CN104361801A - 一种便携式一体化plc实验箱 - Google Patents

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王春峰
贺道坤
杨国礼
胡波文
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    • G09B23/18—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
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Abstract

本发明公开了一种便携式一体化PLC实验箱，包括控制器PLC、电源模块、开关量输入端口、开关量输出端口、模拟量输入端口、模拟量输出端口、开关量给定模块、NPN及PNP型传感器、PT100温度传感器、24V直流输出端口、步进电机模块、直流电机模块、电压显示表、电流显示表、液位搅拌模块、蜂鸣器和继电器模块。本发明的有益效果是：实验箱体积小、便于携带、功能齐全、价格低廉。

Description

一种便携式一体化PLC实验箱
技术领域
本发明涉及一种便携式一体化PLC实验箱，具体涉及一种针对系统化教学进行PLC综合实验的便携式实验箱。
背景技术
PLC（可编程控制器）是工业自动化控制系统的核心部件，广泛应用于现代工业自动化控制领域，是电气自动化专业、机电一体化技术专业学生必须掌握的一门技术，各相关院校都开设PLC实验，常规的PLC实验装置只针对PLC本身这门课程而进行设计，学生学完后在实际应用中缺乏从实际工程系统角度运用PLC技术的能力。
另外目前，现有的 PLC(Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器)综合实训设备多以操作台为主，体积庞大，无法移动，占用地方比较多，并且其价格昂贵，让很多初学者负担不起；另外，还有部分PLC综合实训设备，以固化的电路板为主，缺乏灵活性，无法让学习者自由的接线，实践动手训练性较差，无法锻炼使用者的动手能力，而且看不到底层的东西，不能对PLC 从根本上进行学习和把握。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于系统角度设计的便携式一体化PLC实验箱，其体积小，重量轻便于携带，价格便宜，能完成PLC技术的基本实验。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种便携式一体化PLC实验箱，包括箱体以及与所述箱体转动连接的上盖；
所述箱体内安装有PCB板以及与PCB板焊接的控制器PLC、电源模块、开关量输入端口、开关量输出端口、模拟量输入端口、模拟量输出端口、开关量给定模块、NPN及PNP型接近开关传感器、PT100温度传感器、24V直流输出端口、步进电机模块、直流电机模块、数码管、电压显示表、电流显示表、液位搅拌模块、交通信号灯模块、蜂鸣器和继电器模块，控制器PLC上设有输入端和输出端，开关量输入端口、NPN及PNP型接近开关传感器、PT100温度传感器、模拟量输入端口和开关量给定模块通过PCB板线路分别与控制器PLC上相对应的输入端相连，开关量输出端口、模拟量输出端口、步进电机模块、直流电机模块、电压显示表、电流显示表、液位搅拌模块、蜂鸣器、继电器模块、交通信号灯模块和数码管通过PCB板线路分别与控制器PLC上相对应的输出端相连。
本发明一方面将可编辑逻辑控制器PLC及其相关模块安装于箱体内，并且焊接在PCB板上，集成度高，大大减小了 PLC 综合实训设备的体积，降低了成本，便于携带，可以随意移动到不同的地方练习可编程控制器，实用性和灵活性大大增强；另一方面本发明基于系统教学开发设计，具有逻辑控制、顺序控制、模拟量控制、步进控制等功能。PLC实验箱包括常见传感器（接近开关、PT100）作为PLC的输入信号，以及输出控制对象（直流电机），形成从信号的输入、至PLC再到被控对象的完整小系统，让学生在系统中去学习和接收知识。学生经过此实验箱的训练，将有助于对知识点深入透彻的理解和掌握，能够潜移默化培养学生从系统角度去分析和解决问题的能力，同时，实验箱能模拟多种实验，综合性较强。
作为本发明的改进，还包括限流模块，限流模块与控制器PLC的输出端相连。
限流模块可以有效保护控制器的输出端口，防止输出端口短路烧坏。
作为本发明的进一步改进，所述控制器PLC的输入端和输出端均采用可插拔式的快速插头。
插拔式的快速接头便于控制器外部的输入和输出信号与控制器PLC快速连接，具有灵活性，能让学习者自由的接线，培养学习者实践动手能力，使学习者从根本上掌握控制器PLC。
作为本发明的更进一步改进，所述开关量给定模块是按钮或开关。
通过断开或关闭开关，按下或弹起按钮将信号传送给控制器PLC。
综上所述，本发明的有益效果是：实验箱体积小、便于携带、功能齐全、价格低廉。
附图说明
图1所示为本发明的输入/输出及功能模块和PLC控制器的关系图。
图2所示为本发明的PLC实验箱面板设计图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种便携式一体化PLC实验箱,实验箱可以模拟采集开关量信号、模拟量信号，可对电机、彩灯、蜂鸣器、模拟搅拌器、交通信号灯的控制，具有包括逻辑控制、顺序控制、模拟量控制、步进电机控制等功能。
如图2所示, 实验箱由可编程控制器PLC（FX3G-24MT）1、模拟量模块2、开关量输入端口3、模拟量输入端口4、开关量输出端口5、模拟量输出端口6、实验箱电源开关7、24V直流源8、数码管9、蜂鸣器10、电压\电流显示表11、彩色指示灯12、开关13、步进电机模块14、按钮15、温度传感器16、液位搅拌模块17、继电器模块18、交通信号灯模块19、NPN型接近开关20和直流电机21组成。
结合图1和图2，可编程控制器PLC采用的是FX3G-24MT控制器，模拟量模块与可编程控制器通过数据线连接。可编程控制器PLC及各模块均焊接在PCB板上，可编程控制器PLC的输入端和输出端均通过PCB板线路引至PCB面板上形成可快速插拔的端口，各模块通过与之相对应的端口连接，从而将信号传递给可编程控制器PLC并最终输出。具体是，开关量输入端口输入的信号经可编程控制器PLC后，通过开关量输出端口输出；模拟量输入端口输入的信号经可编程控制器PLC后通过模拟量输出端口输出；模拟量模块输出的电流值通过电压/电流表显示；温度传感器、NPN传感器以及PNP传感器将信号输入可编程控制器PLC后，通过与可编程控制器PLC输出端相连的数码管显示；24V直流电源对整个实验箱供电；继电器模块控制电动机的正反转；蜂鸣器用来判断各输入设备与可编程控制器PLC的连接以及各输出设备与可编程控制器PLC的连接是否正确；液位搅拌模块和交通信号灯模块作为被控对象，用于输出来自PLC的控制信号。

Claims (4)

1.一种便携式一体化PLC实验箱，其特征是，包括箱体以及与所述箱体转动连接的上盖；
所述箱体内安装有PCB板以及与PCB板焊接的控制器PLC、电源模块、开关量输入端口、开关量输出端口、模拟量输入端口、模拟量输出端口、开关量给定模块、NPN及PNP型接近开关传感器、PT100温度传感器、24V直流输出端口、步进电机模块、直流电机模块、数码管、电压显示表、电流显示表、液位搅拌模块、交通信号灯模块、蜂鸣器和继电器模块，控制器PLC上设有输入端和输出端，开关量输入端口、NPN及PNP型接近开关传感器、PT100温度传感器、模拟量输入端口和开关量给定模块通过PCB板线路分别与控制器PLC上相对应的输入端相连，开关量输出端口、模拟量输出端口、步进电机模块、直流电机模块、电压显示表、电流显示表、液位搅拌模块、蜂鸣器、继电器模块、交通信号灯模块和数码管通过PCB板线路分别与控制器PLC上相对应的输出端相连。
2.如权利要求1所述的便携式一体化PLC实验箱，其特征是，还包括限流模块，限流模块与控制器PLC的输出端相连。
3.如权利要求1或2所述的便携式一体化PLC实验箱，其特征是，所述主电路板的输入端子排和输出端子排均采用可插拔式的快速插头。
4.如权利要求1或2所述的便携式一体化PLC实验箱，其特征是，所述开关量给定模块是按钮或开关。
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