑通态MCGS TPC7062Ti ,供电电压24+ 20%VDC , Cortex-A8 CPU ,主频600MHz,内存128M ; 7英寸高亮度TFT液晶显示屏,分辨率800x480 ,四线电阻式触摸屏(分辨率4096*4096) ;集成以太网接口、RS232、 RS485、 USB接口,可扩展CAN总线接口,产品经CE/FCC认证,防护等级IP65 ,预装MCGS嵌入式组态软件(运行版) , 具备强大的图像显示和数据处理功能。和PLC之间通过TCP/IP进行通信控制。
10.电机拖动控制实训组件


序号

名称

型号

单位

数量

备注

1.     

断路器

DZ47-63/4P

1

2.     

熔断器

RT18-3P

1

3.     

熔断器

RT18-1P

2

4.     

三联按钮

LA4-3H

1

5.     

二联按钮

LA4-2H

1

6.     

交流接触器

CJ20-10

4

7.     

行程开关

JLXK1-311

2

8.     

行程开关

JLXK1-211

2

9.     

热继电器

JR36-20

1

10. 

旋钮指示灯模块

1

11. 

变压器

BK-25   380V/36V

1


所有接线端子均通过特殊接线端子进行连接,方便各种应用的接线(支持安全实验导线插接和国标导线压线连接) , 可以完成电机拖动控制实训实操训练。
三相异步电机: 180W
11.工具
配有尖嘴钳、剥线钳、压线钳、剪刀、斜口钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀、万用表、电工胶带、一字验电笔
12.电脑桌
主体部分采用环保颗粒板组装而成,下面有主机放置空间,键盘架采用ABS塑料一次性压制而成,个性化圆角R设计避免撞伤,通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方,抽出缩回自如。尺寸: 700mmx600mmx800mm。

五、实训项目

1.PLC认知实训(软硬件结构、系统组成)

2.PLC接线实训

3.PLC编程软件功能应用实训
4.PLC与、或、非逻辑功能指令实训

5.PLC定时器、计数器功能指令实训

6.跳转、分支功能指令实训

7.移位寄存器指令实训
8.数据处理功能指令实训
9.PLC通讯控制实训
10装配流水线控制
11.十字路口交通灯控制
12.自动送料装车控制
13.四节传送带控制
14.三层电梯控制
15.三相异步电动机直接启动控制
16.三相异步电动机接触器点动控制线路

17.三相异步电动机接触器自锁控制线路

18.Y-△启动自动控制线路

19.接触器联锁的正反转控制线路

20按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路

21. 三相异步电动机能耗制动控制电路

23. 三相异步电动机两地控制电路
24. 三相异步电动机反接制动控制电路
25.基于PLC的电动机控制实训
26.变频器功能参数设置与操作
27变频器外部端子点动控制
28.变频器控制电机正反转
29.多段速度选择变频调速
30.外部模拟量方式的变频调速控制
31.基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制

32.基于PLC数字量方式多段变频速控制

33.基于PLC模拟量变频调速控制
34.基于PLC通信方式变频速控制
35.触摸屏基于PLC数字量方式多段速控制
36.触摸屏基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制

37.系统综合网络通信

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