1 概述

PLC（Programmable Logic Controller）可編程控制器是以微控制器基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的*工業(yè)控制裝置。它以體積小、功能強(qiáng)、可靠性高以及應(yīng)用安裝方便的特點(diǎn)，很快在我國(guó)的工業(yè)控制中占據(jù)了主導(dǎo)地位，并且不斷的發(fā)展。根據(jù)這一發(fā)展形勢(shì)，國(guó)內(nèi)各大中專(zhuān)枝、各類(lèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)校都將PLC教學(xué)納入教學(xué)任務(wù)，作為電子、氣以及工業(yè)自動(dòng)化類(lèi)*的一門(mén)必修課。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

PLC綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有以下特色：

1可提供很多真實(shí)對(duì)象

不同于其他廠家，完全由小型系統(tǒng)組成的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，提供了多個(gè)真實(shí)模型，包括：小車(chē)直流電機(jī)控制系統(tǒng)（閉環(huán)）、溫度控制系統(tǒng)（閉環(huán)）、變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、PLC的基本通訊系統(tǒng)等等。其中基本通訊包含了自由口通訊、modbus通訊、USS通訊、TCP/IP通訊等，與第三方的現(xiàn)場(chǎng)控制器，采集器進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)操作。

2提供真實(shí)接口仿真對(duì)象

本系統(tǒng)通過(guò)IO板卡或者模塊和10寸觸摸屏聯(lián)機(jī)。編寫(xiě)背景軟件，實(shí)現(xiàn)基本的控制實(shí)驗(yàn)。包括：交通燈、天塔之光、水塔水位控制、液體混合控制、無(wú)人售貨機(jī)、三層電梯、機(jī)械手控制、電機(jī)星三角啟動(dòng)、郵件分揀、多級(jí)皮帶輸送機(jī)、電位器電機(jī)調(diào)頻等。該軟件能夠輸出真實(shí)信號(hào)，采集PLC的信號(hào)，顯示在屏幕之上，包含了數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出，模擬量輸入，模擬量輸出，高頻脈沖輸出等。

3 *的功能、工程化應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)對(duì)象包括了實(shí)際工程的典型應(yīng)用，可以提供HMI觸摸屏、組態(tài)、總線通訊、總線組網(wǎng)等。提供的AI/AO功能，使用PLC 的PID控制策略，從而完成單回路閉環(huán)控制。本實(shí)驗(yàn)裝置基本上涵蓋了PLC的所有指令與功能。

4 功能擴(kuò)展方便，免維護(hù)。

該實(shí)驗(yàn)裝置配大量小對(duì)象軟件，如果有好的創(chuàng)意應(yīng)用，可以方便增加對(duì)象畫(huà)面，I/O接口任意配置，不影響其他功能使用。對(duì)象清晰、動(dòng)畫(huà)顯示，不需要對(duì)設(shè)備通入較大維護(hù)費(fèi)用，模塊通用，易恢復(fù)，便于設(shè)備之間串用。

5 服務(wù)*化

對(duì)象控制例程軟件、HMI組態(tài)軟件、對(duì)象監(jiān)控例程軟件、對(duì)象仿真軟件等一系列豐富的軟件資料供學(xué)生學(xué)，多種參考，多種應(yīng)用，短期可以成為編程高手。

6 模塊化、獨(dú)立性、安全

   設(shè)備的各個(gè)模塊獨(dú)立，互不干擾，可隨意更換PLC控制器或者其他控制器直接控制。設(shè)備臺(tái)面均采用弱電，直流24V電壓操作，漏電保護(hù)，直流電機(jī)、交流電機(jī)做減速處理。

7 支持自動(dòng)化管理系統(tǒng)

可以增加自動(dòng)化管理系統(tǒng)，從而滿(mǎn)足多個(gè)同學(xué)使用一個(gè)設(shè)備的要求，如果PLC支持以太網(wǎng)，則可以自動(dòng)為學(xué)生分配PLC，并進(jìn)行排隊(duì)授權(quán)管理。

3 型號(hào)和產(chǎn)品形式

MCY80提供了多種PLC主機(jī)，模塊、觸摸屏，小對(duì)象，全覆蓋PLC指令。

MCY80，臺(tái)式PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，模塊可以自由更換。實(shí)驗(yàn)臺(tái)外形尺寸:1400×700×1700（長(zhǎng)，寬，高），有輪子，方便移動(dòng)。整體供電1KW左右。

MCY80H，孔屏形式的PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具有小型真實(shí)對(duì)象，并外掛獨(dú)立對(duì)象。

如圖所示

箱式               

立孔屏式

              臺(tái)式

基本小對(duì)象是采用真實(shí)控制，動(dòng)畫(huà)模擬！

4 PLC實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

4.1 概述

箱式PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，產(chǎn)品緊湊， 分PCB板式，觸摸屏式，提供了*多可能的接口和模擬對(duì)象。建議為S7-200，CPU224，或者SMART200。

4.2 模擬對(duì)象

1、基本指令的編程練 

這是*基本的模塊，提供16個(gè)發(fā)光管輸出指示，16個(gè)輸入按鈕，其中8個(gè)為撥碼開(kāi)關(guān)。

2、十字路口交通燈控制

實(shí)現(xiàn)東西南北12個(gè)燈，兩個(gè)車(chē)燈的控制。通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的模擬，熟練地掌握PLC的編程和程序調(diào)試方法。熟悉計(jì)時(shí)和比較指令的應(yīng)用。

3、 LED數(shù)碼顯示

熟悉計(jì)數(shù)器編程，以及BCD碼指令的應(yīng)用。

4、 生產(chǎn)流水線模擬系統(tǒng)

傳送帶共有3個(gè)工位，工件從1號(hào)位裝入，分別在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三個(gè)工位完成三種裝配操作，經(jīng)*一個(gè)工位后送入倉(cāng)庫(kù)；其它工位均用于傳送工件。 模擬對(duì)象更加復(fù)雜，從而初步了解工業(yè)應(yīng)用。

5、電位器調(diào)頻模擬控制

通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的模擬，熟練地掌握PLC的編程和程序調(diào)試方法。熟悉模擬量控制編程方法。 

6、 液體混合裝置控制的模擬

本裝置為兩種液體混合裝置，SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體A、B閥門(mén)與混合液閥門(mén)由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪勻電機(jī) 。通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的模擬，熟悉液體混合裝置的控制方式及其編程方法 。

7、  機(jī)械手動(dòng)作的模擬

實(shí)驗(yàn)?zāi)M一個(gè)將工件由A處傳送到B處的機(jī)械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動(dòng)作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機(jī)械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動(dòng)作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。設(shè)備裝有上、下限位和左、右限位開(kāi)關(guān)。

8、 四節(jié)傳送帶的模擬

模擬了四個(gè)依次連接的傳送帶。要求起動(dòng)時(shí)先起動(dòng)*末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過(guò)5秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)。停止時(shí)應(yīng)先停止*前一條皮帶機(jī)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其它皮帶機(jī)。要求系統(tǒng)控制某條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)的操作模式，以及停機(jī)開(kāi)機(jī)的操作流程。

9、天塔之光

簡(jiǎn)單的時(shí)序控制。

10、電機(jī)星三角切換啟動(dòng)模擬系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的模擬，熟悉三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)方式。 練PLC控制電機(jī)的操作。

11、軋鋼機(jī)控制模擬

模擬了軋鋼機(jī)操作流程。具有START按鍵，以及軋鋼機(jī)的三個(gè)電動(dòng)機(jī)控制。系統(tǒng)循環(huán)直到STOP鍵按下，所有燈滅。通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的模擬，熟悉PLC計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器及置位、復(fù)位指令。

12、郵件分揀實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

郵件分揀流水線是一個(gè)典型的流水線操作。模擬了四種郵件類(lèi)別，然后依據(jù)類(lèi)別，啟動(dòng)分揀操作。還提供了開(kāi)始按鈕START和STOP按鈕。通過(guò)該模塊了解PLC對(duì)流水線的控制。

13、小車(chē)控制模擬

一個(gè)典型的機(jī)電設(shè)備操作范例。包括了START按鍵時(shí)，MODE設(shè)置開(kāi)關(guān)，并模擬了自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)操作。系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)行，直到有STOP按下。自動(dòng)模式下，不用等待鍵按下，全程自動(dòng)運(yùn)行。

14、 水塔水位控制

通過(guò)水塔水位控制，熟悉上升、下降沿的觸發(fā)及置位、復(fù)位指令。

模擬了一個(gè)水塔供水系統(tǒng)，包括水池水位判定，水塔水位判定，以及上水水泵，水泵的運(yùn)行依賴(lài)于兩個(gè)水位。

15、三層電梯

模擬了三層電梯，包括轎箱內(nèi)呼，各個(gè)樓層的外呼，上下電機(jī)等等。

以上除基本實(shí)驗(yàn)外，還可以增加！只需要在觸摸屏內(nèi)更顯軟件接可以

4.3 小型真實(shí)對(duì)象

1、溫度控制模塊

可以用于PLC控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)，以及其他控制系統(tǒng)的教學(xué)演示。系統(tǒng)主要由1個(gè)風(fēng)扇電機(jī)，加熱模塊，測(cè)溫單元組成。測(cè)溫單元為pt100，以及變送器，提供4-20毫安輸出，系統(tǒng)通過(guò)冷卻風(fēng)扇具有加負(fù)載的功能。

調(diào)壓器，采用2-10V控制（如果是4-20毫安控制則增加500歐姆電阻）。建議用戶(hù)兩種方式只能選一個(gè)。

加熱器24V，35W。配置PT100熱電阻。

負(fù)載為散熱，如果開(kāi)啟風(fēng)扇，則改變了散熱功率，從而改變了負(fù)載。風(fēng)扇直接通過(guò)手動(dòng)直流調(diào)速改變。

2、直流電機(jī)調(diào)速模塊

系統(tǒng)主要由兩個(gè)直流風(fēng)機(jī)，直流調(diào)速電路組成。測(cè)速單元為碼盤(pán)和進(jìn)口的測(cè)速光電偶合器件組成。通過(guò)系統(tǒng)具有加負(fù)載的功能，為了減低噪聲，負(fù)載通過(guò)逆向風(fēng)阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。

調(diào)速器采用0-10V控制（如果是4-20毫安控制則增加500歐姆電阻）。建議用戶(hù)兩種方式只能選一個(gè)。

系統(tǒng)控制框架如圖所示。

3、變頻器交流調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

提供風(fēng)機(jī)負(fù)載，三相，可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)等控制。如果提供MM420變頻器。依據(jù)需要可以提供Profibus接口。還可以提供三菱FR520S變頻器調(diào)速。變頻器模塊具有運(yùn)行、停止、調(diào)節(jié)，正反轉(zhuǎn)等操作裝置。

和A7003不同，這個(gè)對(duì)象將安裝在掛箱和孔屏上。

4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制

提供了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)24V1.5A，42步的步進(jìn)電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的定位控制，設(shè)置啟動(dòng)/停止，方向控制。碼盤(pán)刻度指示步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

5 伺服控制

     伺服驅(qū)動(dòng)器選擇西門(mén)子的V90，100W，定位滑動(dòng)絲桿500cm，左右限位，可以實(shí)現(xiàn)，高精度定位。通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過(guò)脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過(guò)通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很?chē)?yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械等等。

6通訊控制

   通訊控制主要是學(xué)PLC通訊指令，自由通訊相關(guān)指令，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS相關(guān)指令，TCP/IP通訊相關(guān)指令的使用。系統(tǒng)配置了三塊現(xiàn)場(chǎng)智能檢測(cè)儀表，溫度和濕度儀表，分別支持，自定義的RS485協(xié)議，MODBUS協(xié)議，和以太網(wǎng)通訊的TCP/IP協(xié)議。學(xué)生可以通過(guò)編寫(xiě)相關(guān)程序，與儀表通訊，讀取采集量，顯示在上位機(jī)上。

7接口應(yīng)用

真實(shí)接口，軟件模擬，下面是真實(shí)接口，接到真實(shí)PLC中，有模擬量，數(shù)字量，高速脈沖等。下圖為自動(dòng)售貨機(jī)案例！