CN201655075U

CN201655075U - 可编程序控制系统设计实训装置

Info

Publication number: CN201655075U
Application number: CN2010201281940U
Authority: CN
Inventors: 郭家星
Original assignee: Suzhou Industrial Park Institute of Vocational Technology
Current assignee: Suzhou Industrial Park Institute of Vocational Technology
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-03-05

Abstract

本实用新型公开了一种可编程序控制系统设计实训装置，它包括共用平台、复数个可编程控制器以及设置在所述的共用平台上的电气控制系统模块、I/O应用模块、机械手控制模块、液体混合模块和小车运动控制模块，每个所述的可编程控制器的输出端连接至所述的电气控制系统模块、I/O应用模块、机械手控制模块、液体混合模块和小车运动控制模块中的任意一个。本实用新型在一个共用平台上集成了五种实训模块，节约了训练设备需占用的空间，节约了生产成本。

Description

可编程序控制系统设计实训装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学用实训装置，特别涉及一种可编程序控制系统设计的教学实训装置。

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。可编程序控制系统设计师是指从事可编程序控制器选型、编程，并对应用系统进行设计、整体集成和维护的人员，是人力资源和社会保障局确定的新职业，因此需要结合可编程序控制系统设计师的国家职业标准，专门针对编程序控制系统设计师职业标准鉴定题库和可编程序控制系统设计师的实训考试系统进行开发。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，但大多数产品为了训练学院能通过PLC编程以实现工业上不同领域的应用，需要配备不同类型的训练装置，而各不同类型的训练装置都需要单独配备PLC模块。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种集成多种功能并且生产成本较低的可编程序控制系统设计实训装置。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可编程序控制系统设计实训装置，它包括共用平台、复数个可编程控制器以及设置在所述的共用平台上的电气控制系统模块、I/O应用模块、机械手控制模块、液体混合模块和小车运动控制模块，每个所述的可编程控制器的输出端连接至所述的电气控制系统模块、I/O应用模块、机械手控制模块、液体混合模块和小车运动控制模块中的任意一个。

进一步的，所述的共用平台包括一沿水平方向延伸的第一板体以及沿竖直方向延伸的第二板体，所述的第二板体设置在所述的第一板体上，所述的第一板体上开设有复数个安装槽，所述的第二板体上设置有多个网孔。

进一步的，所述的电气控制系统模块包括三相异步电动机以及复数个交流接触器、热继电器、熔断器、断路器，所述的交流接触器、热继电器、熔断器、断路器可拆卸安装于所述的第二板体上的网孔内，可用于训练常用低压电器的识别、检测和使用，常用电气线路的布局安装和接线的方法和工艺，以及PLC作为控制回路在电气控制电路中的应用。

进一步的，所述的I/O应用模块包括复数个模拟交通灯以及用于驱动所述的模拟交通灯的电路板，训练PLC与输入、输出模块的配合，熟悉PLC对数字量的控制，理解PLC的基本结构，强化PLC的编程能力。

进一步的，所述的机械手控制模块包括两个工件放置位置以及用于将工件从一个放置位置转移至另一个放置位置的机械手。

进一步的，所述的液体混合模块包括多个具有不同垂直高度的容器、用于连通相邻容器的软管以及电磁阀，各所述的容器内设置有液位传感器，该模块以实际工业设备的形式展开培训，训练PLC在实际工业设备中应用的具体思路，熟悉PLC与常见的输入输出的器件的配合。

进一步的，所述的小车运动控制模块包括小车、用于驱动所述的小车的步进电机以及设置在所述的小车行程上的复数个传感器，可用于训练PLC在电机伺服控制中的应用。

由于采用了上述技术方案，不难看出本实用新型具有节约训练空间、节省成本等多种优点。

附图说明

附图1为本实用新型可编程序控制系统设计实训装置的主视图；

附图2为本实用新型可编程序控制系统设计实训装置的后视图；

附图3为本实用新型可编程序控制系统设计实训装置的侧视图；

附图4为附图1中位于共用平台上的安装槽的示意图。

100、第一电控箱；200、第二电控箱；300、可编程控制器；410、第一板体；420、第二板体；430、螺栓；500、电气控制系统模块；600、I/O应用模块；700、机械手控制模块；800、液体混合模块；900、小车运动控制模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1至附图4，本实施例中的可编程序控制系统设计实训装置，包括共用平台、位于一侧的第一电控箱100、位于另一侧的第二电控箱200，共用平台包括一沿水平方向延伸的第一板体410以及沿竖直方向延伸的第二板体420，第二板体420设置在第一板体上410，第一板体410上开设有复数个安装槽，第二板体420上设置有多个网孔。电气控制系统模块500、I/O应用模块600、机械手控制模块700、液体混合模块800、小车运动控制模块900可以通过安装槽或者网孔连接于共用平台。如附图4所示，易于看出利用螺栓430可以直接将上述模块可拆卸的连接于第一板体410上。当然，也可以如附图2和附图3所示，液体混合模块800通过单独的架体来支撑。

第一电控箱100与第二电控箱200内分别设置有一个可编程控制器300(以下称为PLC模块)，另一可编程控制器300通过网孔连接于共用平台上，每个可编程控制器300的输出端可选择的连接至电气控制系统模块500、I/O应用模块600、机械手控制模块700、液体混合模块800、小车运动控制模块900中的任意一个。

开启可编程序控制系统设计实训装置的步骤为：

1、PLC模块的输入、输出接24V直流电源，电气控制系统模块接380V交流电源，其余设备接220V交流电源。

2、打开实训系统交流电源开关，本实施了中，实训系统交流电源开关为20A的双联自动空气开关并具有漏电保护功能。

本实施例中，每个实训模块都是独立的，可自行设计接线、编程调试，进行实施。

下面对各个实训模块的实施过程分别描述：

(1)电气控制系统模块：电气控制系统模块包括三相异步电动机以及复数个交流接触器、热继电器、熔断器、断路器，交流接触器、热继电器、熔断器、断路器可拆卸安装于第二板体上的网孔内。通过计算机向PLC模块输入指令，按下启动按扭，PLC模块指挥电气控制系统模块进行运动，本实施例中，电气控制系统模块的运动过程为M1星形启动，转动5s后，星形启动结束，三角形运行。同时M2星形启动。转动5s后，星形启动结束，三角形运行。按下停止按钮，M2先停止，M1间隔5S以后才停止，如果电动机过载时自动停止运转，同时发出5s(0.5S亮，0.5S灭)光报警信号。

(2)I/O应用模块：I/O应用模块包括复数个模拟交通灯以及用于驱动模拟交通灯的电路板。通过计算机向PLC模块输入指令，按下启动按扭，PLC模块指挥I/O应用模块进行变化，本实施例中，I/O应用模块为交通灯操作模拟平台，交通灯单循环周期90s，变化顺序如下：

南北向和东西向主干道均设有左行绿灯10s，左行红灯80S，直行绿灯27s，绿灯闪亮3s(0.5S亮0.5S灭)，黄灯2s和红灯58s。南北向和东西向人行道均设有通行绿灯32s，然后接3s绿闪(0.5S亮0.5S灭)和禁行红灯55s。

以南北主干道红灯点亮为起始点，东西主干道应立即点亮左行绿灯，10s后点亮人行横道绿灯，13s后点亮直行绿灯，40s后绿灯闪亮，43s后点亮黄灯，45s后点亮红灯；当东西主干道红灯点亮时，南北主干道应立即点亮左行绿灯，55s后点亮人行横道绿灯，58s后点亮直行绿灯，85s后绿灯闪亮，88s后点亮黄灯，90s后点亮红灯，一个周期结束。

(3)机械手控制模块：机械手控制模块包括两个工件放置位置以及用于将工件从一个放置位置转移至另一个放置位置的机械手。通过计算机向PLC模块输入指令，按下启动按扭，PLC模块指挥机械手控制模块进行运动，本实施例中，选择单周期工作方式时，按下启动按钮，机械手将工件从A处移送到图3中B处，运行一次后停下；

选择连续运行工作方式时，按下启动按钮，机械手重复将工件从A处移送到B处的动作；按下停止按钮，机械手停止工作。

(4)小车运动控制模块：小车运动控制模块包括小车、用于驱动小车的步进电机以及设置在小车行程上的复数个传感器。通过计算机向PLC模块输入指令，按下启动按扭，PLC模块指挥小车运动控制模块进行运动，本实施例中，小车运动控制模块包括传感器、步进电机、步进电机驱动器、小车和控制面板，控制面板上设置有5个按钮，分别为SB1、SB2、SB3、SB4、SB5，小车可在共用平台上SQ1、SQ2、SQ3、SQ4和SQ5位置运动，按下任意一个按钮时，小车则运动到指定的位置，控制模板上还设置有用于指示小车位置的指示灯，分别为位一、位二、位三、位四和位五。

按下SB1按钮，小车运动到SQ1的位置，“位一”指示灯亮。

按下SB2按钮，小车运动到SQ2的位置，“位二”指示灯亮。

按下SB3按钮，小车运动到SQ3的位置，“位三”指示灯亮。

按下SB4按钮，小车运动到SQ4的位置，“位四”指示灯亮。

按下SB5按钮，小车运动到SQ5的位置，“位五”指示灯亮。

控制面板上还设置有复位按钮，当按下复位按钮，小车运动到SQ1的位置。

(5)液体混合模块：液体混合模块包括多个具有不同垂直高度的容器、用于连通相邻容器的软管以及电磁阀，各容器内设置有液位传感器。通过计算机向PLC模块输入指令，按下启动按扭，PLC模块指挥液体混合模块进行运动，本实施例中，液体混合模块包括传感器、电磁阀、中间继电器、电机。

传感器包括低位传感器、中位传感器、高位传感器，当液体达到相应高度时对应的传感器接通。

电磁阀包括电磁阀YV1、电磁阀YV2、电磁阀YV3、电磁阀YV4。

液体A、液体B、液体C的流入和混合液体的流出分别由YV1、YV2、YV3和YV4控制，M为搅拌电机。

初始：容器内为放空状态，电磁阀YV1、YV2、YV3和电机均为OFF，液面传感器L1、L2、L3为OFF；

起动：按下起动按钮SB1，电磁阀YV1、YV2打开，开始注入液体A、B；液面升至L2时停止注入，同时开启电磁阀YV3注入液体C；液面升至L3时，停止注入，同时开启搅拌机M，与此同时数码显示管显示搅拌时间为10s并开始倒计时。当数码显示管示数为0时停止搅拌，开启电磁阀YV4放出混合液体，至液体高度降为L1时，延时5S后停止放出液体，关闭电磁阀YV4，并进入下一循环。

停止：按下停止按钮SB2，处理完当前周期之后，系统停在初始位置。

通过上述实施方式，不难看出本实用新型是一种适用范围较广的可编程序控制系统设计实训装置，可以进行涉及如传感器应用、气动技术、PLC技术、电气控制系统、机械系统安装调试、系统维护和故障检测等多种内容的培训。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：它包括共用平台、复数个可编程控制器以及设置在所述的共用平台上的电气控制系统模块、I/O应用模块、机械手控制模块、液体混合模块和小车运动控制模块，每个所述的可编程控制器的输出端连接至所述的电气控制系统模块、I/O应用模块、机械手控制模块、液体混合模块和小车运动控制模块中的任意一个。

2.根据权利要求1所述的可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：所述的共用平台包括一沿水平方向延伸的第一板体以及沿竖直方向延伸的第二板体，所述的第二板体设置在所述的第一板体上，所述的第一板体上开设有复数个安装槽，所述的第二板体上设置有多个网孔。

3.根据权利要求1或2所述的可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：所述的电气控制系统模块包括三相异步电动机以及复数个交流接触器、热继电器、熔断器、断路器，所述的交流接触器、热继电器、熔断器、断路器可拆卸安装于所述的第二板体上的网孔内。

4.根据权利要求1或2所述的可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：所述的I/O应用模块包括复数个模拟交通灯以及用于驱动所述的模拟交通灯的电路板。

5.根据权利要求1或2所述的可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：所述的机械手控制模块包括两个工件放置位置以及用于将工件从一个放置位置转移至另一个放置位置的机械手。

6.根据权利要求1或2所述的可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：所述的液体混合模块包括多个具有不同垂直高度的容器、用于连通相邻容器的软管以及电磁阀，各所述的容器内设置有液位传感器。

7.根据权利要求1或2所述的可编程序控制系统设计实训装置，其特征在于：所述的小车运动控制模块包括小车、用于驱动所述的小车的步进电机以及设置在所述的小车行程上的复数个传感器。