PLC与变频调速实验装置【GLPLC-1D型】

一、概述

GLPLC-1D型PLC与变频调速实验装置能完成PLC基础实验和综合知识运用的开关量实验、模拟量实验、变频器实验、触摸屏实验、异步电机直线运动机械模型位置实验、转速实验、异步电机转速转矩机械模型转速闭环控制实验、转矩闭环控制实验内容。

本实验装置具有全面的安全保护措施，配置智能化仪器仪表，将实验所需的仪器仪表电源等集成在电源控制屏上，外形美观大气，实验组件采用轻便式材质制作，进一步降低实验台整体高度，提高实验室可视空间，实验台采用人性化设计，具备可扩展性。

二、特点

1、桌身采用优质型材做骨架，结构件经大型成型机械加工而成，外表面喷涂彩色环氧聚塑并经高温烘烤处理，整机坚固耐用，美观大方。桌身按两层设计，有两扇保护门，可放置实训模块、实验试验箱等。桌面部分采用高密度钢板。桌面具有耐磨、耐热、耐污、耐火、防霉、防静电及易清洁等特点；

2、电压型漏电保护器，对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护，控制屏内的接触器便立即跳闸，切断电源；

3、电压型漏电保护器，对隔离变压器后的线路及实验过程中接线等出现的漏电现象进行保护，发出报警信号并切断电源，确保人身安全；

4、电流型漏电保护器：若控制屏有漏电现象，当漏电流超过一定值时，即切断电源；

5、强、弱电连接线及插座：采用全封闭结构，使用安全、可靠、防触电。

三、技术性能

1、工作电源：三相四线（或三相五线）～380V±5% 50Hz；

2、温度：-10℃～40℃，相对湿度＜85%（25℃）；

3、装置容量：≤1.5KVA；

4、重量：200Kg；

5、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25 ℃） 海拔＜4000m；

四、实验台组件配置及参数

GLPLC-1D型PLC与变频调速实验装置主要由电源仪器控制屏、实验桌、实验挂板等组成，所有实验挂板可以全部挂在实验框内。

1、实训台

采用标准铝型材设计框架结构，桌面板采用防火桌面材料结实耐用；配备抽屉和储物柜便于放置零部件；

2、控制屏

控制屏采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源。具体功能如下：三相380V及单相220V交流电源。配有三只指针式交流电压表；

3、可编程控制器实验板

     配置西门子CPU SR40，紧凑型 AC/DC/RLY, 24DI/16DO；单相4个200kHz高速计数器，正交相位2个100kHz高速计数器。自带以太网口1，串行端口1（RS485），附加串行端口1个（带有可选RS232/485信号板）；

      PLC侧边安装西门子模拟量模块AM03，2路模拟量输入，一路模拟量输出，输入模拟量电压范围0-10v，电流范围4-20ma；

      面板上配置24V 1A/5V 3A开关电源供PLC实验使用，同时准备了输入电路光电隔离板与输出电路继电器驱动板保护实验线路。PLC输入输出点和电源均以端子形式在实验板上接出；

4、开关量实验板

 （1）包括旋转运动模型、直线运动模型、混料罐动作模型以及物料输送模型；

（2）三种液体混合搅拌液位控制模型，当液位上升或下降时，带有机械式移动液位背景光线显示效果；

（3）带有运动状态反馈信号的逻辑功能的程序设计实验，实验完全接近工程实际，带有反射式和沟槽式两种光电开关作为位置检测信号；

（4）物料输送模型具有上料仓和下料仓，上、中、下三层传送带，配有仓满手动设定信号，和料仓开、物料传送等显示效果；

5、模拟量实验板

    模拟量实验要求能开设温度闭环和转速闭环应用实验；

（1）实验板上带有工业温度变送器、PT100热电阻、调压模块和加热元件组成的温度控制；温度范围0～130℃，带有的温度表能显示实际温度；

（2）带有两路工业高精度数字电压表和两路模拟量给定电压信号源。可完成模拟量输入、模拟量输出等基本实验；

（3）带有计数、频率、转速数字表和光电开关检测元件组成的测速实验区，带有工业直流电机及调速电路，带有速度和位置检测信号，可PWM调速控制；

6、触摸屏变频器实验板

    配置昆仑通态MCGS 7062TI触摸屏，配置西门子G120C变频器，控制单元 (CU) 和功率模块 (PM) 集于一体、防护等级为 IP20 并可内置于开关柜中的紧凑型变频器；通讯接口 PROFINET、EtherNet/IP,2 × RJ45，ZUI大 100 Mbit/s；变频器功率0.55KW；西门子变频器基本操作面板 BOP–2；

7、异步电机直线运动机械模型

（1）异步电机直线运动模型由三相交流减速异步电机、联轴器、轴承、丝杠、丝母（运动滑块）、支架、旋转编码器等组成，固定在金属底板上；

（2）三相交流减速异步电动机，三相交流220V，速比1:3，可由变频器进行速度调节；

（3）滑块运动有效行程≥300mm，终端有机械扭矩限制保护；

（4）位置检测器件具有行程开关4个、旋转编码器1个（1000P/R）；

（5）通过位置检测元件和电机调速，可对运动滑块进行位置和速度控制，能模仿工厂中许多设备的工作情况，实验内容极其丰富，异步电机直线运动模型外形尺寸不小于：730 （长）*120 （宽）*100 mm（高）；

8、制动器控制板

     安装磁粉制动器，提供磁粉制动器接线端子，能完成磁粉制动器给予异步电动机扭矩加载实验；

9、异步电机转速转矩机械模型

       异步电机转速转矩机械模型由三相交流减速异步电动机与磁粉制动器、扭矩传感器、旋转编码器同轴连接而成，固定在金属底板上；

（1）三相交流减速异步电动机，三相交流220V，速比1:3，三相交流减速异步电动机由变频器进行速度调节。变频器输出频率由PLC模拟量输出调节，调频范围：0～50Hz连续；

（2）磁粉制动器为三相异步电动机机械负载。负载制动力矩的大小，通过调整磁粉制动器的励磁电流改变。磁粉制动器励磁电流由PLC模拟量输出经过调压模块功率增大，再经变压器整流桥变为直流电流，交流电压调节范围为0～220V，直流电压调节范围0～24V，励磁电流变化范围为0～0.5A。制动力矩：0～2NM；励磁电流大小由电流表指示；

（3）转矩传感器为电机与磁粉制动器运行传动中转矩测量传感器，测量范围0～3NM；

（4）旋转编码器可检测三相电动机转速，旋转编码器≥1000P/R；

（5）通过旋转编码器检测电动机速度，三相异步电动机变频调速，负载力矩扰动，可测试出电动机不同频率、不同机械负载下的机械特性；

（6）通过PLC编程，可实现电动机转速与转矩闭环控制，实现恒转速或恒转矩运行；

异步电机转速转矩机械模型外形尺寸不小于：730（长）*120（宽）*150mm（高）

10、实验导线

根据不同实验项目的特点，配备两种不同的实验连接线，强电部分采用高可靠护套结构连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构连接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，不能混插，大大提高了实验的安全及合理性。

五、实验项目

1、基本实验

（1）基本逻辑指令实验

（2）计时器指令实验

（3）计数器指令实验

（4）微分指令、锁存器指令实验

（5）位移指令实验

（6）特殊功能指令实验

（7）触摸屏基本操作实验

（8）变频器基本操作实验

2、应用实验

（1）十字路口交通信号灯控制实验

（2）混料罐控制实验

（3）传输线控制实验

（4）小车自动选向、定位控制实验

（5）电梯控制实验

（6）刀具库管理控制实验

（7）变频器控制电机正反转启动实验

（8）变频器控制电机运行时间实验

（9）三相异步电动机变频开环调速实验

（10）PLC控制变频器开环调速实验

（11）异步电机直线运动机械模型位置实验

（12）异步电机转速实验

（13）异步电机转速转矩机械模型转速闭环控制实验

（14）异步电机转矩闭环控制实验

同步PC版：

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