"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國(guó)、支持教育事業(yè)"
PLC與變頻調(diào)速多工藝教學(xué)工作站
結(jié)合當(dāng)前我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)及器件技術(shù)的發(fā)展，充分考慮實(shí)用性、先進(jìn)性。裝置采用模塊式結(jié)構(gòu)，實(shí)訓(xùn)掛箱包含PLC主機(jī)掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負(fù)載掛箱及豐富的驗(yàn)證演示裝置。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括PLC的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、PLC綜合實(shí)訓(xùn)，變頻器的認(rèn)識(shí)、操作、參數(shù)設(shè)定及通訊實(shí)訓(xùn)，觸摸屏的認(rèn)識(shí)、操作、應(yīng)用實(shí)訓(xùn)等，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目豐富、綜合性強(qiáng)、緊跟工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展潮流。設(shè)備框架采用鋁型材結(jié)構(gòu)，布局合理結(jié)實(shí)耐用。
（一）基本要求
1、模塊式結(jié)構(gòu)，掛箱更換方便，便于組織各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及擴(kuò)展新的實(shí)訓(xùn)功能。
2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓(xùn)練，適合高級(jí)工技能培訓(xùn)考核。
3、能進(jìn)行小型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實(shí)訓(xùn)資源豐富、綜合性強(qiáng)，有效節(jié)約實(shí)訓(xùn)用房。
5、安全性高，除配備電壓型和電流型漏電保護(hù)器外，裝置設(shè)有單片機(jī)全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護(hù)功能，確保設(shè)備和人身安全。
6、 實(shí)訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護(hù)主機(jī)元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練。
7、主機(jī)選型采用西門子S7-1200系列PLC，主機(jī)可以通過并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)小型PLC開始學(xué)起，再到中型PIC,由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來更加得心應(yīng)手。
8、采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
9、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等的控制。
10、了解PLC的以太網(wǎng)通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；
11、了解PLC的數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊的使用方法；
12、掌握PLC的基本編程方法以及熟練使用基本的編程語(yǔ)言；
13、掌握觸摸屏的組態(tài)編程方法；
14、掌握PLC與變頻器、觸摸屏的通訊；
15、熟練使用PLC及各種電氣配件組成PLC控制系統(tǒng)；
16、熟練使用PLC及模擬實(shí)物控制對(duì)象組成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)；
17、熟練完成PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
18、熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調(diào)試控制實(shí)驗(yàn)；
（二）技術(shù)性能
1、輸入電壓：三相四線制～380V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度范圍-5℃～+40℃，相對(duì)濕度85%（25℃）
3、裝置容量：1.5KVA
4、外形尺寸：1600mm×700mm×1680mm
（三）裝置配備
1、裝備采用工業(yè)鋁型材框架結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,下方設(shè)有全鋼結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存抽屜及儲(chǔ)存柜，用于放置工具及資料，電腦桌分體設(shè)計(jì)，采用工業(yè)鋁型材結(jié)構(gòu)，造型美觀大方。模塊采用鋁質(zhì)面板工藝通過進(jìn)行激光彩色處理，面板圖文字符采用現(xiàn)代噴描技術(shù)處理，使面板標(biāo)識(shí)清晰且經(jīng)久耐用。設(shè)置的電路美觀整齊、科學(xué)規(guī)范。統(tǒng)一的尺寸規(guī)格，使得所有掛箱均可隨意更換，操作方便。
2、交流電源控制功能板
三相五線 380V 50Hz交流電源供電，由三只電網(wǎng)電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，并有三只指示燈指示，帶燈保險(xiǎn)絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，額定功率：0.8KW，環(huán)境溫度：－10℃ ～40 ℃，相對(duì)濕度：85%
3、直流電源、給定單元、定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀
（1）0-30V直流恒流恒壓穩(wěn)壓電源各一路，三位半數(shù)顯電流 電壓；
（2）給定可提供"連續(xù)"可調(diào)的0-10V 4-20ma模擬量；
4、本裝備所有實(shí)訓(xùn)模塊為鋼制結(jié)構(gòu)；
5、安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。
（四）模塊配置
1、可編程主機(jī)模塊：采用西門子S7-1215C，緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 機(jī)載 I/O： 14 個(gè) 24V DC 數(shù)字輸入；10 個(gè) 24V DC 數(shù)字輸出； 2 AI 0-10V DC，2 AO 0-20mA DC，電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 100 KB,2個(gè)PROFINET端口。內(nèi)置可編程電源：明緯LRS-150-24；電源模塊：24V供電，直流輸入、直流輸出。DC/DC/DC。實(shí)驗(yàn)臺(tái)學(xué)生操作區(qū)域不出現(xiàn)交流。
可實(shí)現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：
（1）輸入端：外設(shè)CPU、擴(kuò)展模塊的輸入接線端口，學(xué)生可自主接線，完成不同的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。
（2）輸出端：外設(shè)CPU、擴(kuò)展模塊的輸出接線端口，學(xué)生可自主接線，完成不同的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。
（3）開關(guān)：外設(shè)至少10個(gè)直流開關(guān)，包括常開、常閉開關(guān)。用于對(duì)應(yīng)輸入端口接線。
2、網(wǎng)絡(luò)模塊配置：工業(yè)級(jí)5口百兆交換機(jī)。
3、變頻器實(shí)訓(xùn)模塊：
（1）G120C變頻器含以太網(wǎng)通訊 0.37KW AC 三相交流 - 15/+ 10 % 47-6 標(biāo)稱功率 0.37kW 有 60 秒 150 % 過載 未過濾 I/O 接口：4 DI，2 DO， 2 AI，1 AA 現(xiàn)場(chǎng)總線：USS/MODBUS RTU 安裝有 BOP 防護(hù)等級(jí) IP20/UL 開放 變頻器的控制端的引到面板，學(xué)生根據(jù)任務(wù)可以自己接線。PLC與變頻器是io口 / 模擬量 。端子控制增加開關(guān)面板掛件，包括四組常閉、常開控制按鈕開關(guān)分別用來控制變頻電源、電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)、變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)。
（2）增加輸入信號(hào)面板掛件。包括6個(gè)數(shù)字信號(hào)，分別匹配6個(gè)指示燈。2個(gè)模擬信號(hào)，用旋轉(zhuǎn)按鈕實(shí)現(xiàn)，模擬信號(hào)控制電路可內(nèi)設(shè)在面板里面，外設(shè)端口，讓學(xué)生自己接線，然后通過旋轉(zhuǎn)按鈕輸入模擬信號(hào)。
4、控制終端模塊：PLC、觸摸屏控制終端，滿足PLC編程、觸摸屏狀態(tài)監(jiān)控等功能；配置PLC編程軟件及相關(guān)觸摸屏設(shè)置軟件。
5、觸摸屏模塊：選用西門子SIMATIC HMI，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，與PLC用網(wǎng)口s7協(xié)議通訊；內(nèi)置觸摸屏電源；電源模塊：24V供電，直流輸入、直流輸出。DC/DC/DC。實(shí)驗(yàn)臺(tái)學(xué)生操作區(qū)域不出現(xiàn)交流。
6、模擬實(shí)驗(yàn)組件：電源區(qū)提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓(xùn)掛箱和電機(jī)實(shí)訓(xùn)單元提供動(dòng)力源；設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護(hù)。
實(shí)訓(xùn)結(jié)合掛箱用于虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，此掛件通過RS-232和PC計(jì)算機(jī)通訊，可在計(jì)算機(jī)顯示器上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)仿真畫面。
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序號(hào) |
控制對(duì)象實(shí)訓(xùn)模塊 |
實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo) |
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1 |
搶答器/音樂噴泉 |
通過對(duì)搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時(shí)序的監(jiān)視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對(duì)音樂噴泉控制系統(tǒng)中“水流”及音樂的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫方法。 |
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2 |
裝配流水線/十字路口交通燈 |
通過對(duì)“生產(chǎn)流水線”順序加工過程及十字路口交通燈路況信號(hào)控制，掌握順序控制指令的編寫方法。 |
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3 |
水塔水位/天塔之光 |
通過對(duì)“水塔水位”和“儲(chǔ)水池水位”變化過程的判斷，了解簡(jiǎn)單邏輯控制指令的編寫方法。通過對(duì)天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。 |
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4 |
自動(dòng)送料裝車/四節(jié)傳送帶 |
通過對(duì)傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對(duì)貨物在自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復(fù)雜邏輯控制指令的編寫方法。 |
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5 |
多種液體混合裝置 |
通過對(duì)“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時(shí)攪拌時(shí)間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時(shí)器指令的編寫方法。 |
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6 |
自動(dòng)售貨機(jī) |
通過對(duì)用戶投幣數(shù)目的識(shí)別和自動(dòng)售貨機(jī)中各種“貨物”的進(jìn)出控制，掌握各種計(jì)數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。 |
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7 |
自控軋鋼機(jī)/郵件分揀機(jī) |
通過對(duì)自控軋鋼機(jī)和郵件分揀機(jī)材料（“鋼錠“郵件”）來料數(shù)量、來料類別識(shí)別及對(duì)各種執(zhí)行器（例如“電機(jī)”）啟停時(shí)序的控制，掌握數(shù)值運(yùn)算指令及中斷指令的編寫方法。 |
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8 |
機(jī)械手控制/自控成型機(jī) |
通過對(duì)機(jī)械手停留“位置”及自控成型機(jī)各方向“液缸位置”的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較簡(jiǎn)單邏輯控制程序的編寫能力。 |
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9 |
加工中心 |
通過對(duì)加工中心中各方向“電機(jī)”運(yùn)行方向及“刀庫(kù)”進(jìn)出刀、換刀過程的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較復(fù)雜邏輯控制的編寫能力。 |
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10 |
四層電梯 |
通過對(duì)一個(gè)完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統(tǒng)的分析、I/O分配、設(shè)計(jì)I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識(shí)。 |
7、 電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)模塊：電工控制實(shí)訓(xùn)模塊：主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。
8、 三相交流電機(jī)：交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級(jí)E級(jí)。電機(jī)外掛的小風(fēng)扇或彩帶且有相關(guān)防護(hù)罩，使學(xué)生直觀看到電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。電機(jī)（星型接法）的控制端的三相電用航空插頭與變頻器鏈接。
9、實(shí)物控制模型：小車運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)裝置：由運(yùn)動(dòng)小車、滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、光電傳感器、接近開關(guān)、開關(guān)電源等組成，通過傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、定位控制、加減速控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制、位置顯示控制，該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕，堅(jiān)固又相對(duì)精巧，行程范圍：0.6米，裝有4只光電傳感器、5只接近開關(guān)和2只行程開關(guān)進(jìn)行位置反饋。
10、配套實(shí)訓(xùn)凳。
（五）APP配置
1、配套手機(jī)APP 應(yīng)用，為教師提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，獲取學(xué)生端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析學(xué)生端設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)警設(shè)備故障的發(fā)生，確保實(shí)驗(yàn)安全。
2、在WiFi連接狀態(tài)，教師通過手機(jī)APP，可實(shí)時(shí)高速讀取學(xué)生端實(shí)訓(xùn)臺(tái)的啟動(dòng)電流、電流波形、電壓值、諧波、電流值、功率因數(shù)等參數(shù)；輸入和輸出控制信號(hào)；實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障預(yù)警和異常報(bào)警。
3、APP 性能要求：
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能--app 接收每秒 1000 個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并繪制成圖形顯示給用戶；
異常告警功能--兩級(jí)告警，異常告警等。告警實(shí)時(shí)顯示，告警閥允許設(shè)置；
用戶設(shè)置功能--設(shè)備的額定參數(shù)及告警閥值可由用戶按照實(shí)際自行設(shè)置；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能--數(shù)據(jù)連續(xù)存儲(chǔ) 3 個(gè)月；
運(yùn)行維護(hù)功能--APP 可以實(shí)時(shí)升級(jí)更新。
4、數(shù)據(jù)查看要求：
要求進(jìn)入應(yīng)用程序后默認(rèn)進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面，默認(rèn)顯示所有項(xiàng)目，除第一次連接應(yīng)用程序時(shí)，默認(rèn)進(jìn)入設(shè)置界面。在實(shí)時(shí)界面點(diǎn)擊某一項(xiàng)目可以將該項(xiàng)目全屏顯示，并可以縮放拖動(dòng)顯示。具有查看歷史數(shù)據(jù)功能。查看歷史數(shù)據(jù)時(shí)可以選擇開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和查詢項(xiàng)目，并可以導(dǎo)出該部分查詢的數(shù)據(jù)�？梢栽O(shè)置和修改各項(xiàng)參數(shù)和數(shù)據(jù)。
5、與PC端軟件通訊：PC端軟件，專門為硬件配套而調(diào)試設(shè)計(jì)的；智能化上位機(jī)軟件包括數(shù)據(jù)讀取、曲線讀取、參數(shù)讀取與設(shè)置、程序升級(jí)等功能。傳感器參數(shù)讀取和設(shè)置，方便教師的調(diào)試與安裝。
6、帶數(shù)據(jù)輸出功能。
（六）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1、可編程實(shí)訓(xùn)：
（1）基本指令的編程練習(xí)
（2）LED數(shù)碼顯示控制
（3）天塔之光
（4）裝配流水線控制的模擬
（5）運(yùn)料小車控制模擬
（6）四路搶答器的模擬
（7）四節(jié)傳送帶的模擬
（8）自動(dòng)配料系統(tǒng)的模擬
（9）電鍍生產(chǎn)線模擬控制
（10）機(jī)械手動(dòng)作的模擬
（11）十字路口交通燈控制
（12）液體混合裝置控制
（13）水塔水位控制模擬
（14）郵件分揀系統(tǒng)模擬
（15）全自動(dòng)洗衣機(jī)控制
（16）自動(dòng)售貨機(jī)的模擬
（17）步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
（18）增加基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（19）三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制和自鎖控制
（20）三相異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
（21）三相異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)控制
（22）三相異步電動(dòng)機(jī)帶限位自動(dòng)往返控制
（23）三相異步電動(dòng)機(jī)Y/△換接起動(dòng)控制
（24）基于PLC的三相異步電機(jī)Y/△換接起動(dòng)控制
（25）小車直線運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)
（26）物料分揀控制實(shí)訓(xùn)
2、觸摸屏獨(dú)立實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（1）開關(guān)指示燈
（2）數(shù)字鐘設(shè)計(jì)
（3）水箱的制作
（4）水罐儲(chǔ)水裝置設(shè)計(jì)
（5）四路噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（6）溫濕度顯示儀設(shè)計(jì)
（7）整數(shù)累加系統(tǒng)
（8）字符串的應(yīng)用
（9）滑動(dòng)輸入器控制
（10）主、分畫面設(shè)計(jì)
（11）機(jī)械手控制
（12）指示燈報(bào)警設(shè)計(jì)
（13）水位控制系統(tǒng)
（14）小球移動(dòng)設(shè)計(jì)
（15）圓周移動(dòng)系統(tǒng)
（16）實(shí)數(shù)變化
（17）實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表設(shè)計(jì)
（18）變量報(bào)警應(yīng)用
（19）實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線設(shè)計(jì)
3、變頻器獨(dú)立實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（1）變頻器面板（BOP）操作
（2）變頻器面板（BOP）功能參數(shù)設(shè)置
（3）基于變頻器面板（BOP）的電機(jī)啟�？刂�
（4）基于變頻器面板（BOP）的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
（5）基于變頻器面板（BOP）的電機(jī)加減速控制
（6）基于變頻器外部輸入數(shù)字量參數(shù)設(shè)置
（7）基于變頻器外部輸入數(shù)字量的啟�？刂�
（8）基于變頻器外部輸入數(shù)字量的正反轉(zhuǎn)控制
（9）基于變頻器外部輸入數(shù)字量的速度控制
（10）基于變頻器外部輸入模擬量參數(shù)設(shè)置
（11）基于變頻器外部輸入模擬量的速度控制
（12）變頻器的多段速運(yùn)行設(shè)計(jì)
（13）變頻器的PID控制設(shè)計(jì)
4、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（1）PLC和觸摸屏聯(lián)調(diào)
（2）PLC和變頻器聯(lián)調(diào)
（3）PLC、觸摸屏、變頻器聯(lián)調(diào)
PLC與變頻調(diào)速多工藝教學(xué)工作站2
結(jié)合當(dāng)前我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)及器件技術(shù)的發(fā)展，充分考慮實(shí)用性、先進(jìn)性。裝置采用模塊式結(jié)構(gòu)，實(shí)訓(xùn)掛箱包含PLC主機(jī)掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負(fù)載掛箱及豐富的驗(yàn)證演示裝置。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括PLC的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、PLC綜合實(shí)訓(xùn)，變頻器的認(rèn)識(shí)、操作、參數(shù)設(shè)定及通訊實(shí)訓(xùn)，觸摸屏的認(rèn)識(shí)、操作、應(yīng)用實(shí)訓(xùn)等，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目豐富、綜合性強(qiáng)、緊跟工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展潮流。設(shè)備框架采用鋁型材結(jié)構(gòu)，布局合理結(jié)實(shí)耐用。
（一）基本要求
1、模塊式結(jié)構(gòu)，掛箱更換方便，便于組織各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及擴(kuò)展新的實(shí)訓(xùn)功能。
2、適合就業(yè)前及崗前綜合技能訓(xùn)練，適合高級(jí)工技能培訓(xùn)考核。
3、能進(jìn)行小型工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用，實(shí)訓(xùn)資源豐富、綜合性強(qiáng)，有效節(jié)約實(shí)訓(xùn)用房。
5、安全性高，除配備電壓型和電流型漏電保護(hù)器外，裝置設(shè)有單片機(jī)全程監(jiān)控的過載或短路軟截止保護(hù)功能，確保設(shè)備和人身安全。
6、 實(shí)訓(xùn)建設(shè)理念為一次性建設(shè)，本設(shè)備采用通用型寬展口，所有主機(jī)的I/O口都可通過光電隔離轉(zhuǎn)接模塊引出（保護(hù)主機(jī)元件），可以用于插接式訓(xùn)練，也可進(jìn)行線接式實(shí)操訓(xùn)練。
7、主機(jī)選型采用西門子S7-1200系列PLC，主機(jī)可以通過并口連接到實(shí)訓(xùn)區(qū)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，可從基礎(chǔ)小型PLC開始學(xué)起，再到中型PIC,由簡(jiǎn)到繁的學(xué)習(xí)理念讓學(xué)生容易接受，學(xué)習(xí)起來更加得心應(yīng)手。
8、采用模塊組合式結(jié)構(gòu)，含開關(guān)量、模擬量、變頻調(diào)速、觸摸屏、通信模塊等，配套MCGS工控組態(tài)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)仿真化、信息化實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
9、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊：利用目前典型的可編程控制器及總線技術(shù)完成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中典型案例的模擬對(duì)象、實(shí)物模型中的邏輯、模擬、過程、運(yùn)動(dòng)等的控制。
10、了解PLC的以太網(wǎng)通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，了解PLC的Profibus-DP總線通訊的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；
11、了解PLC的數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊的使用方法；
12、掌握PLC的基本編程方法以及熟練使用基本的編程語(yǔ)言；
13、掌握觸摸屏的組態(tài)編程方法；
14、掌握PLC與變頻器、觸摸屏的通訊；
15、熟練使用PLC及各種電氣配件組成PLC控制系統(tǒng)；
16、熟練使用PLC及模擬實(shí)物控制對(duì)象組成各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)；
17、熟練完成PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊測(cè)試實(shí)驗(yàn)；
18、熟練完成PLC與變頻器通過Profibus-DP總線組成變頻調(diào)試控制實(shí)驗(yàn)；
（二）技術(shù)性能
1、輸入電壓：三相四線制380V± 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度范圍-5℃～+40℃，相對(duì)濕度85%（25℃）
3、裝置容量：1.5KVA
4、外形尺寸：1600mm×700mm×1680mm
（三）裝置配備
1、裝備采用工業(yè)鋁型材框架結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,
下方設(shè)有全鋼結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存抽屜及儲(chǔ)存柜，用于放置工具及資料，電腦桌分體設(shè)計(jì)，采用工業(yè)鋁型材結(jié)構(gòu)，造型美觀大方。模塊采用鋁質(zhì)面板工藝通過進(jìn)行激光彩色處理，面板圖文字符采用現(xiàn)代噴描技術(shù)處理，使面板標(biāo)識(shí)清晰且經(jīng)久耐用。設(shè)置的電路美觀整齊、科學(xué)規(guī)范。統(tǒng)一的尺寸規(guī)格，使得所有掛箱均可隨意更換，操作方便。
2、交流電源控制功能板
三相五線 380V 50Hz交流電源供電，由三只電網(wǎng)電壓表監(jiān)控電網(wǎng)電壓，并有三只指示燈指示，帶燈保險(xiǎn)絲保護(hù)，控制屏的供電由鑰匙開關(guān)和啟停開關(guān)控制，額定功率：0.8KW，環(huán)境溫度：－10℃ ～40 ℃，相對(duì)濕度：85%，
3、直流電源、給定單元、定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀
（1）0-30V直流恒流恒壓穩(wěn)壓電源各一路，三位半數(shù)顯電流 電壓；
（2）給定可提供"連續(xù)"可調(diào)的0-10V 4-20ma模擬量
4、本裝備所有實(shí)訓(xùn)模塊為鋼制結(jié)構(gòu)；
5、安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。
（四）模塊配置
1、可編程主機(jī)模塊：采用西門子S7-1215C，緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 機(jī)載 I/O： 14 個(gè) 24V DC 數(shù)字輸入；10 個(gè) 24V DC 數(shù)字輸出； 2 AI 0-10V DC，2 AO 0-20mA DC，電源：直流 20.4-28.8V DC，程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 100 KB,2個(gè)PROFINET端口。內(nèi)置可編程電源：明緯LRS-150-24；電源模塊：24V供電，直流輸入、直流輸出。DC/DC/DC。實(shí)驗(yàn)臺(tái)學(xué)生操作區(qū)域不出現(xiàn)交流。
2、可實(shí)現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：
（1）輸入端：外設(shè)CPU、擴(kuò)展模塊的輸入接線端口，學(xué)生可自主接線，完成不同的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。
（2）輸出端：外設(shè)CPU、擴(kuò)展模塊的輸出接線端口，學(xué)生可自主接線，完成不同的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。
（3）開關(guān)：外設(shè)10個(gè)直流開關(guān)，包括常開、常閉開關(guān)。用于對(duì)應(yīng)輸入端口接線。
3、網(wǎng)絡(luò)模塊配置：工業(yè)級(jí) 5口百兆交換機(jī)。
4、變頻器實(shí)訓(xùn)模塊：
（1）西門子G120C變頻器含以太網(wǎng)通訊 0.37KW AC 三相交流 - 15/+ 10 % 47-6 標(biāo)稱功率 0.37kW 有 60 秒 150 % 過載 未過濾 I/O 接口：4 DI，2 DO， 2 AI，1 AA 現(xiàn)場(chǎng)總線：USS/MODBUS RTU 安裝有 BOP 防護(hù)等級(jí) IP20/UL 開放 變頻器的控制端的引到面板，學(xué)生根據(jù)任務(wù)可以自己接線.PLC與變頻器是io口 / 模擬量 。端子控制增加開關(guān)面板掛件，包括四組常閉、常開控制按鈕開關(guān)分別用來控制變頻電源、電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)、變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)。
（2）增加輸入信號(hào)面板掛件。包括6個(gè)數(shù)字信號(hào)，分別匹配6個(gè)指示燈。2個(gè)模擬信號(hào)，用旋轉(zhuǎn)按鈕實(shí)現(xiàn)，模擬信號(hào)控制電路可內(nèi)設(shè)在面板里面，外設(shè)端口，讓學(xué)生自己接線，然后通過旋轉(zhuǎn)按鈕輸入模擬信號(hào)。
5、控制終端模塊：PLC、觸摸屏控制終端，滿足PLC編程、觸摸屏狀態(tài)監(jiān)控等功能；配置PLC編程軟件及相關(guān)觸摸屏設(shè)置軟件。
6、觸摸屏模塊：選用西門子SIMATIC HMI，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，與PLC用網(wǎng)口s7協(xié)議通訊；內(nèi)置觸摸屏電源；電源模塊：24V供電，直流輸入、直流輸出。DC/DC/DC。實(shí)驗(yàn)臺(tái)學(xué)生操作區(qū)域不出現(xiàn)交流。
7、模擬實(shí)驗(yàn)組件：電源區(qū)提供AC380V、AC220V、DC24V電源，為實(shí)訓(xùn)掛箱和電機(jī)實(shí)訓(xùn)單元提供動(dòng)力源；設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕，各相電源工作指示，具有過流、過壓、短路等保護(hù)。
實(shí)訓(xùn)結(jié)合掛箱用于虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，此掛件通過RS-232和PC計(jì)算機(jī)通訊，可在計(jì)算機(jī)顯示器上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)仿真畫面。
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序號(hào) |
控制對(duì)象實(shí)訓(xùn)模塊 |
實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo) |
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1 |
搶答器/音樂噴泉 |
通過對(duì)搶答系統(tǒng)中各組人員搶答時(shí)序的監(jiān)視和控制，掌握條件判斷控制指令的編寫方法；通過對(duì)音樂噴泉控制系統(tǒng)中“水流”及音樂的循環(huán)控制，掌握循環(huán)指令的編寫方法。 |
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2 |
裝配流水線/十字路口交通燈 |
通過對(duì)“生產(chǎn)流水線”順序加工過程及十字路口交通燈路況信號(hào)控制，掌握順序控制指令的編寫方法。 |
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3 |
水塔水位/天塔之光 |
通過對(duì)“水塔水位”和“儲(chǔ)水池水位”變化過程的判斷，了解簡(jiǎn)單邏輯控制指令的編寫方法。通過對(duì)天塔之光閃亮過程的移位控制，掌握移位寄存器指令的編寫方法。 |
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4 |
自動(dòng)送料裝車/四節(jié)傳送帶 |
通過對(duì)傳送帶啟停、傳送狀態(tài)的控制和對(duì)貨物在自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)中流向、流量的控制，掌握較復(fù)雜邏輯控制指令的編寫方法。 |
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5 |
多種液體混合裝置 |
通過對(duì)“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時(shí)攪拌時(shí)間的控制，掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時(shí)器指令的編寫方法。 |
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6 |
自動(dòng)售貨機(jī) |
通過對(duì)用戶投幣數(shù)目的識(shí)別和自動(dòng)售貨機(jī)中各種“貨物”的進(jìn)出控制，掌握各種計(jì)數(shù)器指令及比較輸出指令的編寫方法。 |
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7 |
自控軋鋼機(jī)/郵件分揀機(jī) |
通過對(duì)自控軋鋼機(jī)和郵件分揀機(jī)材料（“鋼錠“郵件”）來料數(shù)量、來料類別識(shí)別及對(duì)各種執(zhí)行器（例如“電機(jī)”）啟停時(shí)序的控制，掌握數(shù)值運(yùn)算指令及中斷指令的編寫方法。 |
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8 |
機(jī)械手控制/自控成型機(jī) |
通過對(duì)機(jī)械手停留“位置”及自控成型機(jī)各方向“液缸位置”的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較簡(jiǎn)單邏輯控制程序的編寫能力。 |
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9 |
加工中心 |
通過對(duì)加工中心中各方向“電機(jī)”運(yùn)行方向及“刀庫(kù)”進(jìn)出刀、換刀過程的控制，掌握一個(gè)完整工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的較復(fù)雜邏輯控制的編寫能力。 |
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10 |
四層電梯 |
通過對(duì)一個(gè)完整的四層電梯模型的綜合控制，初步掌握PLC控制系統(tǒng)的分析、I/O分配、設(shè)計(jì)I/O接線圖、接線、編程、調(diào)試等工作過程的綜合知識(shí)。 |
8、電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)模塊：電工控制實(shí)訓(xùn)模塊：主要由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕等組成，用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)、星三角轉(zhuǎn)換、啟停自鎖等實(shí)訓(xùn)。
9、三相交流電機(jī)：交流額定電壓380V/△接法，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/min，功率180W，頻率50HZ，絕緣等級(jí)E級(jí)。電機(jī)外掛的小風(fēng)扇或彩帶且有相關(guān)防護(hù)罩，使學(xué)生直觀看到電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。電機(jī)（星型接法）的控制端的三相電用航空插頭與變頻器鏈接。
10、實(shí)物控制模型：物料分揀模型：一套工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線物料分揀過程的縮微模型，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)不同材料的自動(dòng)分揀和歸類，并由上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控。配合實(shí)驗(yàn)臺(tái)PLC、傳感器（光電式、電感式、顏色、磁感應(yīng)式、電容式、旋轉(zhuǎn)編碼器等）、單相交流電動(dòng)機(jī)、輸送帶、進(jìn)口電磁閥、減壓閥、空氣濾清器，氣壓指示表等。
11、配套實(shí)訓(xùn)凳。
（五）APP配置
1、配套手機(jī)APP 應(yīng)用，為教師提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，獲取學(xué)生端設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析學(xué)生端設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)警設(shè)備故障的發(fā)生，確保實(shí)驗(yàn)安全。
2、在WiFi連接狀態(tài)，教師通過手機(jī)APP，可實(shí)時(shí)高速讀取學(xué)生端實(shí)訓(xùn)臺(tái)的啟動(dòng)電流、電流波形、電壓值、諧波、電流值、功率因數(shù)等參數(shù)；輸入和輸出控制信號(hào)；實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障預(yù)警和異常報(bào)警。
3、APP 性能要求：
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能--app 接收每秒 1000 個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并繪制成圖形顯示給用戶；
異常告警功能--兩級(jí)告警，異常告警等。告警實(shí)時(shí)顯示，告警閥允許設(shè)置；
用戶設(shè)置功能--設(shè)備的額定參數(shù)及告警閥值可由用戶按照實(shí)際自行設(shè)置；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能--數(shù)據(jù)連續(xù)存儲(chǔ) 3 個(gè)月；
運(yùn)行維護(hù)功能--APP 可以實(shí)時(shí)升級(jí)更新；
4、數(shù)據(jù)查看要求
要求進(jìn)入應(yīng)用程序后默認(rèn)進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面，默認(rèn)顯示所有項(xiàng)目，除第一次連接應(yīng)用程序時(shí)，默認(rèn)進(jìn)入設(shè)置界面。在實(shí)時(shí)界面點(diǎn)擊某一項(xiàng)目可以將該項(xiàng)目全屏顯示，并可以縮放拖動(dòng)顯示。具有查看歷史數(shù)據(jù)功能。查看歷史數(shù)據(jù)時(shí)可以選擇開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和查詢項(xiàng)目，并可以導(dǎo)出該部分查詢的數(shù)據(jù)。可以設(shè)置和修改各項(xiàng)參數(shù)和數(shù)據(jù)。
5、與PC端軟件通訊：PC端軟件，專門為硬件配套而調(diào)試設(shè)計(jì)的；智能化上位機(jī)軟件包括數(shù)據(jù)讀取、曲線讀取、參數(shù)讀取與設(shè)置、程序升級(jí)等功能。傳感器參數(shù)讀取和設(shè)置，方便教師的調(diào)試與安裝。
6、帶數(shù)據(jù)輸出功能。
（六）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
1、可編程實(shí)訓(xùn)：
（1）基本指令的編程練習(xí)
（2）LED數(shù)碼顯示控制
（3）天塔之光
（4）裝配流水線控制的模擬
（5）運(yùn)料小車控制模擬
（6）四路搶答器的模擬
（7）四節(jié)傳送帶的模擬
（8）自動(dòng)配料系統(tǒng)的模擬
（9）電鍍生產(chǎn)線模擬控制
（10）機(jī)械手動(dòng)作的模擬
（11）十字路口交通燈控制
（12）液體混合裝置控制
（13）水塔水位控制模擬
（14）郵件分揀系統(tǒng)模擬
（15）全自動(dòng)洗衣機(jī)控制
（16）自動(dòng)售貨機(jī)的模擬
（17）步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
（18）增加基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（19）三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制和自鎖控制
（20）三相異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制
（21）三相異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)正反轉(zhuǎn)控制
（22）三相異步電動(dòng)機(jī)帶限位自動(dòng)往返控制
（23）三相異步電動(dòng)機(jī)Y/△換接起動(dòng)控制
（24）基于PLC的三相異步電機(jī)Y/△換接起動(dòng)控制
（25）小車直線運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)
（26）物料分揀控制實(shí)訓(xùn)
2、觸摸屏獨(dú)立實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（1）開關(guān)指示燈
（2）數(shù)字鐘設(shè)計(jì)
（3）水箱的制作
（4）水罐儲(chǔ)水裝置設(shè)計(jì)
（5）四路噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（6）溫濕度顯示儀設(shè)計(jì)
（7）整數(shù)累加系統(tǒng)
（8）字符串的應(yīng)用
（9）滑動(dòng)輸入器控制
（10）主、分畫面設(shè)計(jì)
（11）機(jī)械手控制
（12）指示燈報(bào)警設(shè)計(jì)
（13）水位控制系統(tǒng)
（14）小球移動(dòng)設(shè)計(jì)
（15）圓周移動(dòng)系統(tǒng)
（16）實(shí)數(shù)變化
（17）實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表設(shè)計(jì)
（18）變量報(bào)警應(yīng)用
（19）實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線設(shè)計(jì)
3、變頻器獨(dú)立實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（1）變頻器面板（BOP）操作
（2）變頻器面板（BOP）功能參數(shù)設(shè)置
（3）基于變頻器面板（BOP）的電機(jī)啟停控制
（4）基于變頻器面板（BOP）的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
（5）基于變頻器面板（BOP）的電機(jī)加減速控制
（6）基于變頻器外部輸入數(shù)字量參數(shù)設(shè)置
（7）基于變頻器外部輸入數(shù)字量的啟�？刂�
（8）基于變頻器外部輸入數(shù)字量的正反轉(zhuǎn)控制
（9）基于變頻器外部輸入數(shù)字量的速度控制
（10）基于變頻器外部輸入模擬量參數(shù)設(shè)置
（11）基于變頻器外部輸入模擬量的速度控制
（12）變頻器的多段速運(yùn)行設(shè)計(jì)
（13）變頻器的PID控制設(shè)計(jì)
4、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：
（1）PLC和觸摸屏聯(lián)調(diào)
（2）PLC和變頻器聯(lián)調(diào)
（3）PLC、觸摸屏、變頻器聯(lián)調(diào)
（七）配套仿真軟件
1、支持中文、英文、德文、日文等多種軟件語(yǔ)言；
2、支持將人作為虛擬仿真對(duì)象，考慮人和機(jī)器的特征與功能，分配人和機(jī)器承擔(dān)的操作職能，在智能工廠虛擬仿真過程中相互配合工作�？梢詣�(chuàng)建包含物理規(guī)律的虛擬環(huán)境，能模仿現(xiàn)實(shí)生活中的物理現(xiàn)象，如：重力、彈性碰撞等，物理屬性設(shè)置中需包含關(guān)于材料密度、摩擦力、線性阻尼及角度阻尼等參數(shù)設(shè)置。
3、具備虛擬仿真布局與PLC程序創(chuàng)建鏈接，內(nèi)置OPCUA客戶端，可以直接或間接連接各種PLC品牌，包含Simens（西門子）、Codesys（3S）、Omron（歐姆龍）、MITSUBISHI（三菱）、Beckhoff（倍福）、Schneider(施耐德)、B&R（貝加萊）、Hollsys(和利時(shí))、Inovance(匯川) 等主流品牌的PLC進(jìn)行邏輯驗(yàn)證和虛擬調(diào)試。
4、具備虛擬仿真布局與PLC程序創(chuàng)建鏈接，運(yùn)用PLC程序控制虛擬仿真布局，仿真中實(shí)現(xiàn)的功能即是PLC程序設(shè)計(jì)的功能，從而實(shí)現(xiàn)PLC程序功能和設(shè)計(jì)功能的虛擬仿真調(diào)試。
5、可以在仿真軟件中進(jìn)行伺服放大器與伺服電機(jī)的虛擬調(diào)試功能，即通過仿真軟件與PLC通訊，并編寫PLC程序以控制仿真軟件中的虛擬伺服電機(jī)，調(diào)試好的PLC程序可直接應(yīng)用到真實(shí)的伺服放大器中控制伺服電機(jī)。
6、擁有智能布局優(yōu)化功能，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和報(bào)告工具，方便比較不同布局方案的效益分析、設(shè)備分析、產(chǎn)能分析。
7、具備輕量化的仿真設(shè)計(jì)，可提供上百臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人及物流線的海量仿真的處理能力，包含4-6軸機(jī)床、6關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、Delta、SCARA等各種結(jié)構(gòu)以及耦合好的各種滑軌與變位機(jī)的聯(lián)動(dòng)仿真。
（八）配套教學(xué)PPT
1、PLC與觸摸屏、變頻器典型應(yīng)用案例。包含內(nèi)容：用PLC控制一臺(tái)變頻器單向運(yùn)行、用PLC控制變頻到工頻自動(dòng)切換、采油注水恒壓變頻控制。
2、PLC與觸摸屏、變頻器課件。包含內(nèi)容：初識(shí)PLC控制系統(tǒng)、三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路改造、液體自動(dòng)混合裝置的控制、自動(dòng)送料車的控制等。
3、PLC與變頻器通訊組態(tài)的方法。
4、PLC與觸摸屏、變頻器的通訊。包含內(nèi)容：觸摸屏、變頻器概述、部件介紹、模擬量與數(shù)字量控制、變頻器的網(wǎng)絡(luò)控制等。
