PLC與變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置【GLPLC-1D型】

一、概述

GLPLC-1D型PLC與變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置能完成PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合知識(shí)運(yùn)用的開關(guān)量實(shí)驗(yàn)、模擬量實(shí)驗(yàn)、變頻器實(shí)驗(yàn)、觸摸屏實(shí)驗(yàn)、異步電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械模型位置實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)、異步電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩機(jī)械模型轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

本實(shí)驗(yàn)裝置具有全面的安全保護(hù)措施，配置智能化儀器儀表，將實(shí)驗(yàn)所需的儀器儀表電源等集成在電源控制屏上，外形美觀大氣，實(shí)驗(yàn)組件采用輕便式材質(zhì)制作，進(jìn)一步降低實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體高度，提高實(shí)驗(yàn)室可視空間，實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用人性化設(shè)計(jì)，具備可擴(kuò)展性。

二、特點(diǎn)

1、桌身采用優(yōu)質(zhì)型材做骨架，結(jié)構(gòu)件經(jīng)大型成型機(jī)械加工而成，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑并經(jīng)高溫烘烤處理，整機(jī)堅(jiān)固耐用，美觀大方。桌身按兩層設(shè)計(jì)，有兩扇保護(hù)門，可放置實(shí)訓(xùn)模塊、實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)箱等。桌面部分采用高密度鋼板。桌面具有耐磨、耐熱、耐污、耐火、防霉、防靜電及易清潔等特點(diǎn)；

2、電壓型漏電保護(hù)器，對(duì)隔離變壓器前的線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，控制屏內(nèi)的接觸器便立即跳閘，切斷電源；

3、電壓型漏電保護(hù)器，對(duì)隔離變壓器后的線路及實(shí)驗(yàn)過程中接線等出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并切斷電源，確保人身安全；

4、電流型漏電保護(hù)器：若控制屏有漏電現(xiàn)象，當(dāng)漏電流超過一定值時(shí)，即切斷電源；

5、強(qiáng)、弱電連接線及插座：采用全封閉結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。

三、技術(shù)性能

1、工作電源：三相四線（或三相五線）～380V±5% 50Hz；

2、溫度：-10℃～40℃，相對(duì)濕度＜85%（25℃）；

3、裝置容量：≤1.5KVA；

4、重量：200Kg；

5、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%（25 ℃） 海拔＜4000m；

四、實(shí)驗(yàn)臺(tái)組件配置及參數(shù)

GLPLC-1D型PLC與變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)裝置主要由電源儀器控制屏、實(shí)驗(yàn)桌、實(shí)驗(yàn)掛板等組成，所有實(shí)驗(yàn)掛板可以全部掛在實(shí)驗(yàn)框內(nèi)。

1、實(shí)訓(xùn)臺(tái)

采用標(biāo)準(zhǔn)鋁型材設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)，桌面板采用防火桌面材料結(jié)實(shí)耐用；配備抽屜和儲(chǔ)物柜便于放置零部件；

2、控制屏

控制屏采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板。為實(shí)驗(yàn)提供交流電源。具體功能如下：三相380V及單相220V交流電源。配有三只指針式交流電壓表；

3、可編程控制器實(shí)驗(yàn)板

     配置西門子CPU SR40，緊湊型 AC/DC/RLY, 24DI/16DO；單相4個(gè)200kHz高速計(jì)數(shù)器，正交相位2個(gè)100kHz高速計(jì)數(shù)器。自帶以太網(wǎng)口1，串行端口1（RS485），附加串行端口1個(gè)（帶有可選RS232/485信號(hào)板）；

      PLC側(cè)邊安裝西門子模擬量模塊AM03，2路模擬量輸入，一路模擬量輸出，輸入模擬量電壓范圍0-10v，電流范圍4-20ma；

      面板上配置24V 1A/5V 3A開關(guān)電源供PLC實(shí)驗(yàn)使用，同時(shí)準(zhǔn)備了輸入電路光電隔離板與輸出電路繼電器驅(qū)動(dòng)板保護(hù)實(shí)驗(yàn)線路。PLC輸入輸出點(diǎn)和電源均以端子形式在實(shí)驗(yàn)板上接出；

4、開關(guān)量實(shí)驗(yàn)板

 （1）包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模型、直線運(yùn)動(dòng)模型、混料罐動(dòng)作模型以及物料輸送模型；

（2）三種液體混合攪拌液位控制模型，當(dāng)液位上升或下降時(shí)，帶有機(jī)械式移動(dòng)液位背景光線顯示效果；

（3）帶有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反饋信號(hào)的邏輯功能的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完全接近工程實(shí)際，帶有反射式和溝槽式兩種光電開關(guān)作為位置檢測信號(hào)；

（4）物料輸送模型具有上料倉和下料倉，上、中、下三層傳送帶，配有倉滿手動(dòng)設(shè)定信號(hào)，和料倉開、物料傳送等顯示效果；

5、模擬量實(shí)驗(yàn)板

    模擬量實(shí)驗(yàn)要求能開設(shè)溫度閉環(huán)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；

（1）實(shí)驗(yàn)板上帶有工業(yè)溫度變送器、PT100熱電阻、調(diào)壓模塊和加熱元件組成的溫度控制；溫度范圍0～130℃，帶有的溫度表能顯示實(shí)際溫度；

（2）帶有兩路工業(yè)高精度數(shù)字電壓表和兩路模擬量給定電壓信號(hào)源?？赏瓿赡M量輸入、模擬量輸出等基本實(shí)驗(yàn)；

（3）帶有計(jì)數(shù)、頻率、轉(zhuǎn)速數(shù)字表和光電開關(guān)檢測元件組成的測速實(shí)驗(yàn)區(qū)，帶有工業(yè)直流電機(jī)及調(diào)速電路，帶有速度和位置檢測信號(hào)，可PWM調(diào)速控制；

6、觸摸屏變頻器實(shí)驗(yàn)板

    配置昆侖通態(tài)MCGS 7062TI觸摸屏，配置西門子G120C變頻器，控制單元 (CU) 和功率模塊 (PM) 集于一體、防護(hù)等級(jí)為 IP20 并可內(nèi)置于開關(guān)柜中的緊湊型變頻器；通訊接口 PROFINET、EtherNet/IP,2 × RJ45，ZUI大 100 Mbit/s；變頻器功率0.55KW；西門子變頻器基本操作面板 BOP–2；

7、異步電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械模型

（1）異步電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)模型由三相交流減速異步電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承、絲杠、絲母（運(yùn)動(dòng)滑塊）、支架、旋轉(zhuǎn)編碼器等組成，固定在金屬底板上；

（2）三相交流減速異步電動(dòng)機(jī)，三相交流220V，速比1:3，可由變頻器進(jìn)行速度調(diào)節(jié)；

（3）滑塊運(yùn)動(dòng)有效行程≥300mm，終端有機(jī)械扭矩限制保護(hù)；

（4）位置檢測器件具有行程開關(guān)4個(gè)、旋轉(zhuǎn)編碼器1個(gè)（1000P/R）；

（5）通過位置檢測元件和電機(jī)調(diào)速，可對(duì)運(yùn)動(dòng)滑塊進(jìn)行位置和速度控制，能模仿工廠中許多設(shè)備的工作情況，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容極其豐富，異步電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)模型外形尺寸不小于：730 （長）*120 （寬）*100 mm（高）；

8、制動(dòng)器控制板

     安裝磁粉制動(dòng)器，提供磁粉制動(dòng)器接線端子，能完成磁粉制動(dòng)器給予異步電動(dòng)機(jī)扭矩加載實(shí)驗(yàn)；

9、異步電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩機(jī)械模型

       異步電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩機(jī)械模型由三相交流減速異步電動(dòng)機(jī)與磁粉制動(dòng)器、扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器同軸連接而成，固定在金屬底板上；

（1）三相交流減速異步電動(dòng)機(jī)，三相交流220V，速比1:3，三相交流減速異步電動(dòng)機(jī)由變頻器進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。變頻器輸出頻率由PLC模擬量輸出調(diào)節(jié)，調(diào)頻范圍：0～50Hz連續(xù)；

（2）磁粉制動(dòng)器為三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載。負(fù)載制動(dòng)力矩的大小，通過調(diào)整磁粉制動(dòng)器的勵(lì)磁電流改變。磁粉制動(dòng)器勵(lì)磁電流由PLC模擬量輸出經(jīng)過調(diào)壓模塊功率增大，再經(jīng)變壓器整流橋變?yōu)橹绷麟娏鳎涣麟妷赫{(diào)節(jié)范圍為0～220V，直流電壓調(diào)節(jié)范圍0～24V，勵(lì)磁電流變化范圍為0～0.5A。制動(dòng)力矩：0～2NM；勵(lì)磁電流大小由電流表指示；

（3）轉(zhuǎn)矩傳感器為電機(jī)與磁粉制動(dòng)器運(yùn)行傳動(dòng)中轉(zhuǎn)矩測量傳感器，測量范圍0～3NM；

（4）旋轉(zhuǎn)編碼器可檢測三相電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)編碼器≥1000P/R；

（5）通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測電動(dòng)機(jī)速度，三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速，負(fù)載力矩?cái)_動(dòng)，可測試出電動(dòng)機(jī)不同頻率、不同機(jī)械負(fù)載下的機(jī)械特性；

（6）通過PLC編程，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)速或恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行；

異步電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩機(jī)械模型外形尺寸不小于：730（長）*120（寬）*150mm（高）

10、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線

根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，配備兩種不同的實(shí)驗(yàn)連接線，強(qiáng)電部分采用高可靠護(hù)套結(jié)構(gòu)連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細(xì)的多股線，達(dá)到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強(qiáng)度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，插頭采用銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)連接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，不能混插，大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。

五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、基本實(shí)驗(yàn)

（1）基本邏輯指令實(shí)驗(yàn)

（2）計(jì)時(shí)器指令實(shí)驗(yàn)

（3）計(jì)數(shù)器指令實(shí)驗(yàn)

（4）微分指令、鎖存器指令實(shí)驗(yàn)

（5）位移指令實(shí)驗(yàn)

（6）特殊功能指令實(shí)驗(yàn)

（7）觸摸屏基本操作實(shí)驗(yàn)

（8）變頻器基本操作實(shí)驗(yàn)

2、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

（1）十字路口交通信號(hào)燈控制實(shí)驗(yàn)

（2）混料罐控制實(shí)驗(yàn)

（3）傳輸線控制實(shí)驗(yàn)

（4）小車自動(dòng)選向、定位控制實(shí)驗(yàn)

（5）電梯控制實(shí)驗(yàn)

（6）刀具庫管理控制實(shí)驗(yàn)

（7）變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)

（8）變頻器控制電機(jī)運(yùn)行時(shí)間實(shí)驗(yàn)

（9）三相異步電動(dòng)機(jī)變頻開環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

（10）PLC控制變頻器開環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

（11）異步電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械模型位置實(shí)驗(yàn)

（12）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)

（13）異步電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩機(jī)械模型轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

（14）異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

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