CN215770207U

CN215770207U - 一种新型plc教学课程实验装置

Info

Publication number: CN215770207U
Application number: CN202121420249.XU
Authority: CN
Inventors: 王沛元; 薛君
Original assignee: Shanxi Engineering Vocational College
Current assignee: Shanxi Engineering Vocational College
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2031-06-23

Abstract

本实用新型公开了一种新型PLC教学课程实验装置，包括：实验台；在所述实验台上方的一侧设置实验面板，另一侧设置触摸屏；在所述实验台的下方设置计算机；其中，在所述实验面板上分别安装有PLC控制器、变频器、传感器组件和执行组件；在所述实验台的台面上设有步进电机；所述计算机通过现场总线分别与触摸屏和PLC控制器通讯连接；所述触摸屏通过通讯线缆与所述PLC控制器通讯连接；所述PLC控制器通过通讯线缆与所述变频器、传感器组件通讯连接；所述变频器与所述步进电机控制连接；所述传感器组件与执行组件控制连接。该装置能逼真地模仿多种工控系统，辅助PLC教学，可提高学生的动手实践能力，而且其结构简单、使用方便。

Description

一种新型PLC教学课程实验装置

技术领域

本实用新型属于PLC教学设备技术领域，特别涉及一种新型PLC教学课程实验装置。

背景技术

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制系统FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用。

如今世界不断进步，社会的发展日新月异，为不被时代所淘汰，教育也要不断改革，教学理念和方式也要不断更新换代，对教育教学技术装备技术工作提出了更多新的要求。目前的PLC教学设备，体积较大，占用空间较大，移动不便；结构也相对臃肿，尤其是功能较为单一，配套设施或技术比较落后。

因此，PLC教学设备存在巨大的被改进空间，如何解决目前PLC教学设备功能单一、技术较为落后的问题，称为同行从业人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决上述PLC教学设备功能单一、技术较为落后的问题，提供了一种新型PLC教学课程实验装置，其结构布置合理、功能丰富。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型实施例提供一种新型PLC教学课程实验装置，包括：实验台；在所述实验台上方的一侧设置实验面板，另一侧设置触摸屏；在所述实验台的下方设置计算机；

其中，在所述实验面板上分别安装有PLC控制器、变频器、传感器组件和执行组件；在所述实验台的台面上设有步进电机；

所述计算机通过现场总线分别与触摸屏和PLC控制器通讯连接；所述触摸屏通过通讯线缆与所述PLC控制器通讯连接；所述PLC控制器通过通讯线缆与所述变频器、传感器组件通讯连接；所述变频器与所述步进电机控制连接；所述PLC控制器与执行组件控制连接。

进一步地，所述现场总线为Profinet总线。

进一步地，所述通讯线缆为ModbusRTU总线。

进一步地，所述传感器组件包括：温度传感器、湿度传感器、压力传感器和烟感传感器。

进一步地，所述执行组件包括：可控门、报警装置、风扇、水泵和电动阀门。

进一步地，所述实验面板上还设有PC插接口；所述PC插接口的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器的通讯管脚连接。

进一步地，所述实验面板上还设有显示仪表；所述显示仪表与所述PLC控制器连接，用于显示相应的所述执行组件的电流或电压。

进一步地，所述实验台底部具有至少4个万向轮和锁止结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种新型PLC教学课程实验装置，包括：实验台；在所述实验台上方的一侧设置实验面板，另一侧设置触摸屏；在所述实验台的下方设置计算机；其中，在所述实验面板上分别安装有PLC控制器、变频器、传感器组件和执行组件；在所述实验台的台面上设有步进电机；所述计算机通过现场总线分别与触摸屏和PLC控制器通讯连接；所述触摸屏通过通讯线缆与所述PLC控制器通讯连接；所述PLC控制器通过通讯线缆与所述变频器、传感器组件通讯连接；所述变频器与所述步进电机控制连接；所述传感器组件与执行组件控制连接。该装置能逼真地模仿多种工控系统，辅助PLC教学，可提高学生的动手实践能力，而且其结构简单、使用方便，功能丰富。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的新型PLC教学课程实验装置结构图；

图2为本实用新型实施例提供的新型PLC教学课程实验装置各个结构连接示意图；

附图中，1-实验台、2-实验面板、3-触摸屏、4-计算机、5-万向轮、6-锁止结构、21-PLC控制器、22-变频器、23-传感器组件、24-执行组件、25-步进电机、26-PC插接口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种新型PLC教学课程实验装置，参照图1所示，包括：实验台1；在实验台1上方的一侧设置实验面板2，另一侧设置触摸屏3；在实验台1的下方设置计算机4；触摸屏3可以为LCD触摸屏，也可以选用LED触摸屏，该计算机4为工业电脑主机。

其中，在实验面板2上分别安装有PLC控制器21、变频器22、传感器组件23和执行组件24；在实验台的台面上设有步进电机25；

参照图2所示，计算机4通过现场总线分别与触摸屏3和PLC控制器21通讯连接；触摸屏3通过通讯线缆与PLC控制器21通讯连接；PLC控制器21通过通讯线缆与变频器22、传感器组件23通讯连接；变频器22与步进电机25控制连接；PLC控制器21与执行组件24控制连接。本公开实施例对上述PLC控制器的型号不作限定，可采用市面上功能强大的产品，比如西门子S7-200 CPU222型PLC。

上述现场总线为Profinet总线，作为新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准，能够更加有利于计算机4和PLC控制器21的西门子软件系统进行全集成，也还可以和其他上位机系统进行网络通信。上述通讯线缆为ModbusRTU总线，主要是能够在应用于不同类型的PLC，兼容不同的变频器设备，提高其通讯优势：在更换PLC控制器的同时，无需对线缆进行更换。

进一步地，上述传感器组件23包括：温度传感器、湿度传感器、压力传感器和烟感传感器等多种传感器，可以模拟多种生产和自动控制过程对环境参数的采集，进而实现对执行组件的精准控制。

上述执行组件24，比如包括：可控门、报警装置、风扇、水泵和电动阀门等，当传感器组件23采集的比如压力数据，传送到PLC控制器后，PLC控制器在预定的程序判断下，达到阈值后，发出打开电动阀门的控制信号。

本实施例中，多种类型的传感器和多种执行终端的设置，比如根据预置的程序，可实现交通信号灯PLC自动控制、搅拌器的PLC自动控制、LED数码管显示PLC自动控制、电梯的PLC自动控制和步进电机的PLC控制等场景的模拟；只需在计算机中增加可模拟仿真的相关程序即可实现多种场景的模拟教学，进而提高工程应用能力的培养。使PLC实验不再是单纯的验证性实验及简单的模拟实现，而是将学生置身于工程实际中，大大提高了学生的学习兴趣及工程应用能力。

为了进一步的丰富该装置的功能，在上述实验面板2上还设有PC插接口26；PC插接口26的接线管脚通过实验面板2后面的导线与PLC控制器21的通讯管脚连接。能够实现移动PC与多个装置通讯，也能够实现多个装置之间的通讯，可充分利用资源。既可作为专业实验设备，又可分享到其他PC设备，可以使学生得到更多的编程训练，避免了多人一组带来的弊端。具备设备利用率高、扩展性强以及教学效果好等优点。

进一步地，实验面板2上还设有显示仪表(图中未示出)；显示仪表与PLC控制器21连接，用于显示相应的执行组件的电流或电压，也可以测量实验电路中的电流与电压。另外，该实验面板2上还具有电机正转按钮和电机反转按钮，与步进电机25电性连接。

进一步地，为了方便移动，该实验台1底部具有至少4个万向轮5；可以将其移动到预定位置；同时在每个万向轮5一侧均配置锁止结构6，当到达预定位置后，通过锁止结构6避免万向轮5的滑动，实现实验台的稳定。其中，该锁止结构可以是固定在实验台底部的基座和丝杠，也可以是与万向轮一体的刹车片，本公开实施例对此不作限定，也可以采用市面已存在的锁止结构。

本实用新型提供了一种新型PLC教学课程实验装置，可以实现多种生产和自动控制过程的模拟，可以完整地再现工业现场，而且多个实验装置之间的PLC控制器还可以进行联网，具有较高的灵活性和仿真功能，能够完整逼真地再现工业现场。本实用新型能够为学生提供PLC技术的实践平台，极大地提高了PLC实践环节的教学效果，提高了学生动手实践的能力，而且平台结构简单、移动方便、扩展性强。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：包括：实验台(1)；在所述实验台(1)上方的一侧设置实验面板(2)，另一侧设置触摸屏(3)；在所述实验台(1)的下方设置计算机(4)；

其中，在所述实验面板(2)上分别安装有PLC控制器(21)、变频器(22)、传感器组件(23)和执行组件(24)；在所述实验台(1)的台面上设有步进电机(25)；

所述计算机通过现场总线分别与触摸屏(3)和PLC控制器(21)通讯连接；所述触摸屏(3)通过通讯线缆与所述PLC控制器(21)通讯连接；所述PLC控制器(21)通过通讯线缆与所述变频器(22)、传感器组件(23)通讯连接；所述变频器(22)与所述步进电机(25)控制连接；所述PLC控制器(21)与执行组件(24)控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述现场总线为Profinet总线。

3.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述通讯线缆为ModbusRTU总线。

4.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述传感器组件(23)包括：温度传感器、湿度传感器、压力传感器和烟感传感器。

5.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述执行组件(24)包括：可控门、报警装置、风扇、水泵和电动阀门。

6.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述实验面板(2)上还设有PC插接口(26)；所述PC插接口(26)的接线管脚通过实验面板(2)后面的导线与PLC控制器(21)的通讯管脚连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述实验面板(2)上还设有显示仪表；所述显示仪表与所述PLC控制器(21)连接，用于显示相应的所述执行组件(24)的电流或电压。

8.根据权利要求1所述的一种新型PLC教学课程实验装置，其特征在于：所述实验台(1)底部具有至少4个万向轮(5)和锁止结构(6)。