SBPLC-021D西门子1500PLC可编程控制器实训装置
一、概述
西门子1500PLC可编程控制器实训装置、PLC变频器触摸屏综合技术培训设备、PLC、变频器及触摸屏与理论教学操作平台、PLC应用技术实训室设备是自动控制应用技能训练，PLC实训室以西门子西门子S7-1500系列CPU1511C-1PN系列可编程控制器为基本应用器件，配置外部相应的低压电器，以及PLC编程软件，针对控制任务要求，完成可编程控制器的端口接线，程序设计，系统运行调试等训练内容，能满足机械设计制造及自动化、智能采矿技术等专业的《电气控制与PLC技术》《煤矿设备电气控制与PLC应用技术》课程教学需要，通过这些实验实训，可以培养学生PLC控制系统设计、软件编程、安装调试的能力。
参考图
二、PLC变频器触摸屏综合技术培训装置特点
1、采用积木组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸彩屏、总线通信模块等，配套组态监控软件、仿真实训软件，实现仿真化、信息化、网络实训教学，体现实训教学的网络性和系统性。
2、项目实训模块：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中模拟对象，实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制实训，完成学生认知、设计、安装、调试、检修等多种技能实训。PLC实训对象形像逼真，接近工业现场的实际应用，通过本实验装置的训练，学生很快就能适应现场的工作。
3．采用西门子S7-1500系列可编程控制器，功能强大，性能优越，采用模块化设计，组合灵活。
4．采用西门子V20变频器，功能广泛，动态响应高，驱动性能高。
5. 采用工业及7寸触摸屏，兼容性强，画面编辑功能强，图库丰富，满足日常教学需求和工业控制要求。
6、多种通信方式：通过以太网总线，将实训装置（从站）PLC和主站PLC进行以太网主从通信。PLC与触摸屏实现S7通信，触摸屏画面可实时监控PLC系统运行状态和控制PLC系统。
三、技术性能
1）输入电源：380V±10％ 50Hz；
2）容量：<1000VA；
3）工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85％（25℃） 海拔＜4000m；
4）外形尺寸：长×宽×高140cm×70cm×158cm+电脑桌63cm×50cm×110cm；
5）安全保护措施：具有接地保护、漏电过载过流保护功能及智慧用电安全控制系统。
四、PLC综合实训设备组成要求：本实训台由实训挂件、实训桌、实训储物柜三大部分组成。
1、实训桌：采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各2个C字形铝压成型构件联接，台面高度约750mm，桌面板下设支撑框架，截面尺寸为40×20mm，承受力不少于300kg。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。C字形铝压成型构件为左、右对称件，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面橘红静电喷涂工艺。桌面采用25mm麻灰色高密度层压板封边特制，有效提高绝缘等级；实验桌底部装有至少4个导向轮，方便实训台架移动；
2、实训储物柜：采用圆弧卷边冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂，外形尺寸：约宽450x深550x高705（mm），总重量≥31kg；柜体四边圆弧设计：R=30mm，柜体边框总厚度≤2.5mm；配有承重型卡扣式三节轨，导轨承重量≥30kg，抽屉把手采用卡套式钣金卷边工艺，抽屉采用联体锁设计，底部配有4个万向带刹车脚轮。
3、电脑桌：钢铝结构，装有4只万向轮，装有黑色钢质网孔电脑后靠、键盘托、主机支架。
4、学生凳：
（1）凳腿采用30×30×1.2mm 的方管；
（2）拉管采用 30×30×1.2mm 的方管；
（3）凳面采用 240×340×25mm 刨花板贴木纹纸，凳高40cm，凳面与金属凳架使用大扁头防刮螺杆和防退螺帽穿越固定；
（4）防锈处理：金属部件均需经酸洗、磷化、表面除锈处理，采用高压静电喷塑、高温烘烤处理，要求附着力强，抗氧化， 不脱剥，光滑美观，金属桌体颜色为灰色；
五、实训装置的基本配置及功能：实训装置由控制屏、实训桌、主机实训组件、实训模块（含丰富的工业现场设备模拟实训对象）、变频器挂箱、触摸屏挂箱、交直流电机、总线单元、等组成。
（一）控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板）
1、交流电源控制单元：三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制，同时具有漏电告警指示及告警复位。
提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。
2、定时器兼报警记录仪：定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。
3、直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等。
直流电压：0～10V可调输出；直流电流：4～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表；电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级；电流表量程0～200 mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直流24V继电器、信号转换座若干。
4、主机实训组件：配置西门子S7-1500（CPU1511c-1PN）系列 PLC主机，集成数字量I/O（16DI/16DO），
5.变频器组件：配置西门子V20变频器，响应速度快，性能优越。
6.触摸屏实训组件：西门子7英寸触摸屏，界面操作简便，图库丰富，操作性强。
五、实训挂箱
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序号 |
编号 |
控制对象实训模块 |
实训教学目标 |
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1 |
SX1 |
抢答器/音乐喷泉 |
通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。 |
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2 |
SX2 |
装配流水线/十字路口交通灯 |
通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。 |
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3 |
SX3 |
水塔水位/天塔之光 |
通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。 |
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4 |
SX4 |
自动送料装车/四节传送带 |
通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。 |
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5 |
SX5 |
多种液体混合装置 |
通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。 |
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6 |
SX6 |
自动售货机 |
通过用用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。 |
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7 |
SX7 |
自控轧钢机/邮件分拣机 |
通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。 |
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8 |
SX8 |
机械手控制/自控成型机 |
通过对机械手停留“位置“及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。 |
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9 |
SX9 |
加工中心 |
通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。 |
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10 |
SX10 |
四层电梯 |
通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。 |
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11 |
SX11 |
步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成； 直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。 |
通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制，初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。 |
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12 |
SX12 |
自动洗衣机/电镀生产线 |
通过对洗衣机进出水时间、洗涤流程及电镀生产线中物块侵入不同溶液的时间、方式、先后顺序的控制，掌握多点PLC控制系统的综合应用能力。 |
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13 |
BP1 |
变频器实训组件：配置西门子V20变频器 |
初步具有综合应用变频器的能力，了解变频调速在实际中的应用，掌握变频器调速技术及PLC综合控制技术。 |
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14 |
CM1 |
触摸屏实训组件：西门子7英寸
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了解工业触摸屏的功能及使用方法、掌握与PLC之间的通信知识，并掌握复位、置位、交替等功能键、图形（曲线）显示、动态画面跟踪在触摸屏中的实现方法。 |
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15 |
WK1 |
典型电动机控制实操单元：交流接触器3只；时间继电器1只，3个按钮，3只交流指示灯，2只热继电器，元器件配置专用底座。 |
掌握一般强电系统的安装和调试工作过程知识，实现PLC方式的电机典型运行控制；掌握安装和调试PLC电气控制系统的有关知识。 |
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16 |
WK2 |
网孔板 |
学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。 |
（二）电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表：包含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）、数显转速表及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与编码盘之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪声小，实训参数典型，能较好满足实训要求。在导轨面板上设有五位数显转速表，显示当前转速；具有电压反馈信号；同时设有光电编码信号输出，包括A、B两个通道；能够完成各种速度开/闭环及定位实训。
（三）三相鼠笼异步电机：交流380V/△
六、实训项目
（一）PLC基本技能实训
1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）
3.PLC仿真实训
（二）PLC模拟控制应用实训
4.数码显示控制
5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）
6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）
7.音乐喷泉控制（具有声效功能）
8.十字路口交通灯控制
9.水塔水位控制
10.自动送料装车系统控制
11.四节传送带控制
12.装配流水线控制
13.多种液体混合装置控制
14.自控成型机控制
15全自动洗衣机控制（具有声效功能）
16.电镀生产线控制
17.自控轧钢机控制
18.邮件分拣机控制
19.自动售货机控制
20.机械手控制
21.三层电梯控制
22.四层电梯控制（实物）
23.加工中心控制（实物）
24.步进电机运动控制
（三）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
25.变频器功能参数设置与操作
26.变频器面板操作与运行
27.变频器无级调速
28.外部端子点动控制
29.变频器控制电机正反转
30.多段速度选择变频调速
31.外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速
32.PLC控制变频器外部端子的电机正反转
33.PLC数字量控制方式的多段速
34.PLC数字量控制方式的电机降压启动
35.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制
36. 基于PLC模拟量控制变频开环调速
37. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
38. 触摸屏画面等级设置及操作
39. 触摸屏画面切换操作
40. 基于触摸屏控制方式的LED控制
41. 基于触摸屏控制方式的电机运行时间控制
42. 基于触摸屏控制方式的抢答器控制
43. 基于触摸屏控制方式的四节传送带控制
44. 基于触摸屏控制方式的运料小车控制
45. 基于触摸屏控制方式的自动供水控制
46. 基于触摸屏控制方式的多段速控制
七、PLC可编程控制器实训平台配置：
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名 称 |
型 号 |
数量 |
单 位 |
备注 |
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实验屏 |
|
1 |
台 |
|
|
电源控制屏 |
|
1 |
台 |
钢制喷塑 |
|
实验桌 |
|
1 |
张 |
铝木结构 |
|
学生凳 |
|
2 |
张 |
|
|
PLC主机 |
CPU1511C-1PN |
1 |
台 |
|
|
通讯电缆 |
网线 |
2 |
条 |
|
|
触摸屏通讯线 |
1 |
条 |
|
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实验挂箱 |
抢答器/音乐喷泉 |
1 |
块 |
|
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装配流水线/十字路口交通灯 |
1 |
块 |
|
|
|
水塔水位/天塔之光 |
1 |
块 |
|
|
|
自动送料装车/四节传送带 |
1 |
块 |
|
|
|
多种液体混合装置 |
1 |
块 |
|
|
|
自动售货机 |
1 |
块 |
|
|
|
自控轧钢机/邮件分拣机 |
1 |
块 |
|
|
|
机械手控制/自控成型机 |
1 |
块 |
|
|
|
加工中心 |
1 |
块 |
|
|
|
四层电梯 |
1 |
块 |
|
|
|
步进电机/直线运动 |
1 |
块 |
|
|
|
自动洗衣机/电镀生产线 |
1 |
块 |
|
|
|
变频器实训挂箱（v20）0.37KW |
1 |
块 |
|
|
|
触摸屏实验箱 KTP700 （7寸工业级彩色） |
1 |
块 |
|
|
|
软件 |
西门子博图V19软件 |
套 |
|
|
|
西门子wincc软件、 |
1 |
套 |
|
|
|
UG NX2306软件 |
1 |
套 |
|
|
|
步科触摸屏软件 |
1 |
套 |
|
|
|
说明书 |
实验指导 |
1 |
册 |
|
|
连接线 |
实验连接线50cm自锁线 |
50 |
条 |
|
|
15cm自锁线 |
10 |
条 |
|
