SBPLC-021M型PLC综合实训平台

PLC综合实训平台、PLC实训室设备主要面向机电一体化专业《PLC应用技术》和《电气控制与PLC》等课程的实训和课程设计。PLC综合实训装置学生可根据教学模型的特点在老师的指导下自己设计梯形图，编写程序，编写组态，联机运行。从而提高学生的创新能力，职业能力，培养出真正意义的“经验型应用技能型人才”。能够满足教学计划和教学大纲所规定的实践教学环节的要求。可承接PLC编程、变频器调速、触摸屏控制、电气控制技术的项目的综合实训。

参考图以实物为准

一、硬件设备

1）外形尺寸：L1500mm×W720mm×H1450mm（±50mm）；

2）组成：实训平台采用梯形设计,由底部支撑脚轮、立柱主体、平台桌面等部件组成。

3）实训平架的立柱主体由四根工业铝型材组成。型材采用挤压成型工艺生产制作,壁厚2.0mm,规格为45×90mm。型材四面带槽,槽宽约8mm,便于灵活安装和调整各类功能模块。型材表面经过电泳涂层处理,具有优异的防腐蚀性和美观度。

4）主体立柱通过左右各两个C字形铝铸压成型构件和支撑框架实现结构连接。C字形构件采用压铸成型工艺制成,经过机加工、抛丸、喷砂等工序,表面采用蓝色静电喷涂,美观耐用。

5）平台桌面高度为750mm,符合人体工程学设计,提供舒适的操作高度。桌面板下设支撑架,由30×30mm型材构成,承受力不少于300kg,满足各类实训设备和工件的放置需求。

6）台面采用厚度≥25mm的高密度纤维板进行加工制作，表面采用张贴高强度磁白色耐磨防火板面，采用高强度优质胶水贴合，截面四周PVC封边，桌边鸭嘴型或直边弧角设计；整体牢固，造型美观。

7）实训平台底部安装有可调节万向脚轮,便于设备的移动和定位。在搬运移动时,只需调节驻停脚杯上升,使万向轮与地面接触即可轻松移动。在设备驻停时,通过调节脚杯下降,可锁定设备停放位置,确保平台稳定。调节脚杯的可调高度为0-30mm,用于补偿地面的不平整,实现设备的水平调整。

8）实训平台四周采用1.5毫米厚的钣金镂空造型封装，通过激光切割、开孔、焊接和打磨等工艺加工而成。金属表面经过磷化酸洗等防锈处理，最终采用磁白色粉末进行静电喷涂，并在红外高温下快速凝固，使漆膜厚度均匀平整。这不仅确保了平台的坚固耐用，还使其外观美观协调。

二、电源岛模块

1）支架梯形状结构，采用1.5mm冷轧钢板，表面采用粉末静电涂装。

2）输入额定电压为AC220V±10％,50Hz;功率≤2.0kW；

3）系统由启动、停止和急停按钮来控制设备电源的启停，确保操作安全。

4）系统配置单相电源电压AC220V的插座，并配有独立的电源开关进行控制，方便相关模块的用电需求。

5）直流电源：直流电压输出DC24V/4A、0～36V/4A连续可调直流电源1组；

6）信号源：直流电压：0～±10V可调输出；直流电流：4～20mA可调输出，配备数字显示表;

7）数显表：电压表量程0～30V、精度0.5级，电流表量程0～30mA、精度0.5级；

三、实训模块放置框架

1）模块采用静电喷涂高强度钢制网孔板整体冲压成型，圆长孔规格 5 mm X10 mm，按纵四孔与横三孔交错阵列排布，确保适合各器件的尺寸安装。

2）模块结合通用导轨和卡扣，可快速装拆PLC、触摸屏、伺服驱动及各类低压电气元件；满足频繁教学操作的强度需求。

3）所有控制信号统一引出至编号清晰的接线端子排，方便学生直观 I/O 地址连接和 PLC 编程、控制调试实训任务。

四、工业控制交换机

1）接口需求：5口百兆电口，10/100BASE-T(X),自适应以太网RJ45接口；LED动态指示灯，提供简单的状态指示和故障排除。

2）电源需要：输入电压支持AC/DC9-30V，采用插入式端子；

3）安装方式：导轨式安装/壁挂式安装；

五、触摸屏模块

1.选配方案 1：触摸屏模块  

品牌：西门子

型号：KTP700（PN）

1）尺寸：≥7" TFT(彩色)显示屏；

2）屏幕尺寸：宽度154.1mm?高度85.9mm

3）分辨率：≥800Pixel?480Pixel像素；

4）颜色：65536颜色；

5）投光：LED背景光；

6）可视范围：140°（含）可视角度；

7）以态网口：1*PROFINET接口

8 ）USB口：1*USB。

9）操作：支持触摸操作；

10）功能键：具有至少 8 个物理功能键；

11）处理器：ARM高速处理器

12）主频：400MHz

13）内存容高达10M

14）变量点数：最大变量点数：500点；

15）画面数：最大显示50个画面；

2.选配方案2：触摸屏模块  

品牌：昆仑通态

型号：TPC7032Ki

1）液晶屏：≥7"TFT。

2）背光类型：LED。

3）显示颜色：65535真彩。

4）分辨率：≥800x480。

5）显示亮度：≥200cd/m2。

6）触摸屏：电阻式。

7）输入电压：24±20%VDC。

8）额定功率：5W。

9）处理器：Cortex-A8 600MHz或以上。

10）内存：≥128M。

11）系统存储：≥128M。

12）组态软件：Mcgs嵌入式。

13）串行接口：COM1（RS232），COM2（RS485），可扩展（COM3，COM4）；

14）USB接口：1主1从；

15）以太网口：10/100自适应；

16）含安装固定支架。

六、PLC控制模块

1.选配方案1：S7-200smartPLC控制模块

品牌：西门子

型号：CPU SR40

1）电源电压：DC24 V；

2）数字量输入：24 点；

3）数字量输出：16 点／晶体管型；

4）高速脉冲输出：≥4 路 200 kHz（4 轴定位）；

5）高速计数器输入：≥4 路 200 kHz（含2 路AB相编码器）；

6）通讯接口：1×Ethernet 10/100 M，2×RS-485，支持 Modbus RTU/TCP 及自由口；

7）程序存储区：≈60 k 步，数据存储区：≈24 k B；

8）扩展能力：最多挂接8 块信号模块，总 I/O 点数可达256；

9）实时时钟：内置 RTC，断电保持≥20 天；

10）外形尺寸：约 100 × 80 × 75 mm，35 mm DIN 导轨安装。

2.选配方案2：S7-1200G2PLC控制模块2 （此模块为四选一配置项）不选

品牌：西门子

型号：S7-1200 G2

1）DC/DC/DC高性能CPU模块单元，支持24V直流电源供电；

2）数字量输入≥14点，兼容漏型/源型接线；

3）数字量输出≥10点（晶体管型），支持高速开关控制；

4）模拟量输入≥2路，可扩展更多通道；

5）集成NFC功能，支持非接触式设备信息读写；

6）高速计数器≥6路，最高频率30kHz；

7）脉冲输出≥4路（100kHz），支持多轴同步控制，适用于步进/伺服控制；

8）中断输入≥4路，支持快速响应外部事件；

9）脉冲输入≥6路（30kHz），用于编码器信号采集；

10）双Profinet以太网端口，支持TCP/IP协议及支持IRT等时同步通信；

11）程序存储器250KB/数据存储器750KB，支持8MB装载存储卡；

12）布尔运算速度≤0.037μs/指令，确保高效逻辑处理。

3.选配方案3：汇川PLC控制模块

品牌：汇川

型号：H5U

1）电压：DC4V；

2）数字量输入≥16点，数字量输出≥14点/晶体管型；

3）高速输出≥4路200kHz（4轴脉冲输出）、高速输入≥4路200kHz（2路编码器计数）；

4）带轴能力：8轴;

5）通信接口:EtherCAT*1：最大 32 轴，最多 72 个 EtherCAT 从站（包含伺服轴）；

6）EtherNET端口支持：EtherNet/IP、ProfiNet、MODBUS-TCP、TCP/IP、UDP、Socke；

7）CAN端口：支持 CANlink、CANopen 配置（支持 CANopen 轴控，暂不支持 CANLink 轴控）；

8）程序容量：200K 步用户程序；

9）数据容量：2MByte 自定义变量，其中 256KByte 支持掉电保持；约 150KByte 软元件，编号 1000 以后支持掉电保持；

10）基本指令速度：基本指令 20ns，20K 步逻辑指令 2ms；

11）编程语言：LD、SFC，ST，支持 FB/FC 功能、支持功能块授权；

12）模块扩展：16 个本体模块，远程模块可以 EtherCAT 从站形式接

13）其他接口：miniUSB、SD；

14）其他：支持直线圆弧插补，支持电子齿轮、电子凸轮功能，支持离线仿真；

4.选配方案4：XL5 PLC控制模块

品牌：信捷

型号：XL5E-32T

1）电源规格：DC24V供电，支持20.4~28.8V宽电压输入；

2）数字量输入：16点，24VDC，支持NPN/PNP类型传感器接入；

3）数字量输出：16点晶体管型（NPN），24VDC/0.5A，响应时间≤1ms；

4）高速脉冲输出：2路独立50/60kHz脉冲输出（Y0/Y1)；

5）程序容量：32K步，支持C函数功能块编程；

6）通信接口：标配RS232+RS485+双以太网口，支持MODBUS RTU/TCP协议；

7）扩展能力：最大支持16个扩展模块

七、变频器模块

1.选配方案1：G120变频器

品牌：西门子

型号：G120 0.55KW（PN）

1）配有西门子G120PN系列变频器，变频器功率单元模块输入电源为220V土 10％ 47-63Hz，不带电源滤波器，带集成制动斩波器。功率单元功率≥0.55kW，环境温度-10至+40°C ，FSA规格。防护等级≥IP20。

2）变频器CU240E-2 PN-F控制单元，集成了PROFINET、RS485通讯接口功能，支持矢量控制功能，具备了基本输入输出，包括6个数字量输入，3个继电器输出，2路模拟量输入，2路模拟量输出。

3）配套高级智能操作面板，用于变频器参数组态及故障查看，支持中文显示；

2.选配方案2：变频器

品牌：西门子

型号：G120 0.55KW（PN）

1）电源输入：3AC380-480V；

2）功率≥0.5kW

3）额定输出电流 1.3 A

4）控制与调速方式：矢量控制（VC）／伺服控制（Servo）U/f 曲线、V/f共振抑制 (ECO)，闭环转速精度 ±0.01 %（带编码器）

5）通讯与扩展：控制单元 CU310-2 PN

6）配套高级智能操作面板，用于变频器参数组态及故障查看，支持中文显示；

3.选配方案3：汇川MD200变频器

品牌：汇川

型号：MD200S 0.75KW

1）输入电压：单相220V ±15%，频率50/60Hz；

2）适配电机：0.4kW异步电机（额定输出电流2.5A）；

3）控制模式：V/F控制、无速度传感器矢量控制（SVC）；

4）调速范围：1:100（SVC模式下）；

5）载波频率：1.0~15.0kHz（可调，默认4kHz）；

6）通信接口：标配RS485，支持Modbus RTU协议；

7）保护功能：过流/过压/欠压保护，电机过热预警（需外接传感器）；

4.选配方案4：信捷VH5变频器4 （此模块为四选一配置项）不选

品牌：信捷

型号：VH5-20P7-B

1）电源规格：单相220V供电，允许电压波动范围-15%～+15%，

2）额定输出功率0.75kW；

3）额定输出电流4.0A，过载能力150%额定电流60秒（G型）；

4）控制方式：支持V/F控制与矢量控制，兼容异步/同步电机；

5）保护功能：内置过流、过压、欠压保护，电压失衡率<3%；

6）通信接口：标配RS485，支持MODBUS RTU协议，可扩展EtherCAT通信卡，实现分布式运动控制；

7）环境适应性：工作温度0~55℃，湿度5%~95%；

八、伺服驱动模块

1.选配方案1：V90伺服系统1

品牌：西门子

型号：V90 0.2KW

（1）伺服控制器

1）支持PROFINET通讯；

2）输入电压： 200-240 V

3）输出电流 1.2 A 0-330 Hz

4）功率：≥0.4 kW ；

5)防护等级：≥IP20 ；

6)尺寸：≤60x180x200（宽x高x深）；

（2）伺服电机

1）伺服电机工作电压三相交流≤ 220 V ，PN≥0.4 kW；NN≥3000 U/min M0≥1.9 Nm；MN≥1.27 Nm 轴高度 45 mm 带弯 插头；增量编码器 ≥2500 增量/转，带滑键，公差N，无驻车制动器 ，防护等级≥IP65，带密封圈;

2）电机带旋转刻度盘，转动轴位置加防护罩；

3）制动电缆：制动电缆预制 2x0.75，电机侧插头 Dmax≥6.3mm，长度 (m)≥3m；

（3）伺服驱动器动力电缆

1）伺服驱动器动力电缆规格≥4x 1.5，用于伺服电机，电机侧插头 Dmax≥8.1mm，长度 (m)≥3m；

（4）编码器电缆

1）编码器电缆用于伺服电机增量编码器，电机侧插头 Dmax≥7.2mm 长度 (m)≥3m；

2.选配方案2：S200伺服系统

品牌：西门子

型号：S200 0.2KW

1）输入电压： 200-240 V

3）输出电流 1.2 A 0

4）功率：≥0.2 kW ；

5)标配PROFINET IRT（等时同步模式）,支持PROFIdrive报文;

6)速度控制精度：±0.0,定位分辨率：24位编码器反馈

3.选配方案3：SV630伺服系统

品牌：汇川

型号：SV630 0.2KW

（1）伺服驱动器

1）输入电源：AC220VV ±15%，50Hz;

2）额定输出电流：1.5A；

3）编码器反馈：23位绝对值/增量式；

4）控制模式：位置/速度/转矩三环切换；

5）响应带宽：1.5kHz（速度环），定位精度±1脉冲；

6）通信接口：双以太网口，支持EtherCAT/RS485；

7）过载能力：300%瞬时过载（0.5秒）；

8）调速比：1:5000（速度模式下）；

（2）伺服电机

1）额定功率：≥0.2 kW ；

2）编码器类型：18位磁编绝对值/增量式编码器（分辨率262,144 PPR）;

2）额定转速：3000rpm；

3）额定转矩：0.32Nm;

4）配套：标配4芯动力线+9芯编码器线;

4.选配方案4：信捷DS5L伺服系统

品牌：信捷

型号：DS5L10P2 0.2KW +MS5S110STETS03230B21P5S01

（1）伺服驱动器

1）输入电源：单相200-240V，50Hz-60Hz；

2）功率：0.2KW；

3）编码器反馈：17bit/23bit通讯编码器；

4）控制方式：三相全波整流IPM、PWM控制、正弦波电流驱动方式；

5）通讯功能：支持RS232、RS485，标准ModbusRTU协议；

6）显示与操作：5位LED指示灯、电源指示灯，4个操作按键；

7）数字输入：3路，包括伺服使能、报警清除、禁止正转等功能；

8）数字输出：3路，包括定位完成、伺服准备就绪、报警输出等功能

9）脉冲方向控制：支持P+D、AB相、CW/CCW信号

10）制动功能：可选配动态制动，内置制动电阻

（2）伺服电机

1）额定功率：≥0.2 kW ；

2）编码器类型：单圈17位编码器;

2）额定转速：3000rpm；

3）额定转矩：0.318Nm;

4）配套：标配4芯动力线+9芯编码器线;

九、远程IO模块

1.选配方案1：西门子ET200模块

品牌：西门子

型号：ET200SP

1）电压：24V；

2）电流：2A(Max.)；

3）总线协议：PROFINE；

4）单站最多可扩展63个模块；

5）I/O扩展输入模块：输入信号类型PNP;输入通道数16个；电流消耗25mA;额定电压24VDC(±25%);光耦隔离；

7）I/O扩展输出模块：输出信号类型：PNP;输出通道数16个；电流消耗：75mA;输入额定电压24VDC(±25%);负载类型：阻性负载、感性负载、灯负载；

2.选配方案2：一体式远程IO模块

1）电压：24V；

2）功耗：300mA；

3）端口：2个具备交换功能网口；PROFINET协议；传输速率：100Mbps；

4）IO：输入≥8，PNP/NPN晶体管；输出≥8，PNP晶体管；

5）组态方式：博途配置GSD文件；

6）安装方式：导轨式安装；

3.选配方案3：汇川远程IO模块

品牌：汇川

1）电压：24V；

2）电流：2A(Max.)；

3）总线协议：EtherCAT；

传输速率：100Mbps（EtherCAT）

6输入点数：8（支持PNP/NPN接线）

6输出点数：8，晶体管（最大0.5A/点）

4）单站最多可扩展64个模块；

5）实时通道级故障报警

4.选配方案4：德克威尔分布式IO模块

1）电压：24V；

2）电流：2A(Max.)；

3）总线协议：PROFINET或EtherCAT；

6）I/O扩展输入模块：输入信号类型PNP;输入通道数16个；电流消耗25mA;额定电压24VDC(±25%);光耦隔离；

7）I/O扩展输出模块：输出信号类型：PNP;输出通道数8个；电流消耗：75mA;输入额定电压24VDC(±25%);负载类型：阻性负载、感性负载、灯负载；

十、电机模块

1）模块采用独立结构方式设计，钣金支撑底板，两边安装铝合金U型拉手；

2）三相异步电动机：AC380V/Y,转速1400r/min,功率180W；机电末端安装转盘模拟负载。

十一、信号模块

1）输入元件：8个按钮（红绿黄多色）、2个旋钮开关、2个急停按钮；配套端子、标识，所有元器件引线到端子上；所有元件安装在一个模块上，以方便安装、维护。

2）输出元件：8个DC24V指示灯（红绿黄多色）；配套端子、标识，所有元器件引线到端子上；所有元件安装在一个模块上，以方便安装、维护。

3）PCB板制作，可安装与实训屏通过线缆进行实训操作；

（六）可开设实训项目

1、PLC实物控制应用实训：

1.伺服电机定位控制；

2.伺服电机的速度控制；

3.伺服电机的正反转控制；

4.伺服电机配合传感器的综合控制。

2、PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训：

1.变频器功能参数设置与操作；

2.外部端子点动控制；

3.变频器控制电机正反转；

4.多段速度选择变频调速；

5.变频器无级调速；

6.外部模拟量方式的变频调速控制；

7.基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制；

8.基于PLC模拟量方式变频开环调速控制；

9.基于PLC通信方式的变频开环调速；

3、工业网络通讯综合实训：

1.PLC、触摸屏与变频器之间通信控制；

2.PLC远程IO、设备站之间通讯控制；