CN203503229U - Plc模块化实训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了PLC模块化实训装置，包括一PLC主机模块，所述PLC主机模块包括主机盒体、设置在主机盒体内的PLC主控制板、以及设置在主机盒体外部的开关、一数据插线孔、若干与PLC主控制板串行端口连接的PLC输入接口与PLC输出接口，所述数据插线孔用于编程软件给PLC主控制板下载控制程序，所述开关控制PLC输入接口与PLC主控制板之间的输入信号通断，所述开关包括若干钮子开关和复位按钮开关。本装置使体积庞大的PLC主机小型化便于携带、重量轻、成本低、防漏电，方便老师上课教学演示，同时又能用于交直流大功率负载的控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学仪器领域，尤其是PLC模块化实训装置。
背景技术
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，在工业中得到广泛应用，学校作为给社会输出人才的摇篮，在学生走出校园进入企业之前，预先对学生进行ＰＬＣ控制实训，显得极为必要，不仅提高学生的技能、加快日后工作的入手进度，也能使学生更受企业的青睐。
目前，现有的PLC实训装置大部分由国内教学仪器生产厂家制造，但其ＰＬＣ主机一般都是购买国外先进的产品或者直接仿制，体积庞大、价格昂贵，对学校这种非营利性教育机构是一笔不小的负担，而且教学实训对ＰＬＣ主机的精度要求没有实际工业中那么高，因此目前国内教学仪器生产厂家制造的ＰＬＣ主机很不实用，浪费了学校的财力。
如上所述，体积庞大的ＰＬＣ主机不便于老师携带，学生只能前往机房查看和操作，实际教学演示需要教师能演示给每一个学生，才能达到最佳的教育效果；目前现有ＰＬＣ主机的外部控制开关均为钮子开关，只能持续性的维持开或关的状态，对于某些只需一个动作的脉冲信号就显得不适用；此外，ＰＬＣ主机的外壳为金属材质，易漏电，又显得笨重。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型要解决的技术问题是一种模块化、小型化便于携带、重量轻、成本低、防漏电、按钮开关与钮子开关双控制、交直流控制的PLC模块化实训装置。
本实用新型采用的技术方案是：PLC模块化实训装置，包括一PLC主机模块，所述PLC主机模块包括主机盒体、设置在主机盒体内的PLC主控制板、以及设置在主机盒体外部的开关、一数据插线孔、若干与PLC主控制板串行端口连接的PLC输入接口与PLC输出接口，所述数据插线孔用于编程软件给PLC主控制板下载控制程序，所述开关控制PLC输入接口与PLC主控制板之间的输入信号通断，所述开关包括若干钮子开关和复位按钮开关。
所述PLC输入接口包括一个输入公共端口和多个输入子端口，所述钮子开关和复位按钮开关均单独串联在一组输入公共端口和输入子端口之间；所述PLC输出接口包括一个输出公共端口和多个输出子端口。
所述多个输入子端口均与PLC主控制板串行端口之间串联有指示灯。
所述PLC主控制板由晶体管控制直流负载。
其还包括一PLC继电器模块，所述PLC继电器模块包括壳体和安装在壳体内的多路继电器，所述壳体外部设有多路继电器线圈输入端和多路继电器输出端，所述继电器线圈输入端用于连接PLC输出接口，所述继电器输出端用于连接负载的输入端。
其还包括至少一个项目演示模块，所述项目演示模块包括一输入公共点、至少一个启动输入端和串联在输入公共点与启动输入端之间启动按钮开关、一停止输入端和串联在输入公共点与停止输入端之间停止按钮开关、一输出公共点、至少一个子项目输出端，所述输出公共点与子项目输出端之间串联有指示灯和限流电阻；所述输入公共点用于连接PLC输入接口中的输入公共端口，所述启动输入端和停止输入端用于连接PLC输入接口中的输入子端口，所述输出公共点用于连接PLC输出接口中的输出公共端口，所述子项目输出端用于连接和PLC输出接口中的输出子端口。
所述项目演示模块具有十个，分别为电机控制模块、皮带运输控制模块、五星之光模块、自动送料装车模块、交通灯自控与手控模块、自动门控制系统模块、多种液体自动混合模块、机械手控制模块、水塔水位自动控制模块、电镀生产线模块。
所述主机盒体为塑料盒体。
本实用新型的有益效果：
本实用新型PLC模块化实训装置将ＰＬＣ主机、多路继电器、项目演示电路模块化，使其小型化便于携带；ＰＬＣ主控制板采用国产制造的超薄主控制板，主机盒体为塑料材质，因此重量轻、成本低、防漏电；ＰＬＣ主机外部采用按钮开关与钮子开关双控制，既能通过钮子开关持续性的维持演示模块或实体负载开或关的状态，又能通过按钮开关对于某些只需一个动作的演示模块进行脉冲信号输出，达到演示的效果；PLC主控制板由晶体管控制直流负载，晶体管控制输出适用于高速小功率设备，此外，本装置既能直接作用于演示模块中的指示灯和限流电阻进行演示，又能结合继电器模块及交流接触器对大功能交、直流负载进行控制，因而本装置可用于交直流大功能负载的控制。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本实用新型PLC模块化实训装置的结构框图；
图２是PLC主机模块的平面示意图；
图３是PLC主机模块的电路图；
图４是PLC继电器模块的平面示意图；
图５是PLC继电器模块的电路图；
图６是电机控制模块的电路图；
图７是电机控制模块的模型图；
图８是皮带运输控制模块的模型图；
图９是五星之光模块的模型图；
图１０是自动送料装车模块的模型图；
图１１是交通灯自控与手控模块的模型图；
图１２是自动门控制系统模块的模型图；
图１３是多种液体自动混合模块的模型图；
图１４是机械手控制模块的模型图；
图１５是水塔水位自动控制模块的模型图；
图１６是电镀生产线模块的模型图的模型图。
具体实施方式
参照图1所示，为本实用新型的PLC模块化实训装置，包括一PLC主机模块1、一PLC继电器模块2、至少一个项目演示模块3，所述PLC主机模块1 通过PLC继电器模块2对电机等直流或交流设备4进行交流控制，另一方面，PLC主机模块1直接作用于项目演示模块3中的指示灯和限流电阻进行演示。
如图2、图3所示，本实用新型PLC模块化实训装置的PLC主机模块1包括主机盒体11、设置在主机盒体11内的PLC主控制板12、以及设置在主机盒体11外部的开关、一数据插线孔13、若干与PLC主控制板串行端口连接的PLC输入接口14与PLC输出接口15、与PLC主控制板电源接口连接的电源模块16，所述数据插线孔13用于编程软件给PLC主控制板12下载控制程序，所述开关控制PLC输入接口14与PLC主控制板12之间的输入信号通断，PLC主控制板12根据PLC输入接口14输入的信号控制PLC输出接口15对PLC继电器模块2或项目演示模块3的输出，所述开关包括钮子开关X0~X7和复位按钮开关X10~X17, 所述PLC主控制板12由晶体管Q控制输出直流。
其中，PLC输入接口14包括一个输入公共端口COM和多个输入子端口，所述钮子开关X0~X7和复位按钮开关X10~X17均单独串联在一组输入公共端口COM和输入子端口之间；所述PLC输出接口包括一个输出公共端口COM1和多个输出子端口（Y0~Y7，Y10~Y17，Y20~Y27），所述多个输入子端口均与PLC主控制板串行端口之间串联有指示灯。
如图4、图5所示，本实用新型PLC模块化实训装置的PLC继电器模块2，所述PLC继电器模块2包括壳体和安装在壳体内的多路继电器，所述壳体外部设有多路继电器线圈输入端21和多路继电器输出端22，所述继电器线圈输入端21用于连接PLC输出接口15，所述继电器输出端22用于连接负载的输入端；其中，所述继电器具有24个（K0~Y7，K10~Y17，K20~Y27）以及一个公共输入端COM和四个公共输出端（COM1~COM4）,所述公共输入端COM与继电器继电器线圈的多个输入端组成继电器线圈输入端21，所述四个公共输出端（COM1~COM4）与继电器常开触点的输出端组成继电器输出端22，公共输出端（COM1~COM4）与继电器常开触点之间连接有保险管FUSE。需要说明的是，图5PLC继电器模块电路图中仅画出继电器K0、K27作为示意，版面有限，其他继电器未表示出来。
本实用新型PLC模块化实训装置的项目演示模块3具有十个，分别为电机控制模块、皮带运输控制模块、五星之光模块、自动送料装车模块、交通灯自控与手控模块、自动门控制系统模块、多种液体自动混合模块、机械手控制模块、水塔水位自动控制模块、电镀生产线模块。
如图6、图7所示，为项目演示模块3的第一实施例，即电机控制模块，所述电机控制模块包括一输入公共点、一个正转启动输入端、一反转启动输入端、串联在输入公共点与正转启动输入端之间正转启动按钮开关和串联在输入公共点与反转启动输入端之间反转启动按钮开关、一停止输入端和串联在输入公共点与停止输入端之间停止按钮开关、一输出公共点、四个子项目输出端KM1、KM2、 KMY、 KM△，所述输出公共点与子项目输出端之间串联有指示灯和限流电阻R；所述输入公共点用于连接PLC输入接口14中的输入公共端口COM，所述正转启动输入端、反转启动输入端和停止输入端用于连接PLC输入接口中的输入子端口，所述输出公共点用于连接PLC输出接口15中的输出公共端口COM1，所述子项目输出端用于连接和PLC输出接口15中的输出子端口。
下表所示为电机控制模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | SB1正转启动按钮 | Y0 | KM1 |
| X1 | SB2反转启动按钮 | Y1 | KM2 |
| X2 | SB3停止按钮 | Y2 | KMY |
| Y3 | KM△ |
具体操作过程为，学生通过编程软件经数据插线孔给PLC主控制板12下载控制程序，然后按照上述接线原理接线；
正转：按下SB1，KM1，KMY吸合指示灯亮；5S后KMY吸合指示灯灭，KM△吸合指示灯亮，完成星形到三角形的转换。按下SB3，KM1，KM△吸合指示灯同时熄灭，电机停止运转。
反转：按下SB2，KM2，KMY吸合指示灯亮；5S后KMY吸合指示灯灭，KM△吸合指示灯亮，完成星形到三角形的转换。按下SB3，KM2，KM△吸合指示灯同时熄灭，电机停止运转。
图８为皮带运输控制模块模型图，皮带运输控制模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | SB1 启动按钮 | Y0 | 斗门 |
| X1 | SB2停止按钮 | Y1 | M1皮带电机 |
| Y2 | M2皮带电机 | ||
| Y3 | M3皮带电机 | ||
| Y3 | M4皮带电机 |
具体操作过程为，学生通过编程软件经数据插线孔给PLC主控制板12下载控制程序，然后按照上述接线原理接线；
启动：按下SB1，M4点亮，2秒后M3点亮，2秒后M2点亮，2秒后M1点亮，2秒后Y0点亮。
停止：按下SB2，Y0熄灭，2秒后M1熄灭，2秒后M2熄灭，2秒后M3熄灭，2秒后M4熄灭。
图９是五星之光模块的模型图，五星之光模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | SB1 启动按钮 | Y0 | L10 |
| X1 | SB2停止按钮 | Y1 | L11 |
| Y2 | L6 | ||
| Y3 | L7 | ||
| Y4 | L8 | ||
| Y5 | L9 | ||
| Y6 | L1 | ||
| Y7 | L2 | ||
| Y10 | L3 | ||
| Y11 | L4 | ||
| Y12 | L5 |
具体操作过程为，学生通过编程软件经数据插线孔给PLC主控制板12下载控制程序，然后按照上述接线原理接线；设置PLC为运行状态，按下启动按钮SB1，彩灯以发射并散开形式闪烁；按下停止按钮SB2彩灯停止闪烁。
图１０是自动送料装车模块的模型图，自动送料装车模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | S1 | Y0 | K1送料阀 |
| X1 | S2 | Y1 | M1皮带电机 |
| Y2 | M2皮带电机 | ||
| Y3 | M3皮带电机 | ||
| Y4 | K2漏斗 | ||
| Y5 | L1红灯 | ||
| Y6 | L2绿灯 |
操作:接线完成后，编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态。
初始状态：S2=OFF，L2绿灯亮。任何时候S1=OFF，K1则亮;S1=ON，K1则灭。
装料：汽车驶入装料处，S2=ON，L1红灯亮，L2绿灯灭，表示正在装料中。M3运转，5秒后M2运转，5秒后M1运转，5秒后K2亮，开始装料。
停止：当汽车快装满料时，S2=OFF，K2漏斗关闭（K2灭灯），5秒后M1停止，5秒后M2停止，5秒后M3停止，L1红灯灭，L2绿灯亮，表示汽车可以开走。
图１１是交通灯自控与手控模块的模型图，交通灯自控与手控模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | SB1 启动按钮 | Y5 | 东西绿 |
| X1 | SB2停止按钮 | Y4 | 东西黄 |
| Y3 | 东西红 | ||
| Y2 | 南北绿 | ||
| Y1 | 南北黄 | ||
| Y0 | 南北红 |
操作: 接线完成后，编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态，按下“启动”按钮，东西方向：绿灯亮9秒，闪烁3秒后熄灭，接着黄灯亮3秒，红灯亮15秒。南北方向：红灯亮15秒，绿灯亮9秒，闪烁3秒后熄灭，接着黄灯亮3秒；照此循环下去。按下“停止”按钮，所有灯均熄灭。
图１２是自动门控制系统模块的模型图，自动门控制系统模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | SB1 启动按钮 | Y0 | 高速开门M1 |
| X2 | SB2停止按钮 | Y1 | 低速开门M2 |
| X3 | L1 | Y2 | 高速关门M3 |
| X10 | QS1 | Y3 | 低速关门M4 |
| X11 | QS2 | ||
| X12 | QS3 | ||
| X13 | QS4 |
操作:编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态
1）按下“启动”按钮，L1=ON时，高速开门M1亮，行程开关QS3=ON时，低速开门M2亮，行程开关QS4=ON时，自动门停止，并延时0.5秒。0.5秒内L1检测不到信号，高速关门M3亮，当QS2=ON时，低速关门M4亮，当QS1=ON时，自动门停止。在关门期间如Ｌ１=ON，停止关门，延时０.５秒后高速开门M1亮。
2）按下“停止”按钮，系统关上门后停止。
图１３是多种液体自动混合模块的模型图，多种液体自动混合模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | SB1 启动按钮 | Y0 | 电炉H |
| X1 | SB2停止按钮 | Y1 | 电磁阀Y1 |
| X2 | L1 | Y2 | 电磁阀Y2 |
| X3 | L2 | Y3 | 电磁阀Y3 |
| X4 | L3 | Y4 | 电磁阀Y4 |
| X5 | T | Y5 | 搅拌电机M |
操作:编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态。
1）初始状态：容器是空的，液面传感器L1=OFF、L2=OFF、L3=OFF，温度传感器T=OFF。
2）按下“启动”按钮，液体A流进（Y1电磁阀亮）直到液面传感器L3=ON，液体B流进（Y2电磁阀亮）直到液面传感器L2=ON，液体C流进(Y3电磁阀亮)直到液面传感器L1=ON；电炉加热,（电炉H亮），直到温度传感器T=ON，停止加热；电动机M搅拌10秒钟后停止；液体流出（Y4电磁阀亮）；当液面降至液面传感器L3处（L3=OFF），再经过5秒，液体停止流出（Y4电磁阀灭）。任何时候按下“停止“按钮，直至液体全部排出后，系统才停止并回到初始状态。
图１４是机械手控制模块的模型图，机械手控制模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X1 | 左限位 | Y0 | 机械手上升 |
| X2 | 右限位 | Y1 | 机械手下降 |
| X3 | 上限位 | Y2 | 机械手右行 |
| X4 | 下限位 | Y3 | 机械手左行 |
| X10 | 手动 | Y4 | 机械手夹紧/放松 |
| X11 | 回原点 | Y5 | 原点指示 |
| X12 | 单步 | ||
| X13 | 单周期 | ||
| X14 | 连续 | ||
| X15 | 返零启动 | ||
| X16 | 启动 | ||
| X17 | 停止 | ||
| X20 | 手动夹紧 | ||
| X21 | 手动放松 | ||
| X22 | 手动上升 | ||
| X23 | 手动下降 | ||
| X24 | 手动右行 | ||
| X25 | 手动左行 |
操作:编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态，任何时候五种工作模式只能有一种为ON。在选择单步、单周期、自动这三种工作模式时，必须把机械手返零到初始位置。
1）单步：选择单步工作模式，
按下下降开关——机械手就下降，碰到下限就停下。
按下夹紧开关——机械手夹紧。
按下上升开关——机械手就上升，碰到上限就停下。
按下左移开关——机械手就左移，碰到左限就停下。
按下右限开关——机械手就右限，碰到右限就停下。
按下放松开关——机械手松开。
2）单周期：选择单周期工作模式
按下启动按钮：配合各行程开关，机械手完成下降——夹紧——上升——右移——下降——放松——上升——左移一个周期工作并停止。
3）自动：选择自动工作模式
按下启动按钮：配合各行程开关，机械手一个周期接一个周期地工作，直至按下；
4）手动：选择手动工作模式
由操作面板上的上升、下降、左移、右移、夹紧、放松六个按钮控制机械手的动作。
5）返零：选择返零工作模式
按下操作面板上的返零启动按钮，配合各行程开关，机械手返回初始位置。
图１５是水塔水位自动控制模块的模型图，水塔水位自动控制模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X1 | 水池低水位S4 | Y0 | 电磁阀Y |
| X2 | 水池高水位S3 | Y1 | 水泵M |
| X3 | 水塔低水位S2 | ||
| X4 | 水位水塔高S1 |
操作:编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态；
S4=OFF时，电磁阀Y点亮进水，S3=ON时，电磁阀Y熄灭停止进水；S2=OFF且S4=ON时，水泵M点亮抽水，S1=ON时，水泵M熄灭停止抽水。
图１６是电镀生产线模块的模型图的模型图，电镀生产线模块与PLC主机模块1的I/O（输入/输出口）分配表：
| 输入 | 注释 | 输出 | 注释 |
| X0 | 启动 | Y0 | 左移 |
| X1 | 自动 | Y1 | 右移 |
| X2 | SQ1 | Y2 | 上升 |
| X3 | SQ2 | Y3 | 下降 |
| X4 | SQ3 | Y4 | 等待1 |
| X5 | 1号 | Y5 | 等待2 |
| X6 | 2号 | Y6 | 等待3 |
| X7 | 3号 | Y7 | 清洗 |
| Y10 | 电镀 | ||
| Y11 | 酸洗 |
操作:编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态；
1）按下启动按钮，系统进入手动模式。按下1号按钮吊钩上升——右移碰到SQ1——下降——酸洗5秒钟——上升——左移——下降（回原点）；
2）按下自动按钮，系统进入自动模式。配合各行程开关，自动完成酸洗、电镀、清洗三个工艺，并返回原点停止。
综上所述，本实用新型PLC模块化实训装置将ＰＬＣ主机、多路继电器、项目演示电路模块化，使其小型化便于携带；ＰＬＣ主控制板采用国产制造的超薄主控制板，主机盒体为塑料材质，因此重量轻、成本低、防漏电；学生接线、编写梯形图程序并下载到PLC，设置PLC为运行状态ＰＬＣ主机外部采用按钮开关与钮子开关双控制，既能通过钮子开关持续性的维持演示模块或实体负载开或关的状态，又能通过按钮开关对于某些只需一个动作的演示模块进行脉冲信号输出，达到演示的效果；PLC主控制板由晶体管控制直流负载，晶体管控制输出适用于高速小功率设备，此外，本装置既能直接作用于演示模块中的指示灯和限流电阻进行演示，又能结合继电器模块及交流接触器对大功能交、直流负载进行控制，因而本装置可用于交直流大功能负载的控制。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.PLC模块化实训装置，包括一PLC主机模块，所述PLC主机模块包括主机盒体、设置在主机盒体内的PLC主控制板、以及设置在主机盒体外部的开关、一数据插线孔、若干与PLC主控制板串行端口连接的PLC输入接口与PLC输出接口，所述数据插线孔用于编程软件给PLC主控制板下载控制程序，所述开关控制PLC输入接口与PLC主控制板之间的输入信号通断，其特征在于：所述开关包括若干钮子开关和复位按钮开关。
2.根据权利要求1所述的PLC模块化实训装置，其特征在于:所述PLC输入接口包括一个输入公共端口和多个输入子端口，所述钮子开关和复位按钮开关均单独串联在一组输入公共端口和输入子端口之间；所述PLC输出接口包括一个输出公共端口和多个输出子端口。
3.根据权利要求2所述的PLC模块化实训装置，其特征在于:所述多个输入子端口均与PLC主控制板串行端口之间串联有指示灯。
4.根据权利要求2或3所述的PLC模块化实训装置，其特征在于:所述PLC主控制板由晶体管控制直流负载。
5.根据权利要求4所述的PLC模块化实训装置，其特征在于:其还包括一PLC继电器模块，所述PLC继电器模块包括壳体和安装在壳体内的多路继电器，所述壳体外部设有多路继电器线圈输入端和多路继电器输出端，所述继电器线圈输入端用于连接PLC输出接口，所述继电器输出端用于连接负载的输入端。
6.根据权利要求4所述的PLC模块化实训装置，其特征在于: 其还包括至少一个项目演示模块，所述项目演示模块包括一输入公共点、至少一个启动输入端和串联在输入公共点与启动输入端之间启动按钮开关、一停止输入端和串联在输入公共点与停止输入端之间停止按钮开关、一输出公共点、至少一个子项目输出端，所述输出公共点与子项目输出端之间串联有指示灯和限流电阻；所述输入公共点用于连接PLC输入接口中的输入公共端口，所述启动输入端和停止输入端用于连接PLC输入接口中的输入子端口，所述输出公共点用于连接PLC输出接口中的输出公共端口，所述子项目输出端用于连接和PLC输出接口中的输出子端口。
7.根据权利要求6所述的PLC模块化实训装置，其特征在于:所述项目演示模块具有十个，分别为电机控制模块、皮带运输控制模块、五星之光模块、自动送料装车模块、交通灯自控与手控模块、自动门控制系统模块、多种液体自动混合模块、机械手控制模块、水塔水位自动控制模块、电镀生产线模块。
8.根据权利要求1所述的PLC模块化实训装置，其特征在于:所述主机盒体为塑料盒体。
Priority Applications (1)
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| CN104361801A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-18 | 南京信息职业技术学院 | 一种便携式一体化plc实验箱 |
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2013
- 2013-09-06 CN CN201320555747.4U patent/CN203503229U/zh not_active Expired - Fee Related
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