专利名称：电气控制与plc综合应用实训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学实验装置，具体是一种电气控制与PLC综合应用实训装置。主要用于大中专院校对学生进行基本工业电气控制与可编程控制器综合应用技能训练。
背景技术：
目前电气控制与可编程控制器应用实验装置主要有三大类型一类是挂箱式模块化结构或模拟化的实验箱结构，其中挂箱式模块化结构是将PLC及其综合应用设计出几大挂箱式模块，共同安装在一个综合实验装置框架上；模拟化的实验箱装置是将PLC主机及其应用模型(图案模型)设计装入一个实验箱内。第二类是专为某一大型的PLC工业控制系统设计的可运转模型。第三类自行购置PLC主机及配套电器，组装的小型PLC控制系统。以上几种实验装置均可对学生进行可编程控制器基本技能应用训练，有些还能进行综合的工业电气控制训练，其中第一类和第二类装置的控制对象有模拟化实物模型或图形模型，接近于工业现场的实际应用。第三类实验装置用的是工业现场实际用到的PLC主机及其配套电器。以上实验装置主要存在下述几个方面的问题I.第一类和第二类装置与工业现场实际安装和使用的工业电气控制系统在电气连线方式、控制电器选择、电气仪表使用等方面有区别，学生学完后，对工业现场的实际控制系统仍会很陌生。2.受选用模块及成本的限制，大都没有使用现代工业控制常用的触摸屏、变频器和文本显示器等工控电器。3.第三类实验装置往往比较简单，许多是用电脑直接联到PLC上，就可以模拟使用了 ；保护功能一般也不完善，长期频繁使用时，PLC输入输出接点处易产生机械或电气损伤。
发明内容为克服上述已有技术的不足，本实用新型提供一种工业控制与PLC综合应用实训
>J-U装直。本实用新型是以如下技术方案实现的一种电气控制与可编程控制器综合应用实训装置，包括金属框架，安装在金属框架上的前覆网孔板，所述的前覆网孔板分为上区、中区和下区三个区域；上区安装有三相低压断路器、单相低压断路器、熔断器、文本显示器、可更换受控实验模块、触摸屏和直流电源，其中直流电源安装于前覆网孔板的背面；中区安装有交流接触器、热继电器、电源进线端子排、接线练习端子排、接触器和按钮；下区安装有PLC主机、模拟量输入扩展模块、模拟量输出扩展模块、变频器、接线端子排C、接线端子排D和进线电源插座，其中接线端子排C用于按顺序联接PLC主机、模拟量输入扩展模块、模拟量输出扩展模块以及变频器的各控制端子，并按所接控制端子进行标号，以便于学生进行、接线练习，并保护各电器本身的接线端子免受学生频繁接线时的机械或电气损伤；接线端子排D用于接变频器的电源进出线和电动机电源线；在金属框架的底座上放置受控电机及与其相连接的旋转编码器。由于采用了上述技术方案，实现了以下效果1.采用前覆网孔板的框架式结构，将PLC主机及其扩展模块、变频器、触摸屏及文本显示器等工控电器安装在同一个框架上，PLC控制系统及其控制对象基本采用工业生产中实际使用的电气设备，并可方便地实现功能扩展，学生不仅能够学到PLC与工控电器的实际应用，还能够学会其硬件选型设计。2. PLC主机及其扩展模块变频器价格较高，输入输出接点较多，本装置将其接点连接到接线端子排C上，在接线排上按实际联接端子进行标识，能方便接线并有效地保护电器本身的接点免受学生频繁接线操作的机械与电气损伤。3.较复杂的控制对象采用带挂箱(可更换受控实验模块)的总线式结构，减去了复杂而机械的接线，可方便地更换。本实用新型的有益效果是本实用新型与工业现场的电气控制系统基本相同，能够对学生进行从简单到复杂的工业电气控制的全面训练，包括继电器-接触器控制系统的设计与接线训练、PLC控制系统的设计与硬件接线训练、PLC编程训练、控制电器的选型训练、多种工控电器应用训练等。
图I和图2是本实用新型整体结构与布置图，图I是前视图、图2是右视图；图3是可编程控制器(PLC主机)、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及变频器的各控制端子与接线端子排C(双层端子排)连接的接线图；图中1、金属框架，2、前覆网孔板，3、三相低压断路器，4、单相低压断路器，5、熔断器，6、直流电源，7、文本显示器，8、可更换受控实验模块，9、触摸屏，10、接线端子排A，11、接触器，12、按钮，13、热继电器，14、接线端子排B，15、接线端子排C，16、模拟量输入扩展模块，17、PLC主机，18、模拟量输出扩展模块，19、变频器，20、接线端子排D，21、进线电源插座，22、旋转编码器，23、受控电机，24、支撑辐条。
具体实施方式
如图I、图2和图3所示，电气控制与PLC综合应用实训装置，包括金属框架1，在金属框架I上安装前覆网孔板2 ;前覆网孔板2分为上区、中区和下区三个区域；在上区前覆网孔板上安装有三相电源进线断路器3、单相电源进线断路器4、熔断器5、文本显示器7、换受控实验模块8、触摸屏9和直流电源6 ;直流电源6安装在前覆网孔板的背面，用于将220V交流变成24V直流，供实验模块和触摸屏使用。中区安装有接线端子排A10、接线端子排B14、热继电器13、接触器11和按钮12 ；接线端子排A 10的上排接电源(即上区的熔断器)，下排作为电源接各控制电器；接线端子排B用于接线操作练习；按钮12采用三联按钮。下区安装有PLC主机17、模拟量输入扩展模块16、模拟量输出扩展模块18、变频器19、接线端子排C和接线端子排D ;模拟量输入模块16采用EM231，模拟量输出扩展模块18采用EM232，PLC主机17采用S7-226，变频器采用三菱通用变频器FR-E540-1. 5-CHT ;接线端子排C为双层接线端子排，用于按顺序联接PLC主机、模拟量输入扩展模块、模拟量输出扩展模块、变频器的各控制端子，并按所接控制端子进行标号；接线端子排D用于接变频器的电源进出线和电动机电源线；旋转编码器22通过支撑辐条24安装在受控电机23上，并与受控电机23的主轴相连接。 在金属框架I的底座上放置受控电动机23及与其相连接的旋转编码器22，用于电动机速度反馈。下面举例说明其实验方法。例I电动机Y- A降压启动控制电路。利用本实用新型中所带的实际断路器、熔断器、接触器、热继电器、电动机及按钮 等接成电动机Y-A降压启动控制电路。将编写好的PLC控制程序下载到PLC主机上，便可实现PLC对电机的Y-A降压启动控制。通过本例可对学生进行控制电器的选型、控制系统的实际接线、简单的PLC编程等训练。例2通过触摸屏对三相交流电动机进行变频控制。应用触摸屏的组态软件设计好触摸屏控制“人机界面”，对PLC主机、模拟量扩展模块、触摸屏、旋转编码器、变频器等接线，编写对电动机进行变频控制的程序并下载到PLC上。本训练项目可实现对变频器、触摸屏、旋转编码器等的应用训练。
权利要求1.一种电气控制与PLC综合应用实训装置，其特征是包括金属框架(I )，安装在金属框架(I)上的前覆网孔板(2);所述的前覆网孔板(2)分为上区、中区和下区三个区域；上区安装有三相低压断路器(3)、单相低压断路器(4)、熔断器(5)、直流电源(6)、文本显示器(7)、可更换受控实验模块(8)和触摸屏(9);中区安装有接线端子排A (10)、接触器(11)、热继电器(13)、接线端子排B (14)和按钮(12);下区安装有接线端子排C (15)、PLC主机(17)、模拟量输入扩展模块(16)、模拟量输出扩展模块(18)、变频器(19)、接线端子排D(20)、进线电源插座(21);在金属框架(I)的底座上放置受控电机(23)及与其相连接的旋转编码器(22)。
2.根据权利要求I所述的电气控制与PLC综合应用实训装置，其特征是接线端子排C(15)按顺序联接PLC主机(17)、模拟量输入扩展模块(16)、模拟量输出扩展模块(18)、变频器(19)的控制端子，并按所接控制端子进行标号。
3.根据权利要求I所述的电气控制与PLC综合应用实训装置，其特征是所述的旋转编码器(22)通过支撑辐条(24)安装在受控电机(23)上，并与受控电机(23)的主轴相连接。
4.根据权利要求I所述的电气控制与PLC综合应用实训装置，其特征是所述的接线端子排C (15)为双层接线端子排。
专利摘要本实用新型公开了一种电气控制与PLC综合应用实训装置，属教学实验装置。主要用于大中专院校对学生进行工业电气控制与可编程控制器综合应用技能训练。采用前覆网孔板的框架式结构，将PLC主机及其扩展模块、变频器、触摸屏、文本显示器、接触器等工控电器及受控模块按顺序安装在同一个框架上，PLC和变频器的控制端子联接到双层端子排上，受控电动机联接旋转编码器放置在底座上。有益效果是能够对学生进行接线训练、选型设计训练、多种工控电器的应用训练以及从简单到复杂的PLC编程训练等，并可方便地实现功能扩展，复杂的受控对象采用挂箱式模块化结构。
文档编号G09B19/00GK202362972SQ20112043639
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者代冠秀, 汪梁, 王泽华, 贺建华 申请人:江苏建筑职业技术学院