CN103208223A - 简易工业自动化综合实训控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种简易工业自动化综合实训控制系统，包括PLC控制器、传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元、人机界面和电源电路，所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元和分拣单元分别与PLC控制器的输出接口连接，并接受PLC控制器的控制完成工件的传送、测量与提升、加工、质量检测和分拣的动作，所述人机界面与PLC控制器的输入接口连接，用于向PLC控制器输入设定的控制信息，显示包括电路的启动、停止、电路正常运行、非正常运行的状态及报警信号。该简易工业自动化综合实训控制系统设计科学，结构简单，易于掌握，直观实用，能使学生感受工业现场控制，最大限度的发挥其教、学、做的作用。

Description

简易工业自动化综合实训控制系统
技术领域
本发明涉及一种教学实训平台的控制系统，特别是以PLC控制器为核心的简易工业自动化综合实训控制系统。 
背景技术
目前，高职院校电气自动类专业工业自动化实训主要以PLC实验箱为主要载体，很难做到在一个比较真实的工业现场进行各种生产流程控制教学。近年来尽管市面上出现了各种各样的自动化实训装置，但均因以下因素不能很好满足各高职院校的要求：一是结构过于复杂，职业院校的学生很难消化吸收；二是灵活性较差，不利于扩展其它功能；三是价格相对昂贵；四是设备容易出现故障，寿命比较短。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一个简易工业自动化综合实训控制系统，以克服已有技术所存在的上述不足。 
为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：一种简易工业自动化综合实训控制系统，包括PLC控制器、传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元、人机界面和电源电路，所述电源电路用于为PLC控制器及上述各工作单元提供工作电源，所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元和分拣单元分别与PLC控制器的输出接口连接，并接受PLC控制器的控制完成工件的传送、测量与提升、加工、质量检测和分拣的动作， 
所述人机界面用于向PLC控制器输入设定参数和显示运行状态信息，显示的状态信息包括电路的启动、停止、电路正常运行、非正常运行的状态及报警信号；
所述PLC控制器作为实训控制系统的核心，其作用是根据设定的程序控制所述工传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元的动作；
所述传送单元用于将所需加工的工件传送至指定工位；
所述测量与提升单元用于测量工件的高度并将工件提升到相应的位置，为工件进入下一工序作准备；
所述加工单元用于控制模拟工业现场加工设备的电路；
所述质量检测单元用于检测工件的加工质量； 
所述分拣单元用于将不同大小、不同质量的工件送入不同的收集槽。
其进一步的技术方案是：所述PLC控制器采用信捷XC3-32RT-E型或西门子S7－200系列CPU226DC/DC/DC型，包括微处理器、存储器、RS485通信端口以及输入/输出接口。 
其更进一步的技术方案是：所述人机界面包括触摸屏、输入/输出及显示电路，所述触摸屏采用RS485通讯接口与PLC控制器的RS485通信端口连接，所述的输入/输出及显示电路与PLC的输入/输出接口连接。 
所述传送单元包括传送带、三相异步电动机及变频器，变频器在PLC控制器的控制下驱动三相异步电动机带动传送带运行。 
所述测量与提升单元包括工件高度测量单元和工件提升单元，所述工件高度测量单元包括光电传感器和测量标尺传感器，其作用在于检测工件的高度并将检测结果反馈给PLC控制器，所述工件提升单元包括步进电机驱动器和步进电机，所述步进电机驱动器在PLC控制器控制下驱动步进电机将工件提升到设定工位。 
所述加工单元通过固态断电器的通断来接通或断开加工设备的电路，所述固态断电器的通断接受PLC控制器控制。 
所述质量检测单元主要由颜色传感器构成。 
所述电源电路包括220V交流电源和开关电源，220V交流电源直接由单相交流电源引入供给PLC控制器和传送单元之变频器，开关电源用于将220V交流电源转换成24V直流电源，提供给所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元以及人机界面。 
由于采取上述技术方案，本发明之简易工业自动化综合实训控制系统具有如下有益效果： 
1．本发明之简易工业自动化综合实训控制系统：将PLC、变频器、触摸屏、传感技术、电机应用技术等有效的结合起来，并将它们合理地布置在一个实训平台上。在这个实训平台上，能够仿真工业现场完成各种工业生产工艺流程，使学生感受到工业现场控制，较好地掌握PLC、变频器、触摸屏等技术应用，最大限度的发挥其教、学、做的作用。
本发明之简易工业自动化综合实训控制系统设计科学，结构简单，易于扩展功能，直观方便，经济实用。 
附图说明
图1：本发明之简易工业自动化综合实训控制系统结构框图； 
图2：本发明之简易工业自动化综合实训控制系统之触摸屏初始化界面图。
图中： 
101—PLC控制器， 101—分拣单元，102—质量检测单元， 103—加工单元，104—测量与提升单元，105—传送单元，106—电源电路，107—人机界面。
具体实施方式
一种简易工业自动化综合实训控制系统，包括PLC控制器100、传送单元105、测量与提升单元104、加工单元103、质量检测单元102、分拣单元101、人机界面107和电源电路106，所述电源电路用于为PLC控制器及上述各工作单元提供工作电源，所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元和分拣单元分别与PLC控制器的输出接口连接，并接受PLC控制器的控制完成工件的传送、测量与提升、加工、质量检测和分拣的动作， 
所述人机界面用于向PLC控制器输入设定参数和显示运行状态信息，显示的状态信息包括电路的启动、停止、电路正常运行、非正常运行的状态及报警信号；
所述PLC控制器作为实训控制系统的核心，其作用是根据设定的程序控制所述工传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元的动作；
所述传送单元用于将所需加工的工件传送至指定工位；
所述测量与提升单元用于测量工件的高度并将工件提升到相应的位置，为工件进入下一工序作准备；
所述加工单元用于控制模拟工业现场加工设备的电路；
所述质量检测单元用于检测工件的加工质量； 
所述分拣单元用于将不同大小、不同质量的工件送入不同的收集槽。
所述PLC控制器采用信捷XC3-32RT-E型或西门子S7－200系列CPU226DC/DC/DC型，包括微处理器、存储器、RS485通信端口以及输入/输出接口。 
所述人机界面包括触摸屏、输入/输出及显示电路，所述触摸屏采用RS485通讯接口与PLC控制器的RS485通信端口连接，所述的输入/输出及显示电路与PLC的输入/输出接口连接。 
所述传送单元包括传送带、三相异步电动机及变频器，变频器在PLC控制器的控制下驱动三相异步电动机带动传送带运行。 
所述测量与提升单元包括工件高度测量单元和工件提升单元，所述工件高度测量单元包括光电传感器和测量标尺传感器，其作用在于检测工件的高度并将检测结果反馈给PLC控制器，所述工件提升单元包括步进电机驱动器和步进电机，所述步进电机驱动器在PLC控制器控制下驱动步进电机将工件提升到设定工位。 
所述加工单元通过固态断电器的通断来接通或断开加工设备的电路，所述固态断电器的通断接受PLC控制器控制。 
所述质量检测单元主要由颜色传感器构成。 
所述电源电路包括220V交流电源和开关电源，220V交流电源直接由单相交流电源引入供给PLC控制器和传送单元之变频器，开关电源用于将220V交流电源转换成24V直流电源，提供给所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元以及人机界面。 

Claims (8)

1.一种简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：包括PLC控制器、传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元、人机界面和电源电路，所述电源电路用于为PLC控制器及上述各工作单元提供工作电源，所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元和分拣单元分别与PLC控制器的输出接口连接，并接受PLC控制器的控制完成工件的传送、测量与提升、加工、质量检测和分拣的动作；
所述人机界面用于向PLC控制器输入设定参数和显示运行状态信息，显示的状态信息包括电路的启动、停止、电路正常运行、非正常运行的状态及报警信号；
所述PLC控制器作为实训控制系统的核心，其作用是根据设定的程序控制所述工传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元的动作；
所述传送单元用于将所需加工的工件传送至指定工位；
所述测量与提升单元用于测量工件的高度并将工件提升到相应的位置，为工件进入下一工序作准备；
所述加工单元用于控制模拟工业现场加工设备的电路；
所述质量检测单元用于检测工件的加工质量； 
所述分拣单元用于将不同大小、不同质量的工件送入不同的收集槽。
2.根据权利要求1所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述PLC控制器采用信捷XC3-32RT-E型或西门子S7－200系列CPU226DC/DC/DC型，包括微处理器、存储器、RS485通信端口以及输入/输出接口。
3.根据权利要求1或2所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述人机界面包括触摸屏、输入/输出及显示电路，所述触摸屏采用RS485通讯接口与PLC控制器的RS485通信端口连接，所述的输入/输出及显示电路与PLC的输入/输出接口连接。
4.根据权利要求3所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述传送单元包括传送带、三相异步电动机及变频器，变频器在PLC控制器的控制下驱动三相异步电动机带动传送带运行。
5.根据权利要求4所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述测量与提升单元包括工件高度测量单元和工件提升单元，所述工件高度测量单元包括光电传感器和测量标尺传感器，其作用在于检测工件的高度并将检测结果反馈给PLC控制器，所述工件提升单元包括步进电机驱动器和步进电机，所述步进电机驱动器在PLC控制器控制下驱动步进电机将工件提升到设定工位。
6.根据权利要求5所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述加工单元通过固态断电器的通断来接通或断开加工设备的电路，所述固态断电器的通断接受PLC控制器控制。
7.根据权利要求6所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述质量检测单元主要由颜色传感器构成。
8.根据权利要求7所述的简易工业自动化综合实训控制系统，其特征在于：所述电源电路包括220V交流电源和开关电源，220V交流电源直接由单相交流电源引入供给PLC控制器和传送单元之变频器，开关电源用于将220V交流电源转换成24V直流电源，提供给所述传送单元、测量与提升单元、加工单元、质量检测单元、分拣单元以及人机界面。
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