TWB-212工业控制综合实训装置
一、概述
现代电气控制综合实训装置安装与调试实训装置覆盖电气自动化技术、电气设备应用与维护、机电一体化技术、低压电器制造及应用、供用电技术、农村电气化技术、电气测控技术、工业网络技术、电气化铁道技术、光机电应用技术、建筑水电技术等众多专业的专项技术和专业核心技术技能，引领教育与产业、学校与企业、课程设置与职业岗位的深度衔接，引领全国职业院校机电大类、自动化大类专业建设、实训基地建设、师资队伍的提升、课程教学的改革和优化，培养有精湛现代电气控制系统安装与调试的实践能力、创新能力的高端技能型专门人才。
电气控制系统安装与调试实训装置内容设计上，把电气线路基本设计、常规的继电控制、PLC及通讯、触摸屏组态控制、PWM控制、直流调速控制、传感器技术、编码器、异步电动机、特种电机进行系统设置，以实现组成不同的控制量与被控制量的开环和闭环控制，以各种电机为最终控制对象，体现出电气控制的系统性、全面性和完整性，构成多种变化的竞赛内容。
实训装置内容包括控制系统电路设计、控制系统电路布置、连接工艺与调试、工作单元独立功能编程调试、控制系统整体功能编程调试、电气控制系统故障检修等核心技能。
电气控制系统采用触摸屏→PLC→D/A→变频器+旋转编码器→A/D→PLC→触摸屏→开、闭环位置控制方式，可通过系统不同要求进行参数调整，实现控制系统完成所需功能要求。
通过此项实训,展示了院校学生在电工基本技能、电机与电气控制、PLC应用技术、电工测量与仪表调试、电力电子技术、交直流调速、组态控制技术、工业现场网络等核心技术技能，同时展示了工作效率、质量意识、安全意识、节能环保意识和规范操作等职业素养。
考核装置具有电气控制系统的电路设计、安装和布线，传感器接线与调整、PLC编程、模拟量模块应用、人机界面组态、电机驱动（含变频器及对应电机、伺服驱动器及伺服电机、步进电机及驱动器、继电控制与保护、温度控制器、增量型编码器）参数设定、以及典型机床控制电路故障排除等功能。装置中多参量实时手工给定（如速度实时变化给定、温度变化实时给定、距离变化实时给定等），实现了系统控制的实时控制，真实的模拟和反映了工业控制的过程，实训内容广泛、变化多样，是一款典型的职业能力培养设备，通过在该设备上实训，可使学生职业能力得到大幅度提升。
该装置以标准的配电柜为主柜，合理利用柜体的双面空间，科学地布置电器及配套实验器材，本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种占地面积小、布局合理、结构紧凑、功能齐全，提高考核效率的创新技术方案。该种维修电工教学柜式实训考核装置，包括有柜架、观察窗、仪表操作盘、电气系统、电机机组组成，
二、高级电工控制系统安装与调试实训考核设备技术指标
1.输入电压：三相五线 ～380V±10% 50Hz
2.工作环境：环境温度范围为-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃） 海拔＜2000m
3.装置容量：＜1kVA
4.外形尺寸：850mm×800mm×1800mm
5.电脑桌外形尺寸：长×宽×高＝600mm×530mm×1000mm；
6.安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准
三、现代电气控制系统安装与调试实训考核设备结构功能特点
1.本装置是由控制柜、受控对象等组成一个完整系统，具有占地面积小、操作方便、可移动、内部安装有照明设施、操作面板,各控制点和通讯接口均引出到专用的接线板上，使实训更加便捷。
2.控制元件（如PLC、变频器、接触器等）采用导轨式安装，实训时可根据需要进行合理的调整安装，布线采用工业线槽板前布线方式，设备的进出线采用塑料软管及接头与受控对象进行连接，受控对象采用外置方式便于观察。
3.本装置采用模块式结构，扩展性强，选择不同的配置、调整系统参数，从而实现控制系统需求。
四、本设备可完成的典型实训项目举例
1.转换开关与电压表连接测量三相电压
2.三相电流的测量
3.电力综合仪表的使用
4.三相异步电动机直接起动、停车的控制
5.接触器联锁的三相交流异步电动机正、反转控制电路
6.按钮联锁的三相交流异步电动机正、反转控制电路
7.按钮、接触器联锁的三相交流异步电动机正、反转控制电路
8.三相交流异步电动机Y-△（手动切换）起动控制电路
9.三相交流异步电动机Y-△（时间继电器切换）起动控制电路
10.定子绕组串联电阻起动控制电路
11.三相交流异步电动机能耗制动控制电路
12.三相交流异步电动机降压起动及反接制动控制电路
13.两台电动机的顺序控制电路
14.电动机的往返行程控制电路
15.普通车床控制电路
16.电动葫芦控制电路
17.三相交流异步电动机点动、连续转动的控制电路
18.两地控制电路
19.接触器控制的双速电动机调速控制电路
20.时间继电器切换的双速电动机调速控制电路
21.离心开关配合的反接制动控制
22.变频器面板功能参数设置和操作
23.外部端子点动控制
24.电机多段速度控制
25.工频、变频切换控制
26.基于PLC模拟量方式变频开环调速控制
27.基于面板操作的电机开环调速
28.基于PLC通信的变频器开环调速
29.PLC控制电机顺序起动
30.触摸屏的参数设置与编程
31.触摸屏组态控制三相异步电机点动与自锁
32.触摸屏组态控制三相异步电机正反转
33.触摸屏组态控制三相异步电机星三角起动
34.触摸屏组态控制变频器模拟量调速
35.步进驱动器的参数设置
36.步进电机的控制
37.步进电机的PLC开环控制
38.编码器的使用
39.基于编码器的步进电机闭环控制
40.交流伺服驱动器的参数设置
41.交流伺服电机的闭环控制
42.温度控制器的调试及热电阻的使用
43.基于热电阻的PLC温度控制
44.传感器的使用
45.基于传感器的PLC位置控制
46.多台PLC主、从站通信
47.X62W 铣床电气控制电路单元常见故障的检查与排除实训
48.T68 镗床电气控制电路单元常见故障检查与排除
五、现代电气控制系统安装与调试实训设备的配置、表1 设备具体技术参数
序号 | 名称 | 型号及规格 | 数量 | 备注 |
1 | 实训柜 | 850mm×800mm×1700mm | 1台 | 钢结构,带自锁脚轮,作为电气控制系统的机械和电气设备的安装载体，设备可自由、灵活的布置、安装。 |
2 | 主令电气及仪表单元 | 各1套 | 包括进线电源控制与保护、主令电气控制元件、指示灯、触摸屏、显示仪表、紧急停止按钮等器件。 每门一组，配置不同。 | |
3 | PLC网络组态单元 | 1套 | 包括0~20mA标准恒流源、0~10V标准恒压源、数字式显示仪表、台达伺服驱动器、步科步进驱动器等器件。 | |
4 | PLC控制单元 | 1套 | 包括微型PLC、模拟量模块、扩展模块，0~20mA标准恒流源、0~10V标准恒压源、数字式显示仪表、等器件。 | |
5 | 继电控制单元 | 1套 | 包括断路器、熔断器、接触器、中间继电器、热保护继电器、行程开关、时间继电器等。 同时还安装由伺服、步进电机驱动的（可相互转换）、传感器、微动开关、滚珠丝杠、增量型编码器组成的小车运动装置。 | |
6 | PLC控制型机床电路智能考核单元挂板 | 1套 | 包括X62W铣床电路,T68镗床电路PLC控制。 | |
7 | 电脑推车 | 1张 | 工业铝型材框架结构 | |
8 | 工具 | 1套 | ||
9 | 可编程控制器 | 西门子 | 1套 | S7-1200单元主要由主机1214C和信号转接板组成。 主机1215C,工作存储器125 KB；工作电源24VDC，自带DI14/DQ10，板载 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板载 DQ10 x 24VDC ；板载 6 个高速计数器和2个脉冲输出；支持3 个用于串行通信的通信模块，6 个用于 I/O 扩展的信号模块；运行速度0.04 ms/1000 条指令；具有2 个 PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。
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变频器 | G120C | 1套 | 变频调速单元采用西门子SINAMICS 系列G120C变频器，输出功率0.55KW。集成RS-485通讯接口，提供BOP操作面板；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制；具备过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护等。 | |
10 | 触摸屏 | TPC7062TI昆仑通泰 | 1个 | |
11 | 旋转编码器 | 1个 | ||
12 | 伺服电机 | 1个 | 伺服驱动用于控制Y轴丝杆，采用交流伺服驱动，工作电压AC220V，输出功率200W。采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，智能功率模块（IPM） 内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力；支持位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制。
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13 | 伺服电机驱动器 | 1台 | ||
14 | 步进电机 | 1个 | ||
15 | 步进电机驱动器 | 1台 | ||
16 | 直流调速器+直流电机 | 1套 | ||
17 | 智能考核系统 | 1套 | ★无线智能实训考核系统(必配) 特点：无线智能考核器技术说明 · 考核器采用优质PVC模具一次成型，表面贴彩色PVC面板。考核器左侧连接考核模块及进项电源。外形规格263X183X96mm。 ·考核键采用数字化触摸式按键，手感清晰、反应敏捷。 ·人机界面采用蓝光3.2液晶显示屏，操作简单明了，具有很好的互交性。 ·数据传输采用高质量无线网络模块，保证数据传输的距离和精确度。 ·电路设计优化合理，生产工艺严格完善，保证机器的可靠性和稳定性。 ·可设置最多达60个故障点（扩容后）。 ·故障编号可以随意更改。 ·每个故障点都可以设置为开路或短路故障。 ·设置的参数在断电后不会丢失。 ·输出继电器的触头容量达5A/AC250V，既可以用于强电，又可以用于弱电。 ·采用独立开关电源供电，输入电压范围宽，体积小、重量轻、效率高。 考核系统功能说明： ·1、具有自动评分参数设置、考核时间设置及倒计时、重复考号报警等功能； ·2、可选择指定故障考核方式或随机故障考核方式； ·3、随机故障考核方式下系统具有自动出题功能、使每次的故障都不相同； ·4、随机故障考核方式可设置故障范围及故障数量； ·5、自动保存80位考生的考号、分数、误排次数、剩余故障、剩余时间等； ·6、掉电后不会丢失设置的故障及考核结果。 |