ZNK-ZK05型智能控制设备运行与维护系统

一、设备概述

       “ZNK-ZK05型智能控制设备运行与维护系统”，是针对目前大中专院校课程体系，同时考察当今工业控制发展状况而量身定做、设计的一款实训系统；该系统主要包含PLC、变频器、工业仿真控制模型等诸多模块。控制核心器件如PLC、变频器等均采用当今控制行业的知名品牌，控制模型也是按照当今工业生产中使用率最高的设备，按照一定比例缩放制作而成，其动作流程、工艺流程均贴近工业现场；设备涉及到的控制电路也是目前比较常用的一些经典的控制电路。设备整体贴近现实，让学生做到身临其境的感知，加快对知识的掌握和转化，达到工业与教学相结合的良好的教学效果。

       “ZNK-ZK05型智能控制设备运行与维护系统”，设备整体采用工业铝型材搭建而成，桌面采用高密度符合材料制作，具备良好的耐磨、防滑、绝缘等效果。台体下方设有主机支架和万向轮，可放置电脑主机和方便设备的移动。设备侧面放有可伸缩式电脑屏幕支架。设备实操模块采用挂箱式结构，使用时挂靠在设备上。

二、设备特点

1、设备采用工业铝型材搭建而成，设备整体轻便、美观大方；设备底部带轮，方便设备的移动和摆放。

2、设备的核心部件采用知名品牌、与时俱进。所涉及实训内容均是当今主流，保证技术的前沿性。

3、设备具备多种人身安全防护，多个方面确保操作人员的人身安全。

4、设备采用模块化设计，操作区域可更换不同模块，灵活性强、扩展性好，便于设备的升级和节约实训成本。

三、技术参数

1、使用电源：三相五线制AC380V±10％  50Hz

2、设备尺寸：不小于1350*700*1450mm

3、装置容量：≤1.5KVA

4、使用环境：-5℃--40℃，相对湿度：＜90％（RH），海拔＜3000M

5、输出电源：三相AC380V，单相AC220V，直流DC24V

6、安全防护：具备过载、短路、漏电等多重防护，同时还具备急停、钥匙开关等安全措施

四、核心器件介绍

1、台体

       采用工业铝型材与钣金相结合搭建，设备底部带轮。桌面采用高密度复合木板制作而成，设备设有主机托盘和屏幕壁挂支架。台体集成主控电源箱。电源箱可输出交流三相AC380V电源，交流AC220V电源，直流DC24V电源，结构采用钣金焊接喷塑而成，具备良好的防腐绝缘特性，电源箱上具备主控器件、状态指示、电源输出插座等。

2、PLC模块

      主机选用西门子S7-1200系列PLC中的1214C，紧凑型 CPU，DC/DC/DC， 机载 I/O： 14 个 24V DC 数字输入；10 个 24V DC 数字输出； 2 AI 0-10V DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/数据存储器 100 KB；集成一个RJ45网口，支持S7、PROFINET、TCP/IP等协议的工业以太网通讯。

该PLC同时还扩展一个8路8出的数字量模块，用于对主机IO点的一个拓展。

变频器模块：变频器选用西门子G系列中的G120；SINAMICS G120 变频器的设计针对三相交流电机，用于实现精确而又经济的转速/转矩控制。其中功率单元选用PM240-2，输入AC380V，功率0.55(0.37）KW/轻载/重载；控制单元选用CU240E-2PN，集成6路数字量输入，2路模拟量输入，3路数字量输出，2路模拟量输出。支持PROFINET通讯。操作面板采用BOP-2。

3、触摸屏模块

       选用昆仑通态（MCGS）TPC7032Kt，它是 CPU为4核 800M Hz的高性能嵌入式一体化触摸屏，该产品设计采用了10.2英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率1024×600），四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096）。同时还预装了mcgsPro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，丰富的通讯接口。其中集成一个100兆以太网口，一个DB9针串口（232/485复用），两个USB口。

4、孔板

       提供一个有钣金冲孔喷塑制作而成的网孔板。

5、半实物单元

       带供料功能的装配机构，装配工件与分拣机构物料匹配主要由供料机构、旋转送料机构、装配机构、放料台、带保护接线端子单元等组成。该单元将料仓内的工件在送料抬上进行装配。

       使用过程中需用到机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动控制、可编程控制器应用技术、传感器等多项应用技术，为学生提供了一个典型的系统综合实训环境，使学生掌握的各项专业知识得到全面、综合地加深巩固并灵活应用。本单元执行机构主要三相异步电机、直流电机以及气动回路组成。

1、料仓结构

      主要由筒形料仓、气动推手、检测传感器以及固定支架组成。可实现料块检测、供料、送料等功能。

2、物料装配结构

     主要由气动推缸、气手指、吸盘、检测传感器以及支架等组成，主要用于为料块装配盖子。

3、皮带运输单元

      主要由皮带传输机构、三相异步电机、同步带、支架等组成，主要作用是对物料的运输。

4、仓储模块

    主要由转盘、直流电机、仓位、传感器等组成，主要用于仓库入库功能控制。

6、气源

  电源AC220V，最大压力0.7MPA，容量24L

五、配置清单（单工位）

设备主要配置

编号	名称	规格型号	数量	备注
1	台体	DLPLC-SIMKZ	1套
2	电源箱	DLPLC-SIMKZ-DY	1套	安装在台体上
3	PLC挂箱	西门子1214C	1台
4	变频器挂箱	G120	1套	含功率、控制、操作单元
5	触摸屏	TPC7032Kt	1台	内置在电源箱
6	网孔板		1个
7	测试线		1套
8	实训指导书		1本
9	半实物单元		1套
10	气泵	AC220V/0.7MPA/24L	1台

元器件列表

编码	名称	型号	数量	备注
1	断路器	3P 10A	1
2	断路器	2P 6A	1
3	熔断器	RT18-32	5
4	熔芯	5A	3
5	熔芯	2A	2
6	交流接触器	CJX2S-0910,AC220V	4
7	热继电器	JRS1D-25 0.63-1A	1
8	中间继电器	两开两闭，DC24V	4
9	辅助触点	F4-22	4
10	行程开关	直动式	3
11	时间继电器	通电延时，AC220V	1
12	导轨		3根
13	线槽	3030	2米
14	端子	ST2.5	50节
15	堵头		4个
16	短接片		3条
17	按钮盒	4孔	2
18	自复位按钮	一开一闭，黄	1
19	自复位按钮	一开一闭，红	1
20	自复位按钮	一开一闭，绿	2
21	指示灯	红，AC220V	1
22	指示灯	黄，AC220V	1
23	指示灯	绿，AC220V	2
24	两位置旋钮	一开一闭	1
25	三相异步电机	AC380V,180W	1

工具列表

编号	名称	规格	数量	备注
1	小一字螺丝刀	3*75mm	1	得力
2	大一字螺丝刀	6*100mm	1	得力
3	大十字螺丝刀	6*100mm	1	得力
4	斜口钳	6寸	1	得力
5	尖嘴钳	6寸	1	得力
6	剥线钳		1	得力
7	压线钳	压针型鼻	1	得力
8	万用表		1	得力

六、可完成的实验项目

1、PLC基本指令练习

2、基于PLC控制的变频器多段速控制

3、基于PLC控制的变频器启停、正反转控制

4、基于PLC与变频器的PROFINET通讯控制

5、基于PLC控制的电机正反转

6、PLC与触摸屏通讯实验

7、于外部电位器控制的变频器开环调速

8、基于外部按钮控制的变频器多段速

9、基于BOP-2面板控制的变频器启停

10、变频器参数设置实验

11、基于外部按钮控制的变频器启停、正反转实验

12、触摸屏组态实验

13、触摸屏与PLC、变频器综合应用

14、三相异步电动机的直接启动控制

15、三相异步电动机接触器点动控制线路

16、三相异步电动机接触器自锁控制线路

17、Y-△启动自动控制线路

18、接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路

19、按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路

20、双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路

21、三相异步电动机能耗制动控制线路

22、三相异步电动机的多地按制

23、工作台自动往返控制线路

24、PLC 控制电动机点动和自锁控制

25、PLC控制电动机手动正反转控制

26、PLC控制电动机带延时正反转控制

27、PLC控制电动机两地启动停止控制

28、PLC控制电动机顺序控制

29、PLC控制电动机星/三角启动自动控制

30、PLC控制电动机星/三角启动手动控制

31、基于PLC控制的皮带传输控制

32、基于PLC控制的物料组装控制

33、基于PLC控制的物料加过程控制