CN201352398Y - Plc综合实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PLC综合实训装置。它解决了现有的可编程控制器PLC实验设备的实验内容有一定局限性，直观性和趣味性较差等缺点。本PLC综合实训装置，该装置包括一个框架主体，在框架主体内安装有控制电路板、电梯运行机构以及驱动电梯运行机构工作并与控制电路板连接的驱动装置，所述控制电路板上还分别连接传感器、安全保护模块、操纵指示模块以及接线模块。本实训装置采用在框架主体结构，且可以从外部清晰的看到电梯内部的运动情况，视觉冲击性强，趣味性好，本实训装置安装了完全独立的安全保护模块，因此能确保由于学生设计、施工和操作中存在的错误而可能引发的设备故障和人身事故。

Description

PLC综合实训装置

技术领域

本实用新型属于教学仪器技术领域，涉及一种用于学生进行PLC实训的装置，特别是一种具有安全保护和调整功能的PLC综合实训装置。

背景技术

随着近年来我国制造业、加工业的快速发展，尤其是在冶金、石化、电力以及食品加工等行业中，以可编程控制器(PLC)为核心的自动控制系统得到普遍应用。使用自动化控制设备需要大量掌握自动化专业知识、具有操作和维护技能的高素质人才。

PLC技术的实践教学在高职院校的自动化技术的技能培养中具有十分重大的意义，目前市场上适用于实践教学的可编程控制器实验装置很多，但大多数产品主要用于PLC编程练习，相对硬件设计、安装调试等过程的实训装置很少，因此实训内容存在一定局限性，不能很好地体现工作过程导向原则，另外大多数实训设备的安全保护功能不够完善，直观性和趣味性较差。

本实用新型向高、中等职业技术院校、社会技能培训机构等提供一种具有完善安全保护、报警和调整功能的PLC综合实训装置，该装置同时具有良好的直观性和趣味性，可以让学生参与从理论设计到安装、调试等全部工作过程。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术所存在的上述问题，而提供一种以模拟仿真电梯为实训载体，从完成电梯PLC控制系统的理论设计、硬件施工到编程调试等过程的实训装置。学生使用该装置进行实训时，在获得PLC应用技能的同时获得了工程项目实际施工的经历，体现了实训过程的全面性，使该装置具有操作性好、趣味性强、视觉效果佳并且保护完善的PLC综合实训装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种PLC综合实训装置，其特征在于，该装置包括一个框架主体，在框架主体内安装有控制电路板、电梯运行机构以及驱动电梯运行机构工作并与控制电路板连接的驱动装置，所述控制电路板上还分别连接传感器、安全保护模块、操纵指示模块以及接线模块。

在上述的PLC综合实训装置中，所述安全保护模块包括ZEN控制器、输入/输出扩展单元、漏电保护开关、短路保护器、直流稳压电源、调整用主令电器和接线端子排，上述的各个器件均安放在框架主体反面。这里通过上述安全保护模块实现电梯运行机构的超限位保护、报警和调整，该模块安放在框架主体反面，学生在实训时发生接线出错、PLC程序出错等问题时，当电梯运行机构运行至超极限位置时，该模块能起到终止电梯运行机构运行并发出报警功能，在排除故障的前提下通过该模块上的调整电器实现电梯运动机构的手动复位。该模块完全独立于学生实训内容，只有当发生上述故障时才被触发工作。

在上述的PLC综合实训装置中，所述控制电路板包括PLC和接线端子排；所述电梯运行机构包括电梯桥箱、电梯门。控制电路板用于学生实践时安装控制电器和PLC控制器，该模块安放在安全保护模块下方。

在上述的PLC综合实训装置中，所述的驱动装置包括桥箱的提升电动机及减速与制动装置、电梯门驱动电动机及减速装置，减速装置的电梯门驱动电动机安放在电梯门侧面，桥箱的提升电动机及减速与制动装置安放在该实训装置底部。

在上述的PLC综合实训装置中，所述的传感器包括超限位传感器和正常位置传感器，上述的传感器实现各电梯运行机构的位置检测，且分别安装在桥箱和电梯门适当的位置。这里通过超限位传感器将电梯运行机构的信号传送给ZEN，通过程序判断仿真电梯的运行是否在安全位置范围内。

在上述的PLC综合实训装置中，所述操纵指示模块包括楼层操纵按钮、楼层信号灯和功能切换开关，该模块安放在框架主体正面外侧。这里操纵指示模块实现电梯楼层操作、楼层信号显示和“自动/调整”功能切换等。

在上述的PLC综合实训装置中，所述的框架主体上还设置有侧门，该侧门采用钢结构和透明有机玻璃材料制成。通过透明有机玻璃可以方便从外面清晰地看到电梯内部的运动情况。

在上述的PLC综合实训装置中，所述框架主体为四层结构，且采用方钢与钢板焊接而成。

与现有技术相比，本PLC综合实训装置的优点在于：

1、本实训装置采用在框架主体结构，且可以从外部清晰的看到电梯内部的运动情况，视觉冲击性强，趣味性性好。

2.利用本实训装置进行实训时，学生可以完成从理论设计到安装调试等一个自动化系统完整的实训过程，能充分体现理论与实践的联系，能充分体现真实工程项目的施工过程，有利全面培养学生的专业技能和综合素质。

3.利用本实训装置进行实训时，由于安装了完全独立的安全保护模块，因此能确保由于学生设计、施工和操作中存在的错误而可能引发的设备故障和人身事故。

4.本实训装置布局合理，外形美观大方，经久耐用。

附图说明

图1是本PLC综合实训装置的正面结构示意图。

图2是本PLC综合实训装置的侧面结构示意图。

图3是本PLC综合实训装置的反面结构示意图。

图4是本PLC综合实训装置的桥箱、驱动装置和相关传感器安装位置示意图

图5是本PLC综合实训装置的电梯门、驱动装置和相关传感器安装位置示意图。

图6是本PLC综合实训装置的安全保护模块原理方框图。

图中，1、框架主体；2、主令电器；3、楼层信号灯；4、备用信号灯；5、操纵注意事项；6、门厅开关；7、电梯门；8、滚轮；9、侧门；10、接线端子排；11、漏电保护开关；12、短路保护器；13、直流稳压电源；14、ZEN控制器；15、输入/输出扩展单元；19、楼层位置传感器；20、上超限位传感器；21、下超限位传感器；22、桥箱；23、滑轮；24、鼓轮；25、提升电动机；26、左超限位传感器；27、左正常位置传感器；28、右正常位置传感器；29、右超限位传感器；30、齿条；31、电动机。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本实训装置，包括一个框架主体1，这里框架主体1为四层结构，且采用方钢与钢板焊接而成。在框架主体1的下部安装有滚轮8，方便进行移动。在框架主体1右面的操纵指示模块上安装有主令电器2、楼层信号灯3、备用信号灯4、操纵注意事项5警示区和门厅开关6。在框架主体1右侧安装有与驱动装置相联的铝制电梯门7。这里的操纵指示模块上的所有电器元件嵌装在5mm厚的铝板上，并通过导线将元件引到接线模块的接线端子排10上；这里的电梯门7为铝合金框架结构，中间嵌有机玻璃，这样可以通过有机玻璃门清楚地看到框架主体1内部桥箱的动作，电梯门7在驱动装置的作用下实现开门与关门。

如图2所示，本实训装置的侧面(包括前后二个侧面)安装有钢框结构有机玻璃侧门9，这样可以通过有机玻璃门清楚地看到框架主体1内部桥箱的动作。在本PLC综合实训装置侧面下方安装有接线模块，在接线模块上安装有接线端子排10。本PLC综合实训装置中操纵指示模块上各电器件、电梯运行机构的正常位置传感器和驱动用电动机的引线均已联接到接线端子排10上，这样学生在进行实训时可以通过接线端子排10完成与本综合实训装置中所有电器的对接。

如图3所示，本实训装置的反面安装有安全保护模块，安全保护模块上安装有漏电保护开关11、短路保护器12、直流稳压电源13、ZEN控制器14、输入/输出扩展单元15、主令电器2和接续线端子排10。通过漏电保护开关11、短路保护器12向本PLC综合实训装置提供380V/220V交流电源。这里的直流稳压电源向ZEN控制器14、输入/输出扩展单元15及位置传感器提供所需直流电源。这里的主令电器2用于本PLC综合实训装置电梯运行机构的手动调整。这里通过接续线端子排10将框架主体1内安装的各驱动电动机、各超限位传感器联接到了安全保护模块电路中。超限位传感器包括上超限位传感器20、下超限位传感器21、左超限位传感器26以及右超限位传感器29，正常位置传感器包括四个楼层位置传感器19、左正常位置传感器27以及右正常位置传感器28。

如图3所示，在安全保护模块下方有一块5mm厚的用绝缘材料制成的控制电路板，其上安装有接线端子排10，这里的控制电路板用于学生实训时安装可编程控制器(PLC)及其它控制电器，接线端子排10用于控制板上电器与外部电器的联接。

如图4所示，本实训装置桥箱22及提升装置安装在框架主体1内。上述的提升装置包括固定在框架主体1顶部的滑轮23、鼓轮24和提升电动机25，提升电动机25自带减速器与机械制动器。上述的提升电动机25安装在框架主体1底部且与鼓轮24相联，鼓轮24通过钢丝绳带动桥箱22完成升降运动。在桥箱22一侧安装有四个楼层位置传感器19、上超限位传感器20和下超限位传感器21。楼层位置传感器19的引线已与接线模块的端子排10相联接，上超限位传感器20和下超限位传感器21的引线已与安全保护模块上的端子排10相联。提升电动机25的引线分别与接线模块的接线端子排10和安全保护模块上的接线端子排10相联。

如图5所示，本实训装置电梯门7由自带减速机构的电动机31通过齿条30驱动，电动机31固定在电梯门7的一侧，齿条30与电梯门7的联接采用柔性联接。在电梯门7上方安装有左超限位传感器26、右超限位传感器29、左正常位置传感器27、右正常位置传感器28。左超限位传感器26和右超限位传感器29的引线已与安全保护模块上的接线端子排10相联。左正常位置传感器27和右正常位置传感器28的引线已与接线模块的接线端子排10相联接。电动机31的引线分别与接线模块的接线端子排10和安全保护模块上的接线端子排10相联。

如图6所示，当学生完成电路安装并接通电源时，各超限位传感器将检测到的运行机构的位置信号送入ZEN控制器14和扩展单元15，并由ZEN控制器14对信号进行分析判断，若电梯运行机构位置在正常范围内，则学生实训用电源保持在正常接通状态，仿真电梯可正常操作运行；电梯各运行机构位置在非正常范围内，则学生实训用电源被切断，仿真电梯停止运行，同时安装在主令电器2安装区上报警器报警。当排除故障后通过安装在安全保护模块上的主令电器2将电梯运行机构调整到适当位置后又可进行正常操作。

采用本装置实训时，学生将电梯控制所需要的电器和PLC安装在控制电路板上，通过控制电路板上接线端子排10完成与外部所需要的各种电器、电动机的联接。事实上为了方便联接，不同位置电器之间的联接均是通过接线端子排10与接线模块上的端子排10之间进行的，这样可提高实训的效率，同时也可有效避免了由于安装可能造成电器损坏。

本实训装置的安全保护模块是完全独立的，它的存在不影响学生实训内容的完整性，当学生完成自己的电路设计与安装并进行调试时，若学生自己的电路设计与安装出现错误并导致各电梯运动机构超出正常范围时，该安全保护模块才会发挥保护、报警与调整作用。这样就避免了由于错误而可能出现的设备损坏和人身事故。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、框架主体；2、主令电器；3、楼层信号灯；4、备用信号灯；5、操纵注意事项；6、门厅开关；7、电梯门；8、滚轮；9、侧门；10、接线端子排；11、漏电保护开关；12、短路保护器；13、直流稳压电源；14、ZEN控制器；15、输入/输出扩展单元；19、楼层位置传感器；20、上超限位传感器；21、下超限位传感器；22、桥箱；23、滑轮；24、鼓轮；25、提升电动机；26、左超限位传感器；27、左正常位置传感器；28、右正常位置传感器；29、右超限位传感器；30、齿条；31、电动机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1、一种PLC综合实训装置，其特征在于，该装置包括一个框架主体(1)，在框架主体(1)内安装有控制电路板、电梯运行机构以及驱动电梯运行机构工作并与控制电路板连接的驱动装置，所述控制电路板上还分别连接传感器、安全保护模块、操纵指示模块以及接线模块。

2、根据权利要求1所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述安全保护模块包括ZEN控制器(14)、输入/输出扩展单元(15)、漏电保护开关(11)、短路保护器(12)、直流稳压电源(13)、调整用主令电器(2)和接线端子排(10)，上述的各个器件均安放在框架主体(1)反面。

3、根据权利要求1所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述控制电路板包括PLC和接线端子排(10)；所述电梯运行机构包括电梯桥箱(22)、电梯门(7)。

4、根据权利要求1所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述的驱动装置包括桥箱(22)的提升电动机(25)及减速与制动装置、电梯门(7)驱动电动机(31)及减速装置，减速装置的电梯门(7)驱动电动机(31)安放在电梯门(7)侧面，提升电动机(25)及减速与制动装置安放在该实训装置底部。

5、根据权利要求1所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述的传感器包括超限位传感器和正常位置传感器，上述的传感器实现各电梯运行机构的位置检测，且分别安装在桥箱(22)和电梯门(7)适当的位置。

6、根据权利要求1所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述操纵指示模块包括楼层操纵按钮、楼层信号灯(3)和功能切换开关，该模块安放在框架主体(1)正面外侧。

7、根据权利要求1所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述的框架主体(1)上还设置有侧门(9)，该侧门(9)采用钢结构和透明有机玻璃材料制成。

8、根据权利要求7所述的PLC综合实训装置，其特征在于，所述框架主体(1)为四层结构，且采用方钢与钢板焊接而成。

Images