CN210573355U - 一种双系统模块化控制实训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及控制领域，尤其涉及一种双系统模块化控制实训装置，其包括双系统控制模块和电源模块；其中，双系统控制模块包括切换开关、继电器、第一PLC控制器和第二PLC控制器；其中，第一PLC控制器和第二PLC控制器的信号输入端连接于被控对象的输出端，第一PLC控制器和第二PLC控制器的信号输出端连接于被控对象的信号输入端；切换开关的输入端连接于电源模块的输出端，继电器的线圈接线端连接于切换开关的输出端，继电器的公共端连接于电源模块的输出端，继电器的常闭触点连接于第一PLC控制器电源端，继电器的常开触点连接于第二PLC控制器电源端。本实用新型双系统自由切换，利用率高、灵活性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制领域，尤其涉及一种双系统模块化控制实训装置。
背景技术
控制实训装置是用于控制生产线各工作单元，包括上料站、清洗烘干站、冲压站、码垛站、视觉站、组装站、存储站以及皮带站等；
现有的实训装置和自动化类无关联，通常是对硬件模块进行组合来完成自动化类实训教学，重复建设，实训设备利用率低；现有的双系统控制装置无法自由切换，供电系统对双系统控制装置无法独立供电，只能同时通断电；系统切换时，需要重新布线才可以实现，系统化程度低。
鉴于此，为克服上述缺陷，提供一种双系统模块化控制实训装置成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种双系统模块化控制实训装置，双系统自由切换，利用率高、灵活性强。
为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：一种双系统模块化控制实训装置，包括用于控制被控对象的双系统控制模块和用于给双系统控制模块提供工作电压的电源模块；其中，双系统控制模块包括切换开关、继电器、第一PLC控制器和第二PLC控制器；其中，第一PLC控制器和第二PLC控制器的信号输入端连接于被控对象的输出端，第一PLC控制器和第二PLC控制器的信号输出端连接于被控对象的信号输入端；切换开关的输入端连接于电源模块的输出端，继电器的线圈接线端连接于切换开关的输出端，继电器的公共端连接于电源模块的输出端，继电器的常闭触点连接于第一PLC控制器电源端，继电器的常开触点连接于第二PLC控制器电源端。
按以上方案，所述第一PLC控制器为三菱FX5U-64MT控制器，内部为三菱系统。
按以上方案，所述第二PLC控制器为西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器，为西门子系统，第二PLC控制器内部CPU为1215C，内部通信模块为SM 1223。
按以上方案，所述装置还包括连接于第二PLC控制器的信号输出端的PNP转NPN信号转换器，用于实现高电平至低电平的高速转换，输入输出之间光电隔离。
按以上方案，所述继电器由施耐德电气有限公司生产，型号为RXM4LB2BD。
按以上方案，所述电源模块包括电源控制模块和第一开关电源；电源控制模块输入端外接交流电，电源控制模块输出端连接于第一开关电源输入端，电源控制模块用于控制第一开关电源的通断，第一开关电源用于将交流电电压转换成直流电后供给双系统控制模块；
按以上方案，所述电源控制模块包括第二开关电源、交流接触器、电源开关和急停开关；第二开关电源的输入端外接交流电，第二开关电源的输出端串联电源开关和急停开关后连接于交流接触器的线圈接线端，交流接触器的输入端外接交流电，交流接触器的输出端连接于第一开关电源输入端；电源开关用于控制第一开关电源和交流接触器之间的通断来控制交流接触器开合从而控制第一开关电源是否工作，第二开关电源工作，电源开关闭合且急停开关不工作时，第二开关电源为交流接触器提供吸合电源，交流接触器吸合后，第一开关电源开始工作；电源开关断开或急停开关不工作时，第二开关电源无法为交流接触器提供吸合电源，交流接触器不吸合，第一开关电源不工作；急停开关当发生紧急情况的时候可以通过快速按下急停开关来达到保护的措施。
按以上方案，所述电源模块输入端还设有漏电保护开关，为整个实训装置电源的总保护措施。
按以上方案，所述装置还包括输入端子排和输出端子排，输入端子排连接于第一PLC控制器和第二PLC控制器的信号输入端，输出端子排连接于第一PLC控制器和第二PLC控制器的信号输出端；输出端子排用于连接被控对象，用于获取输入信号或发送输出信号；输入端子排和输出端子排实现了被控对象和控制实训装置的全部信号连线，若更换被控对象，只需将待测对象的信号线连接至输入端子排和输出端子排即可，替代了原有的控制装置和被控对象之间的固定连接，更换方便。
按以上方案，所述触控屏采用深圳昆仑通态科技有限责任公司生产的TPC1061Hn触控屏。
本实用新型具有如下有益效果：本实用新型两个PLC控制器集成在实训装置中，由切换开关和继电器对双系统自由切换，系统化程度高，系统切换时，无需重新布线；学生可以学习不同主流品牌的PLC控制器，满足专业课程前导后续课程的要求，本实用新型的双控制系统，均可实现被控对象工作单元的控制，学习过程中可根据培养需求选择不同的学习系统，实训装置的自主性、灵活性强，利用率高。
附图说明
图1为本实用新型实施例整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例的整体电路原理图；
图3为本实施例中第一开关电源与第一PLC控制器和第二PLC控制器连接的电路原理图；
图4为本实施例中第一PLC控制器的电路原理图；
图5为本实施例中第二PLC控制器的电路原理图；
附图标记：1、切换开关；2、继电器；3、第一PLC控制器；4、第二PLC控制器；5、电源模块；501、电源控制模块；502、第一开关电源；6、触控屏；7、输入端子排；8、输出端子排；9、PNP转NPN信号转换器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
请参考图1至图5，本实用新型为一种双系统模块化控制实训装置，其包括用于控制被控对象的双系统控制模块、用于人机交互的触控屏6、用于给双系统控制模块和触控屏6提供工作电压的电源模块5、连接于双系统控制模块信号输入端的输入端子排7和连接于双系统控制模块信号输出端的输出端子排8；
结合图1和图2，电源模块5包括电源控制模块501和第一开关电源502；电源控制模块501输入端外接交流电，电源控制模块501输入端设有漏电保护开关，电源控制模块501输出端连接于第一开关电源502输入端，电源控制模块501用于控制第一开关电源502的通断；电源控制模块501包括第二开关电源、交流接触器、电源开关和急停开关；第二开关电源的输入端连接漏电保护开关后外接交流电，第二开关电源的输出端串联电源开关和急停开关后连接于交流接触器的线圈接线端，急停开关按下时断路，松开时为通路，交流接触器的输入端连接漏电保护开关后外接交流电，交流接触器的输出端连接于第一开关电源502输入端；第一开关电源502用于将220V交流电电压转换成24V直流电后供给双系统控制模块；
本实施例中，第一开关电源502采用明纬(广州)电子有限公司生产的型号为LRS-350-24的开关电源，第二开关电源采用明纬(广州)电子有限公司生产的型号为HDR-15-24的开关电源，交流接触器由施耐德公司生产，型号为LP1K0910BD。
结合图2至图5，双系统控制模块包括切换开关1、继电器2、第一PLC控制器3和第二PLC控制器4；其中，第一PLC控制器3和第二PLC控制器4的信号输入端通过输入端子排7连接于被控对象的输出端，第一PLC控制器3和第二PLC控制器4的信号输出端通过输出端子排8连接于被控对象的信号输入端；切换开关1的输入端连接于第一开关电源502的输出端，继电器2的线圈接线端连接于切换开关1的输出端，继电器2的公共端连接于第一开关电源502的输出端，继电器2的常闭触点连接于第一PLC控制器3电源端，继电器2的常开触点连接于第二PLC控制器4电源端；本实施中，继电器2包括切换PLC供电电源的继电器KA1、用于切换PLC工作电源的继电器KA2、用于切换模拟量信号的继电器KA3，KA1、KA2和KA3同时接通和断开；第一开关电源502的输出端还设有保险丝FR1。
本实施例中，继电器2为施耐德RXM4LB2BD型号的继电器；第一PLC控制器3为三菱FX5U-64MT控制器，第二PLC控制器4为西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器，第二PLC控制器4内部CPU为1215C，内部通信模块为SM 1223。三菱FX5U-64MT控制器输出电平是低电平，而西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器输出电平是高电平，因此需进行高低电平转换，装置还包括连接于第二PLC控制器4即西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器的信号输出端的PNP转NPN信号转换器9，PNP转NPN信号转换器9为泽鹏工控生产的型号为ZP_NP04HS的PLC脉冲信号转换器。
本实施例还包括触控屏6，触控屏6的信号端通过232通讯线与第一PLC控制器3和第二PLC控制器4的串行接口连接；第二触控屏6的电源端连接于第一开关电源502输出端，触控屏6采用深圳昆仑通态科技有限责任公司生产的TPC1061Hn触控屏6；第一开关电源502输出端还连接有用于判断第一开关电源502是否工作的电源指示灯。
本实施例的工作过程为：电源模块5的起始端从漏电保护开关开始，接通交流电后，第二开关电源工作，电源开关SB1拨到右边闭合，松开急停开关，第二开关电源开始为交流接触器KM1提供吸合电源，交流接触器KM1吸合后，第一开关电源502开始工作，电源指示灯点亮，触控屏6开始工作；
第一开关电源502开始工作后，系统切换开关1拨到左边，切换开关1为断开状态，继电器2不得电，常闭触点接通，常开触点断开，三菱FX5U-64MT控制器电源端接通，西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器电源端未接通，三菱系统工作，西门子系统停止工作；切换开关1拨到右边，切换开关1为闭合状态，继电器2得电，常开触点接通，常闭触点断开，西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器电源端接通，三菱FX5U-64MT控制器电源端未接通，西门子系统工作，三菱系统停止工作，实现了双系统的切换；PLC控制器的电源端接收PLC控制器的工作电压和模拟量信号电压。
双系统切换过程中电源部分及模拟量信号由继电器2动、静触点实现切换，高速脉冲因为有频率等性能要求，又因为三菱系统的本体PLC输出电平是低电平，而西门子系统本体PLC的输出电平是高电平，西门子系统向三菱系统切换时，西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器的信号输出端的PNP转NPN信号转换器9实现了高电平至低电平的转换；其余输入输出信号电路，直接短接处理，实现高低电平转换，完成高电平转低电平过程；
双系统控制模块的输出信号传输到输出端子排8，通过连接线传送到被控对象侧端子排；输入信号由被控对象的传感器通过连接线传送到双系统控制装置侧的输入端子排7，分别传送到三菱系统和西门子系统，完成信号传输的整个工作过程。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种双系统模块化控制实训装置，其特征在于：包括用于控制被控对象的双系统控制模块、用于人机交互的触控屏(6)、用于给双系统控制模块和触控屏(6)提供工作电压的电源模块(5)；其中，
双系统控制模块包括切换开关(1)、继电器(2)、第一PLC控制器(3)和第二PLC控制器(4)；其中，第一PLC控制器(3)和第二PLC控制器(4)的信号输入端连接于被控对象的输出端，第一PLC控制器(3)和第二PLC控制器(4)的信号输出端连接于被控对象的信号输入端；
切换开关(1)的输入端连接于电源模块(5)的输出端，继电器(2)的线圈接线端连接于切换开关(1)的输出端，继电器(2)的公共端连接于电源模块(5)的输出端，继电器(2)的常闭触点连接于第一PLC控制器(3)电源端，继电器(2)的常开触点连接于第二PLC控制器(4)电源端；
触控屏(6)的电源端连接于电源模块(5)的输出端，触控屏(6)的信号端连接于第一PLC控制器(3)和第二PLC控制器(4)的串行接口。
2.根据权利要求1所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述第一PLC控制器(3)为三菱FX5U-64MT控制器。
3.根据权利要求1或2所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述第二PLC控制器(4)为西门子S7-1200-DC/DC/DC控制器。
4.根据权利要求3所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述装置还包括连接于第二PLC控制器(4)的信号输出端的PNP转NPN信号转换器(9)。
5.根据权利要求1所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述继电器(2)由施耐德电气有限公司生产，型号为RXM4LB2BD。
6.根据权利要求1所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述电源模块(5)包括电源控制模块(501)和第一开关电源(502)；电源控制模块(501)输入端外接交流电，电源控制模块(501)输出端连接于第一开关电源(502)输入端，电源控制模块(501)用于控制第一开关电源(502)的通断，第一开关电源(502)用于将交流电电压转换成直流电后供给双系统控制模块。
7.根据权利要求6所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述电源控制模块(501)包括第二开关电源、交流接触器、电源开关和急停开关；第二开关电源的输入端外接交流电，第二开关电源的输出端串联电源开关和急停开关后连接于交流接触器的线圈接线端，交流接触器的输入端外接交流电，交流接触器的输出端连接于第一开关电源(502)输入端。
8.根据权利要求1所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述电源模块(5)输入端还设有漏电保护开关。
9.根据权利要求1所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述装置还包括输入端子排(7)和输出端子排(8)，输入端子排(7)连接于第一PLC控制器(3)和第二PLC控制器(4)的信号输入端，输出端子排(8)连接于第一PLC控制器(3)和第二PLC控制器(4)的信号输出端。
10.根据权利要求1所述的双系统模块化控制实训装置，其特征在于：所述触控屏(6)采用深圳昆仑通态科技有限责任公司生产的TPC1061Hn触控屏。
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