一种PLC教学演示装置的制作方法

本实用新型涉及一种教学用演示装置，特别涉及一种PLC教学演示装置，它可广泛应用于机电类、数控类、机械自动化类和测控类专业学生的PLC教学用课堂演示装置。

背景技术：

在开设可编程序控制器及应用课程的同时，如何让学生在学好理论知识的基础上真正实际运用好PLC是各院校实施PLC教学最需要解决的问题。项目式教学打破了传统的偏重于理论的教学模式，在PLC教学中让学生接触到诸多的实控对象，教师在讲完理论知识后，引导学生动手制作PLC相关项目，让学生在实践中加深对理论知识的理解。

目前，市场上比较流行的PLC教学实验、实训系统中，一个实训台往往集成了十几个实验，这会使初学PLC的学生对于复杂的电路产生内心的恐惧，不敢动手操作，由于大部分实训台是用开关和LED灯来模拟现场，直观性和趣味性较差，实验装备基本上处于固定状态，不易拆卸和搬运或者拆卸之后不能独立使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有PLC课程教学中所存在的上述问题，而提供一种直观、易于操作、搬运方便的生产线上工件自动计数包装过程仿真教学装置，通过该装置使学生更好的掌握PLC课中有关计数器、高速脉冲、步进电机控制和触摸屏等内容。本装置以PLC为控制核心，触摸屏为人机界面实现了对传送带的控制和对工件的自动计数。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：所述的一种PLC教学演示装置，包括箱体，箱体的面板上设置有工件传送机构和实现传送工件的控制装置，其特点在于：所述的控制装置包括PLC、触摸屏、传感器和步进电机驱动器，所述的传输机构包括步进电机、同步带轮传动机构和支承用的轴承。所有的器件都安装在箱体的前面板上，步进电机安装在前面板的中右位置，主同步带轮通过紧定螺钉安装在步进电机的动力输出轴上，从同步带轮安装在主同步带轮的正左方，绕转轴转动，转轴两端设置有径向轴承，右端的轴承安装在轴承座上，左端轴承安装在箱体的前面板上，轴承座通过螺栓安装在前面板的上面，同步带绕在两个同步带轮上，工件放在同步带上，在传输机构的右下方设有光电传感器，光电传感器通过支架安装在前面板上。开关电源、步进电机驱动器、触摸屏和PLC导轨都通过螺钉固定在箱体的前面板上，PLC安装在导轨上，箱体的左上方设置两个按钮开关和一个LED指示灯，箱体下方设置一个工件储存箱，通过螺钉固定在箱体的前面板上。

所述的启动按钮一端和PLC的输入触点I0.0相连，另一端和PLC的24V传感器电源输出的L+触点相连。

所述的停止按钮一端和PLC的输入触点I0.1相连，另一端和PLC的24V传感器电源输出的L+触点相连。

所述的箱满指示灯一端和PLC的输出触点Q0.2相连，另一端和PLC的触点1M相连。

所述的计数传感器的OUT引脚和PLC的输入触点I0.2相连，传感器的VCC引脚和PLC的24V传感器电源输出的L+触点相连，传感器的GND引脚和PLC的24V传感器电源输出的M触点相连。

所述的开关电源输入端接220V电压，开关电源的+24V DC端子和步进电机驱动器的D+端子以及PLC的工作电源L+触点相连，开关电源的COM1端子和步进电机驱动器的D-端子以及PLC的工作电源触点M相连,开关电源的+5V DC端子和PLC的1L+触点相连，开关电源的COM2端子和PLC的1M触点相连。

所述的步进电机驱动器的PUL-（+5V）引脚、DIR-（+5V）引脚和PLC的1M触点相连，步进电机驱动器的PUL+（+5V）引脚与PLC的输出触点Q0.0相连，步进电机驱动器的DIR +（+5V）引脚与PLC的输出触点Q0.1相连，步进电机驱动器与步进电机相连。

所述的PLC型号为CPU 224 CN DC/DC/DC，触点1M和24V传感器电源输出的M触点相连。

所述的触摸屏型号为TP177A。

本实用新型通过上述技术方案，存在如下效果：所述的一种PLC教学演示装置，其利用PLC控制并采用触摸屏，能够模拟自动化生产线上工件的计数、装箱过程，是一套旨在提高学生对计数器、触摸屏、高速脉冲和步进电机控制应用能力而开发的演示装置，系统构造简单，且紧扣PLC课程教学中计数器、高速脉冲的内容，便于教师进行教学实验材料的准备。学生可以清晰的看到机械部分的运动情况，视觉冲击性强，趣味性好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1 是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型的控制部分原理图

图中所示：1、箱体；2、轴支承架；3、从动同步带轮；4、同步带；5、触摸屏；6、启动按钮；7、停止按钮；8、箱满指示灯；9、手柄；10、开关电源；11、PLC；12、步进电机驱动器；13、工件；14、主动同步带轮；15、计数光电传感器支架；16、光电传感器；17、工件储存箱；18、螺栓；19、转轴；20、紧定螺钉；21、步进电机。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述

如图1、2、3所示，所述的一种PLC教学演示装置，包括箱体1，箱体的面板上设置有工件传送机构和实现工件传送并计数的控制装置，其特点在于：控制装置包括PLC11、触摸屏5、传感器16和步进电机驱动器12，所述的工件传送机构包括步进电机21、同步带轮传动机构和轴支承架2。所有的器件都安装在箱体1的前面板上，步进电机21安装在前面板的中右位置，主同步带轮14通过紧定螺钉安装在步进电机21的动力输出轴上，从同步带轮3安装在主同步带轮的正左方，绕转轴19转动，转轴两端为顶针支承，下端支承安装在轴支承架2上，上端支承安装在箱体的前面板上，轴支承架2通过螺栓18安装在前面板的上面，同步带4绕在两个同步带轮上，工件13放在同步带的上方，工件储存箱17安装在箱体前面板的右下位置，在工件储存箱和工件传送机构之间的右侧设置计数光电传感器16，计数光电传感器通过计数光电传感器支架15安装在前面板上。开关电源10、步进电机驱动器12、触摸屏5、PLC11都通过螺钉固定在箱体的前面板上，箱体的左上方设置一个启动按钮6、一个停止按钮7和一个用于显示计数完成的LED箱满指示灯8。

所述的启动按钮6一端和PLC11的输入触点I0.0相连，另一端和PLC11的24V传感器电源输出的L+触点相连。

所述的停止按钮7一端和PLC11的输入触点I0.1相连，另一端和PLC11的24V传感器电源输出的L+触点相连。

所述的箱满指示灯8一端和PLC11的输出触点Q0.2相连，另一端和PLC11的触点1M相连。

所述的计数光电传感器16的OUT引脚和PLC11的输入触点I0.2相连，计数传感器16的VCC引脚和PLC11的24V传感器电源输出的L+触点相连，计数传感器16的GND引脚和PLC11的24V传感器电源输出的M触点相连。

所述的开关电源10输入端接220V电压，开关电源10的+24V DC端子和步进电机驱动器12的D+端子以及PLC11的工作电源L+触点相连，开关电源10的COM1端子和步进电机驱动器12的D-端子以及PLC11的工作电源触点M相连,开关电源10的+5V DC端子和PLC11的1L+触点相连，开关电源10的COM2端子和PLC11的1M触点相连。

所述的步进电机驱动器12的PUL-（+5V）引脚、DIR-（+5V）引脚和PLC11的1M触点相连，步进电机驱动器12的PUL+（+5V）引脚与PLC11的输出触点Q0.0相连，步进电机驱动器12的DIR +（+5V）引脚与PLC11的输出触点Q0.1相连，步进电机驱动器12与步进电机21相连。

所述的PLC11型号为S7-200系列的CPU224 DC/DC/DC，触点1M和24V传感器电源输出的M触点相连。

实施时，连接各器件，调整计数光电传感器16的位置，使工件13落下时能过发出脉冲信号，编程时触摸屏控制画面设置一个步进电机转速输入文本域，一个计数值实时显示文本域，一个复位按钮，一个启动按钮和一个停止按钮，梯形图就要根据触摸屏输入的转速，步进电机21的步距角和步进电机驱动器12设置的细分数计算出发给步进电机驱动器3的脉冲信号周期值，利用PLC11的高速脉冲指令控制步进电机转速。

实施时，将计数光电传感器16的位置设置在工件传送机构和工件储存箱17之间，使每个工件13落下时，计数光电传感器16能够发出一个脉冲给PLC11。

实施时，将梯形图通过PLC11的通讯口下载到PLC11，将控制画面程序下载到触摸屏5，接通电源，通过触摸屏5调整步进电机21转速并设置装箱的工件数，按下启动按钮6，步进电机21顺时针转动，将工件13从储存箱17逐个放置在同步带4上，工件13从同步带4落下到储存箱17时PLC11的计数器计数，触摸屏5实时显示计数值，计数到所设置数量时，前面板上部的箱满指示灯8亮， 触摸屏5上设置复位按钮，复位后可重新开始计数。